Регулятор скорости асинхронного двигателя

БЛОК УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ИЗМЕНЕНИЕМ ФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ

РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

11. 14.1. Баланс реактивной мощности и его связь с напряжением

В ЭЭС, содержащей источники и потребители электрической энергии, в любой момент времени выполняется закон сохранения энергии. Отражением этого закона является выполнение баланса мощности. Выработка и потребление электрической энергии на переменном токе характеризуются передачей по электрической сети как активной, так и реактивной мощности. Поэтому в каждый момент времени в ЭЭС существует баланс полной мощности. Для реактивной мощности условие баланса имеет следующий вид:

где Σ _г — суммарная генерируемая мощность;
Σ _н — суммарная мощность нагрузки потребителей;
Σ∆ — суммарные потери реактивной мощности в элементах сети.

12. Из приведенных результатов следует, что передача реактивной мощности «забирает» существенную часть сечения проводов и мощности трансформаторов (при tg φ =0,5 более 10 %), снижая возможности передачи активной мощности, и приводит к увеличению потерь мощности и электроэнергии (при tg φ = 0,5 порядка 20 % суммарных потерь).

Еще большее влияние реактивная мощность оказывает на режимы напряжения. Потери напряжения, обусловленные передачей реактивной мощности, составляют около 1/3 суммарных потерь напряжения в сетях 6—10 кВ и около 2/3 в сетях более высоких напряжений. Происходящее при этом снижение напряжения в сети приводит к еще большему увеличению потерь электроэнергии и снижению пропускной способности линий и трансформаторов. Для трансформаторов характерны значения ξ = 20 — 30, поэтому потери напряжения в них практически полностью определяются передаваемой реактивной мощностью. Кроме влияния на экономические показатели сетей, передача реактивной мощности может привести и к нарушению технических ограничений по допустимым напряжениям в узлах потребления энергии.

При выборе оптимальной мощности средств КРМ необходимо сопоставлять их стоимость с эффектом, получаемым от улучшения всех перечисленных выше параметров электрических сетей.

14. Синхронным компенсатором называется синхронный двигатель облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу.

Основные потребители электрической энергии, кроме активной мощности, потребляют от генераторов системы реактивную мощность. К числу потребителей, требующих большие намагничивающие реактивные токи для создания и поддержания магнитного потока, относятся асинхронные двигатели, трансформаторы, индукционные печи и другие. В связи с этим распределительные сети обычно работают с отстающим током.

Реактивная мощность, вырабатываемая генератором, получается с наименьшими затратами. Однако передача реактивной мощности от генераторов связана с дополнительными потерями в трансформаторах и линиях передач. Поэтому для получения реактивной мощности становится экономически выгодным применение синхронных компенсаторов, располагаемых на узловых подстанциях системы или непосредственно у потребителей.

Синхронные двигатели благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с cos = 1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе, с перевозбуждением отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Синхронные компенсаторы предназначаются для компенсации коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения сети в районах сосредоточения потребительских нагрузок.

· 16. ВЛ до 1000 В (ВЛ низшего класса напряжений)

· ВЛ выше 1000 В

· ВЛ 1-35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений)

· ВЛ 110—330 кВ (ВЛ высокого класса напряжений)

· ВЛ 500—750 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений)

· ВЛ выше 750 кВ (ВЛ ультравысокого класса напряжений)

25. В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы:

- сети с незаземленными (изолированными) нейтралями;

- сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями;

- сети с эффективно-заземленными нейтралями;

- сети с глухозаземленными нейтралями.

Работа сети с изолированной нейтралью применяется и в сетях с Uном≤1 кВ. Эти сети обеспечивают высокий уровень электробезопасности и их следует применять для передвижных установок, торфяных разработок и угольных шахт

Сети с эффективно - заземленными нейтралями.

В сетях 110 кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтрали является фактор стоимости изоляции.

Таким образом, в электрических сетях приняты следующие режимы нейтрали: сети 0.66- 35 кВ в зависимости от величины емкостного тока замыкания на землю работают либо с изолированной нейтралью, либо с резонансно-заземленной нейтралью; сети 380/220 В- с глухозаземленной нейтралью; сети 110 кВ и выше- с эффективно-заземленной нейтралью.

Сети с резонансно - заземленными нейтралями.

