Качество электроэнергии

Качество электроэнергии

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Контрольная работа

тема: Качество электроэнергии

Самара, 2012

Расчет высших гармоник на шинах КТП 0,4кВ.

На компрессорной станции (рис 3.1.), с четырьмя синхронными двигателями типа СТД-8000-2, установлены тиристорные возбудительные устройства типа ТВУ-2-247-320 мощностью 79 кВт с к.п.д. 93,7%, соsφ=0,47, схема выпрямления шестифазная с трансформаторами типа ТСП 160/0,5-68 с первичным напряжением 380В. Питание тиристорных устройств (1) производится от шин 0,4 кВ КТП с трансформаторами (4) по 1000 кВА с u_к=5,5% От каждой секции шин 0,4 кВ питаются шесть асинхронных двигателей типа А02-62-2 мощностью 17кВт, η=88%, соsφ=0,9, кратность пускового тока Кn=7,0, кратность максимального момента- m_м=2,3.

Кроме того от каждой секции питается трансформатор ТМ (3) мощностью 160кВА, u_к=4,5%, напряжением 380/220/127В.

Мощность к.з. на стороне высшего напряжения КПТ составляет 250МВА.

Целью расчета является определение действующего значения гармоник напряжения Кнс на зажимах АД (на шинах КТП).

Рис.3.1. Схема к примеру расчета.

Решение:

Напряжение К-й гармоники

,

где I1- ток первой гармоники (2-х ТВУ), Х- эквивалентное сопротивление всех элементов СЭС, подключенных к узлу 0,4кВ, определяемое как для параллельно включенных сопротивлений (см. схему замещения).

Тогда

,

где - гармонический коэффициент использования; Ки - коэффициент использования по расчету электрических нагрузок; Кφ - коэффициент, учитывающий несовпадение фаз гармоник отдельных преобразователей (Кφ<1~0,9÷0,95); Кд - коэффициент, учитывающий влияние гармоник намагничивающих токов трансформаторов, Кд=1,1÷1,3, Iэн - арифметическая сумма номинальных токов ВП, приведенных к расчетному напряжению, А; Хэ1 - условное эквивалентное сопротивление сети высшим гармоникам, Ом; nк - число учитываемых гармоник канонических порядков , вычисляемых по формуле: К=υm±1, для шестифазных схем nк=4, для двенадцатифазных - nк=2; Uф - фазное напряжение сети, В;

1.         Определим ток I_эн двух тиристорных устройств, подключенных к одной секции 0,4кВ КТП:

;

2.         Определим составляющие эквивалентного сопротивления (схема замещения рис.3.2):

реактивное сопротивление системы:

;

реактивное сопротивление трансформатора:

;

результирующее реактивное сопротивление системы и трансформатора на шинах 0,4 кВ

;

Рис.3.2. Схема замещения для определения эквивалентного условного сопротивления.

Для асинхронных двигателей необходимо подставить индуктивные сопротивления двигателя при пуске. Для этого определяются:

Пусковая мощность АД:

Полное сопротивление АД при пуске:

гармоника шина ток сопротивление

коэффициент мощности при пуске:

,

где cosφ_н=0,9- cosφ при номинальной нагрузке; m_м=2,3 - кратность максимального момента; η- к.п.д.=0,88 при номинальной нагрузке;

S₀=0,02- скольжение при номинальной нагрузке; K_n=7,0- кратность пускового тока; γ=0,33- отношение потерь в обмотке статора при номинальной нагрузке к полным потерям при номинальной нагрузке.

Тогда cosφ_п=13,2; чему соответствует sinφ_п=0,22;

Реактивное сопротивление двигателя при пуске

;

При работе шести АД их эквивалентное сопротивление:

3.         Общее эквивалентное сопротивление определяется как для параллельно соединенных Х_РЕЗ, Х_АД, Х_ТЗ:

4.         Находится гармонический коэффициент использования:

Определяется действующее значение гармоник напряжения

,

что допустимо по ГОСТу.

В случае отключения одного трансформатора КТП и питания всей нагрузки от другого трансформатора в два раза уменьшатся сопротивления Х_ад и Х_тз. Тогда

Действующее значение высших гармоник напряжения получается при работе четырех тиристорных устройств с током:

,

и >8% , что также допустимо по ГОСТу.

В сетях прокатных станов возникают нечетные, четные и дробные гармоники неканонических порядков. Причины их появления: стабильный разброс углов зажигания вентилей, циклическое отклонение мощности прокатного стана, вследствие изменения технологических параметров проката (температура металла и т.п.). Ток вентилей может изменяться с периодом в 10÷15 раз > периода основной частоты, возникает модуляция по нагрузке, сопровождающаяся появлением дробных гармоник с частотами kω±Ω, где Ω - частота моделирующего колебания.

Данные для контрольной работы

Примечание: номер варианта определяется , как сумма двух последних цифр номера зачетной книжки

Таблица 3 Технические данные сухих трансформаторов типа ТСЗ 250-2500/6-10/0,4-0,66УЗ производства ОАО «Уралэлектротяжмаш»

Таблица 4 Технические данные масляных трансформаторов типа ТМЗ 250-2500/6-10/0,4-0,66УЗ производства Чирчикского и Хмельницкого трансформаторных заводов

Таблица 5 Параметры асинхронных двигателей

Таблица 6 Технические данные масляных трансформаторов типа ТМ 100-250/6-10/0,4