Система электроснабжения

Система электроснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ , содержащая источник питания, внешнюю электрическую сеть, два трансформатора, распределительную электрическую сеть и комплексную нагрузку, при этом вьшоды первичных обмоток трансформаторов через коммутационные аппараты и внешнюю электрическую сеть присоединены к источнику питания, а выводы вторичных обмоток - к системам шин вторичного напряжения, причем системы шин вторичного напряжения разъединены , а комплексная нагрузка, в том числе двигатели, подключена своими одними выводами через коммутационные аппараты и распределительную сеть к системам шин вторичного напряжения, отличающаяся тем, чта, с целью повышения уровней напряжения в режимах пуска и самозапуска двигателей, она содержит дополнительные коммутационные аппараты, а группы соединения трансформаторов выполнены такими, что вектор ЭДС вторичной обмотки одного трансформатора опережает вектор ЭДС вторичной обмотки другого трансформатора на 60, а двигатели разделены на две группы, причем вторые выводы одной группы двигателей , подключенных первыми выводани к системе шин трансформатора с опережающим вектором ЭДС, присоединены с круговой перестановкой с S фаз в сторону опережения через до (Л полнительные коммутационные аппараты к системе шин трансформатора с отстающим вектором ЭДС, а вторые выводы другой группы двигателей,подключенных первыми выводами к системе шин трансформатора с отстающим вектором ЭДС, присоединены через дополнительные коммутационные аппараты к системе шин трансформатора с опережающим вектором ЭДС, причем вторые выводы каждой из этих групп двигателей соединены с дополнительными коммутационными аппаратами, соединенными в звезду. 2. Система поп.1, отличающаяся тем, что дополнительно к каждой системе шин подключен резервный трансформатор, группа соединения которого выполнена таким образом , что вектор ЭДС его вторичной обмотки совпадает по фазе с вектором ЭДС вторичной обмотки трансформатора , питающего данную систему шин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (so 4 Н 02 ) 3/00

13, йй4МОЧИУ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3653743/24-07 (22) 20.1 О. 83 (46) 30.12.85. Бюл. М - 48 (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Я.M. Коваль, М.И. Олийнык и П.Ф. Гоголюк (53) 621.316.37 (088.8) (56) Грейсух М.В., Лазарев С.С.

Расчеты по электроснабжению промышленных предприятий. M.: Энергия, 1977, с. 22.

Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под ред . А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского, кн.1, M.: Энергия, 1973, с. 167. (54) (57) 1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, содержащая источник питания, внешнюю электрическую сеть, два трансформатора, распределительную электрическую сеть и комплексную нагрузку, при этом выводы первичных обмоток трансформаторов через коммутационные аппараты и внешнюю электрическую сеть присоединены к источнику питания, а выводы вторичных обмоток — к системам шин вторичного напряжения, причем систе. мы шин вторичного напряжения разъединены, а комплексная нагрузка, в том числе двигатели, подключена своими одними выводами через коммутационные аппараты и распределительную сеть к системам шин вторичного напряжения, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше ния уровней напряжения в режимах пуска и самозапуска двигателей, она содержит дополнительные коммутационные аппараты, а группы соединения трансформаторов выполнены такими, что вектор ЭДС вторичной обмотки одного трансформатора опережает вектор ЭДС вторичной обмотки другого трансформатора на 600, а двигатели разделены на две группы, причем вторые выводы одной группы двигателей, подключенных первыми выводами к системе шин трансформатора с опережающим вектором ЭДС, присоединены с круговой перестановкой фаз в сторону опережения через дополнительные коммутационные аппараты к системе шин трансформатора с отстающим вектором ЭДС, а вторые выводы другой группы двигателей,подключенных первыми выводами к системе шин трансформатора с отстающим вектором ЭДС, присоединены через до— полнительные коммутационные аппараты к системе шин трансформатора с опережающим вектором ЭДС, причем вторые выводы каждой из этих групп двигателей соединены с дополнительными коммутационными аппаратами, соединенными в звезду

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что дополнительно к каждой системе шин подключен резервный трансформатор, группа соединения которого выполнена таким образом, что вектор ЭДС его вторичной обмотки совпадает по фазе с вектором

ЭДС вторичной обмотки трансформатора, питающего данную систему шин.

Изобретение относится к технике и может найти применение в системах электроснабжения.

Целью изобретения является повышение уровней напряжения в режимах пуска и самозапуска двигателей.

Ка фиг. 1 и 2 приведена схема предлагаемой системы электроснабжения; на фиг.3 — векторная диаграмма.

