Исследование динамических режимов и обеспечение устойчивости узлов нагрузки с мощными высоковольтными электродвигателями

• Автор: Капитонов, Олег Константинович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание

Введение
1 ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В УЗЛЕ НАГРУЗКИ
1.1 Особенности и требования анализа и расчета переходных
процессов в узлах нагрузки. Описание исследуемого объекта
1.2 Описание модели трансформатора
1.3 Описание модели двигателя
1.4 Описание иных моделей, применяемых при исследовании
переходных процессов
Выводы по главе
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В УЗЛАХ НАГРУЗКИ
2.1 Оценка провалов напряжения в узле нагрузки при пуске мощных асинхронных двигателей
2.2 Одиночный выбег мощного асинхронного двигателя при
перерыве в электроснабжении
2.3 Потребление реактивной мощности асинхронным двигателем
при выбеге
Выводы по главе
3 ОЦЕНКА РЕЖИМА РАБОТЫ УЗЛА НАГРУЗКИ С
ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1 Устойчивость работы мощного асинхронного двигателя при компенсации реактивной мощности
3.2 Влияние скин-эффекта на процесс пуска мощных асинхронных двигателей
3.3 Влияние внешних параметров системы на процесс нормальной работы мощных асинхронных двигателей

Выводы по главе
4 СЛОЖНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В УЗЛАХ НАГРУЗКИ
4.1 Групповой выбег мощных двигателей одного узла нагрузки ...„
4.2 Прямой пуск мощного асинхронного двигателя от генератора
соизмеримой мощности
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В

ВВЕДЕНИЕ
Для решения задач по обеспечению надежной и устойчивой работы узлов комплексной нагрузки и систем электроснабжения в целом при больших возмущениях, вызванных перерывами питания, короткими замыканиями, автоматическим вводом резерва и т.п., требуется анализ переходных режимов с учетом состава элементов нагрузки и их динамических характеристик.
Анализ динамических режимов не может быть в полной мере осуществлен на базе статических характеристик, ибо он не дает необходимых по точности и наглядности результатов в исследовании динамических процессов. Использование современных вычислительных машин и новых программных средств позволяет устранить этот недостаток. При этом появляется возможность создавать математические модели, которые учитывают не только изменения значения параметров элементов системы, состав комплексных узлов нагрузки и условия их работы, но и позволяют анализировать переходные процессы по нелинейным дифференциальным уравнениям. Такой подход особенно важен и единственно возможен, например, при анализе технологических процессов, когда невозможно провести натурные испытания.
Мероприятия по обеспечению требуемого режима работы таких узлов нагрузки в различных условиях работы весьма значимы. Поэтому проведение анализа режима работы узлов комплексных нагрузок является актуальной задачей, обеспечивающей стабильность, надежность и непрерывность работы различных ответственных механизмов и электротехнического оборудования.
Степень разработанности. Анализ режима работы узлов нагрузки требует комплексного подхода, учитывающего параметры генераторов питающей системы, устройств регулирования их систем возбуждения, а также характеристики элементов внешней сети и, особенно, двигателей, входящих в состав узла. Конечно, оценка взаимодействия всех элементов возможна и с помощью физических моделей, но в таком подходе затруднительно в полной мере учесть

До моделирования предварительно были произведены расчеты параметров элементов системы, которые затем вводились в соответствующие блоки параметров моделей. Поскольку в программном комплексе получение параметра скольжения не предусмотрено, то его значение определялось по стандартной' формуле:
где р - число пар полюсов;
/- частота сети, Гц; п - скорость вращения двигателя, рад/с.
Результаты моделирования провалов напряжения в узле нагрузки для начального момента времени при пуске высоковольтного асинхронного двигателя в зависимости от его мощности приведены на рисунке 2.1.2. Номограмма наглядно демонстрирует, что качественный прямой пуск (снижение напряжения в узле нагрузки не превышает 10% от Vнш) двигателя в узле нагрузки, к которому не подсоединены другие электроприемники, возможен при условии, если мощность трансформатора превышает мощность двигателя примерно в 5-11 раз в зависимости от мощности запускаемого двигателя. Указанное соотношение можно изменить, применяя устройства плавного пуска.
и, [В]
асинхронного двигателя в зависимости от мощности самого двигателя при различных значениях мощности трансформатора для начального момента времени