В случае если сеть с изолированной нейтралью имеет относительно большой емкостной ток замыкания на землю, а именно

при 6кВ Iк ≥ 30А,

при 10кВ Iк ≥ 20А,

при 20кВ Iк ≥ 15А,

при 35кВ Iк ≥ 10А,

26. Электрические сети напряжением 6 — 10 кВ работают в зависимости от силы тока замыкания на землю с изолированной или заземленной через дугогасящие катушки нейтралью.

При токах замыкания на землю в сетях 6 кВ более 30 А и в сетях 10 кВ более 20 А согласно ПУЭ нейтраль должна быть заземлена через дугогасящие катушки для компенсации этих токов. Преимуществом такой системы работы является то, что в случае возникновения однофазного замыкания на землю электроприемники продолжают нормально работать и, следовательно, электроснабжение потребителей не нарушается.

Городские кабельные сети, имеющие значительную протяженность, обладают большой емкостью, так как сам кабель представляет собой в некотором роде конденсатор. Поэтому при появлении в такой сети однофазного замыкания ток замыкания на землю в месте повреждения может достигнуть десятков и даже сотен ампер.

При таких токах изоляция кабеля в месте повреждения быстро разрушается и однофазное замыкание на землю переходит в двух- и трехфазное короткое замыкание, что вызывает отключение участка сети выключателем, т. е. перерыв в электроснабжении потребителей. Устойчивое замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью возникает не сразу, а сначала в виде «перемежающейся» дуги. В момент перехода тока через нулевое значение дуга прекращается, а затем возникает вновь. Это явление сопровождается опасным повышением напряжения относительно земли на неповрежденных фазах и может вызвать нарушение изоляции на других участках сети.

Чтобы возникающая в месте повреждения дуга погасла, необходимо компенсировать емкостный ток замыкания на землю, для чего в нулевую точку сети включают индуктивную заземляющую дугогасящую катушку.

28. ряде случаев при проектировании, а также при эксплуатации сетей небольшой сложности возникает необходимость проведения одноразовых расчетов без применения ПЭВМ, одним из распространенных способов ручного счета – последовательное упрощение схемы сложной сети по методу преобразования сети.

Сущность метода преобразования заключается в том, что заданную сложную сеть путем постепенных преобразований приводят к линии с двусторонним питанием, в которой распределение мощностей находят уже известным методом. Затем, после определения линейных мощностей на каждом участке преобразованной схемы, с помощью последовательных обратных преобразований находят действительное распределение мощностей в исходной схеме сети. Эквивалентирование параллельных линии на любых участках замкнутой сети возможно только в том случае, если на этих линиях нет присоединенных нагрузок. Если в схеме существуют промежуточные нагрузки, то эквивалентирование осуществить нельзя. Для этого делают так называемый перенос нагрузок в другие точки сети. При этом режим сети до переноса и после должен оставаться неизменным.

Вывод зависимостей, определяющих величины переменных нагрузок, можно сделать для общего случая, когда между точками сети, в которые требуется перенести нагрузку, имеется несколько потребителей энергии

Иногда при расчете сети требуется произвести преобразования треугольника в эквивалентную звезду и обратно

Метод простой итерации — один из простейших численных методов решения уравнений. Метод основан на принципе сжимающего отображения, который применительно к численным методам в общем виде также может называться методом простой итерации или методом последовательных приближений^[1]. В частности, для систем линейных алгебраических уравнений существует аналогичный метод итерации. Идея метода простой итерации состоит в том, чтобы уравнение {\displaystyle f(x)=0} привести к эквивалентному уравнению

{\displaystyle x=\varphi (x)} ,

так, чтобы отображение {\displaystyle \varphi (x)} было сжимающим. Если это удаётся, то последовательность итераций {\displaystyle x_{i+1}=\varphi (x_{i})} сходится. Такое преобразование можно делать разными способами. В частности, сохраняет корни уравнение вида

{\displaystyle \displaystyle x=x-{\lambda }(x)f(x)\!,}

если {\displaystyle {\lambda }(x)\neq 0} на исследуемом отрезке. Оптимальным выбором является {\displaystyle \lambda (x)={\frac {1}{f'(x)}}} , что приводит к методу Ньютона, который является быстрым, но требует вычисления производной. Если в качестве {\displaystyle \lambda (x)} выбрать константу того же знака, что и производная в окрестности корня, то мы получаем простейший метод итерации.