Система электроснабжения (фиг.1) содержит трансформаторы 1 и 2, выводы первичного напряжения которых через коммутационные аппараты 3 и 4 и внешнюю электрическую сеть 5 присоединены к источнику 6 питания, а выводы обмоток вторичного напряжения через коммутационные аппараты 7 и 8 присоединены к системам 9 и 10 вторичного напряжения, комплексную нагрузку, состоящую иэ двигателей 11-16, подключенных через распределительные сети 17 и 18 и коммутационные аппараты 19-24 к системам шин 9 и 10, и статической нагрузки 25 и 26, присоединенной через коммутационные аппараты 27 и 28 и распределительную сеть 17 и 18 к системам шин 9 и 10, причем вторые выводы двигателей 14 и 15 через дополнительный коммутационный аппарат 29 присоединены к системе шин 9, а вторые выводы двигателей 11 и 12 присоединены с круговой перестановкой фаз в сторону опережения через дополнительный коммутационный аппарат 30 к системе шин 10, при этом вторые выводы статорных обмоток двигателей

14 и 15 соединены также с одними выводами нейтрального коммутационного аппарата 31, а вторые выводы статорных обмоток двигателей 11 и

12 — с одними выводами нейтрального коммутационного аппарата 32, причем вторые выводы коммутационных аппаратов 31 и 32 имеют общую точку соединения.

Система электроснабжения (фиг.2) дополнительно содержит резервные трансформаторы 33 и 34, выводы обмоток вторичного напряжения которых подключены через коммутационные аппараты 35 и 36 к системам шин 9 и 10.

На фиг.З приведена совмещенная

BE .êòoðnaë днагра.1ма вторичных напряжс внй фазы,о предлагаемой с иг—

1201952 2 темы электроснабжения в режиме само. запуска двигателей, подключенных к системе шин 10.

Система электроснабжения (фиг.1) работает следующим образом.

В нормальном режиме работы коммутационные аппараты 3,4,7,8,19,20, 21,22,23,24,27,28,31 и 32 включены, а коммутационные аппараты 29 и 30 от10 ключены. В качестве расчетного возмущения примем трехфазное к .з. в распределительной сети 18, например, на выводах статической нагрузки 26 которое приводит к

15 снижению напряжения на системе шин

10 и выбегу двигателей 14-16. Во время выбега двигателей 14-16 отключают коммутационный аппарат 31.

После локализации места повреждения

Zp отключением коммутационного аппарата 28 и восстановления напряжения на системе шин 10 включают коммутационный аппарат 29.

РассмотРим процессы, протекающие в системе электроснабжения в режиме самозапуска двигателей после проведенных коммутаций.

Группы соединения трансформаторов 1и 2 выполнены таким,что вектор ЭДС вторичной обмотки трансформатора 1Е> опережает вектор ЭДС вторичной обмотки трансформатора

2 Е „, В режиме самозапуска на статорные обмотки двигателей 14 и 15

35 подают напряжение (l, равное геометрической разности фазных напряжений U и ll систем шин 9 и 10, а на статорные обмотки двигателя 16 — фазное напряжение 0 Под действием на40 пряжений U, и О, в статорных обмотках двигателей 14-16 протекают токи, носящие активно-индуктивный характер.

Подача на статорные обмотки дви45 гателей 14 и 15 напряжения 0 при г водит к передаче по каждому трансформатору 1 или 2 мощности, потребляемой двигателями 14 и 15, и появлению в трансформаторах 1 и 2 и

50 внешнеи сети уравнительных потоков мощности. Причем в такой системе электроснабжения при передаче активной мощности возникает переток реактивной, а при передаче ðåàêтинной — переток активной мощности.

Величины перетока мощностей зависят от значений активной и реактивной мощности, потребляемой дви1201952 и реактивная

Q,= 1, sin q,< Q<, sin мощность, где Г, >О

4 Qb d 1g QñT1 (2)

@—

P ст1 з-Cri

dP,,dQ

Через трансфо ника 6 питания к мощности, где Р* Q> — активная и реактивная мощность двигателя 16;

3 гателями 14 и 15, и взаимных углов между векторами напряжений и токов трансформаторов и нагрузки.

Через трансформатор 1 от источника питания к нагрузке протекает активная

Рт = Р» созе,+ О, "оэ М- Д + 1+ Рст1 (1) суммарная активная и реактивная мощность, потребляе-. мая двигателями

14 и 15; суммарная активная и реактивная мощность, потребляемая двигателями 11-13; активная и реактивная мощность статической нагрузки 25; взаимный угол между вектором напряжения вторичной обмотки трансформатора 1 и активной составляющей суммарного тока двигателей

14 и 15; взаимный угол между вектором напряжения вторичной обмотки трансформатора 1 и реактивной составляющей суммарного тока двигателей

14 и 15 суммарные потери активной и реактивной мощностей в трансформаторе 1 н прилегающей внешней сети 5. рматор 2 от источнагрузке протекает активная

=1 ;6ing tQ«s»4q Qp» z Qc z (4) 4 ,Q — активная и реактивная мощность статической нагрузки 26;.

5 э — взаимный угол между вектором напряжения вторичной обмотки трансформатора 2

10 и активной составляющей суммарного тока двигателей 14 и 15;

cf — взаимный угол

15 между вектором напряжения вторичной обмотки трансформатора 2 и реактивной составляющей суммарного тока двигателей 14 и 15

d,biz суммарные потери активной и реак25 тивной мощности в трансформаторе

2 и прилегающей внешней сети 5.

Пренебрегая в трансформаторах

1 и 2 и распределительной сети 5 падениями напряжения, для взаимных углов получаем: р, = 60, (g = 150, ф = -60,,1 = 30, тогда уравнения (1)-(4) принимают вид:

Я =086 Р iО,БQ 1 44 Я ЬЯ (6)

Обычно в режимах пуска и самозапуска коэффициент мощности двигателей cos g+ = 0,3-0,5. Таким образом, из выражений (5)-(8) следует, что трансформатор и прилегающую

45 внешнюю сеть 5 загружают дополнительно реактивной мощностью и разгружают по активной мощности, а трансформатор 2 и прилегающую внешнюю сеть 5 разгружают по реактивной

50 мощности и загружают дополнительно активной мощностью. Такое распределение мощностей в предлагаемой,системе электроснабжения приводит к изменению уровней напряжения на статорных обмотках двигателей.

Из совмещенной векторной диаграммы напряжений фазы а .вторичных .а6маток трансформаторов 1 и 2 сис1201!

20

Кроме того, она позволяет сохранить напряжение на статорных обмотках двигателей 11-15, подключенных на геометрическую разность напряжений систем шин 9 и 10 при к.з. в распределительной сети 17 или 18. Для этого в нормальном режиме работы включены коммутационные аппараты 29 и 30 и отключены коммутационные аппараты 31 и 32.

Такое подключение двигательной наГрузки при примерно одинаковых эквивалентных параметрах двигателей 11 и 12 не ухудшает техникоэкономические показатели системы электроснабжения в установившемся

50 темы электроснабжения при примерно одинаковой суммарной активной и реактивной мощности двигателей 14 и 15 и двигателя 16 видно, что вследствие изменения активной и 5 реактивной мощности, протекающей по трансформатору 2, поперечная составляющая падения напряжения

3tfq< больше продольной составляющей b U . Напряжение на системе шин 10 несмотря на самозапуск двигателей несколько ниже номинального.

Увеличение потока реактивной мощности в трансформаторе 1 приводит к увеличению продольной составляющей. 15 падения напряжения д0 „ поперечная же составляющая 3 Ц ц .вследствие значительного уменьшения потока активной мощности в трансформаторе 1 незначительна, а при отрицательной активной мощности опережает вектор ЭДС Ес„ что ведет к

С3 у увеличению геометрической разности между векторами напряжений 0 щ и

Ц . Напряжение на статорных об- 25 мотках двигателей 14 и 15 находится в пределах номинального, так как в этих пределах находятся напряжения 0 „, и Lt z а угол между векторами Ц, и Uс, несколько больше 60 .

Следовательно, предлагаемая система электроснабжения позволяет поддерживать на статорных обмотках двигателей в режиме их пуска или

35 самозапуска напряжение, равное примерно номинальному.

952, 6 режиме работы, так как возникающие в трансформаторах 1 и 2 и внешней сети 5 перетоки активной и реактивной мощности взаимно компенсируются.

При исчезновении питания, например, на системе шин 10, вызванном к.з. на статической нагрузке 26, на статорные обмотки двигателей

11-15 подается напряжение от системы шин 9, а после отключения к.з. коммутационным аппаратом 28 и восстановления напряжения на системе шин 10 — разность напряжений систем шин 9 и 10. Общей точкой соединения статорных обмоток двигателей

11-15 при исчезновении питания является место к.з.

Следовательно, в таких режимах питание двигателей 14 и 15 сохраняется практически полностью. В самозапуске принимает участие только двигатель 16. При этом напряжение на системе шин 10 снижается незначительно.

При авариях в сети, питающейся от системы шин 9, режимы работы системы электроснабжения аналогичны описанным для системы шин 10. Круговая перестановка фаз в сторону опережения при подключении вторых выводов статорных обмоток двигателей

11 и 12, первые выводы которых присоединены к системе шин трансформатора 1 с опережающим вектором

ЭДС, создает поворот вектора ЭДС трансформатора " с отстающим веХтором ЭДС на 120 в стброну опережения. Последнее необходимо для обеспечения требуемых уровней напряжения на статорных обмотках двигателей, подключенных к системе шин 9 при их самозапуске.

Режимы работы системы электроснабжения, приведенной на фиг.2, аналогичны режимам системы электроснабжения показанной на фиг.1. Резервные трансформаторы 33 и 34 служат для замены трансформатбров

1 и 2 в случае их отказа. Для обеспечения работоспособности этой системы электроснабжения группа соединения резервного трансформатора выбирают такой же, как и у трансформатора, который он заменяет.

1201952

1201952 а2

Ф ит2

Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8099/55

Фициач ГПП1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель А. Михайлов

Редактор А. Лежнина Техред А.Кикемезей Корректор И.Эрдейи