Схемы питания собственных нужд на наприжении 0,4кВ

Электродвигатели собственных нужд работают в условиях неблагоприятного микроклимата при высокой температуре, большой влажности и запыленности, при наличии вибраций с частыми пусками и остановами.

В наибольшей степени приспособленными к таким условиям являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Синхронные двигатели применяют только для привода мощных рабочих машин - шаровых мельниц, циркуляционных и сетевых насосов.

Электродвигатели постоянного тока применяют для привода питателей пыли, которые требуют широкого и плавного регулирования и для привода резервных маслонасосов турбины, которые должны работать даже при полном исчезновении напряжения.

Для регулирования производительности при использовании асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором прибегают к дроссельному регулированию и регулированию с помощью направляющего аппарата рабочей машины. Для расширения диапазона регулирования выбирают двухскоростные асинхронные двигатели, но они требуют двух присоединений к РУ СН.

При тяжелых условиях пуска (шаровые мельницы, машины подъемно-транспортных устройств) подбирают асинхронный двигатель с двойной беличьей клеткой.

Номинальную частоту вращения электродвигателя подбирают равной номинальной частоте вращения механизма. Номинальная мощность двигателя

 

.

 

Асинхронные двигатели двигатели с короткозамкнутым ротором должны допускать два пуска подряд из холодного состояния и один пуск из горячего состояния.

Для успешного разворота агрегата необходимо, чтобы вращающий момент двигателя М_д превышал момент сопротивления М_с рабочей машины на всем диапазоне изменения частоты вращения от 0 до n _ном

где M_д (n)— моментная характеристика двигателя при номинальном напряжении U_ном;

U_д,_t - напряжение на выводах двигателя во время пуска;

М_c(п) -характеристика момента сопротивления рабочей машины.

Проверку на нагрев ЭД при пуске осуществляют сопоставлением времени пуска t _п, вычисленного с помощью уравнения движения двигателя, с допускаемым временем пуска . Допускаемое время пуска определяют в предположении, что до пуска двигатель работал с номинальной нагрузкой, а теплоотдача во время пуска пренебрежимо мала:

 

где - превышения температуры обмотки статора над температурой охлаждающей среды соответственно допускаемое и при номинальной нагрузке, ⁰С;

- номинальная плотность тока (4—6 А/мм²);

- кратность пускового тока.

Питание с. н. осуществляют отбором мощности от главной схемы с помощью понижающих трансформаторов или реакторов. Для особо ответственных электроприемников предусматривают дополнительный независимый источник, в качестве которого используется автономный «дизель-генератор», установка «газовая турбина - генератор», вспомогательный генератор на валу главного генератора и аккумуляторныебатареи.

Для питания используют два уровня напряжения и последовательную двухступенчатую трансформацию, как это показано на рисунке 12.1. РУСН выполняют с одной секционированной системой шин с одним выключателем на присоединение, с ячейками КРУ. Резервное питание обеспечивают также отбором мощности от главной схемы, но места присоединений цепей резервного питания должны быть независимы от мест присоединения цепей рабочего питания.

Схему питания с. н. выбирают на основе технико-экономических вариантных расчетов где варьируются: значения напряжений U₁ и U₂; тип, число и мощность трансформаторов рабочего питания; число, мощность и место при- соединения трансформаторов резервного питания.

Так же как и при выборе структурных схем и схем РУ, критерием для этих расчетов являются расчетные затраты, где в качестве капиталовложений определяется сумма стоимостей электродвигателей, электросветильников, трансформаторов, распределительных устройств, кабельных сетей и резервных магистралей, а в качестве эксплуатационных расходов годовые потери энергии в электродвигателях, в трансформаторах и кабельных сетях с учетом ущерба от среднегодового недоотпуска электроэнергии в энерго­систему из-за отказов с. н.

Рисунок 12.1 – принцип построения схемы питании собственных нужд

 

Отказы в элек­троустановке с. н., ведут к потере гене­рирующей мощности ∆Р_г, не превышающей мощности генератора. Поскольку эта мощность всегда меньше, чем аварийный резерв в системе, то имеет место только си­стемный ущерб.

Расчетная мощность трансформатора первой ступени трансформации:

 

где суммарные активная и реактивная мощность, потребляемые электродвигателями первой ступени напряжения;

- суммарные активная и реактивная мощность, потребляемые на второй ступени напряжения.

 

Проектные организации приме­няют упрощенную методику определения S_расч, кВ-А, через расчетный переводной коэффициент, который для группы двигателей Д1 равен:

где k _p—коэффициент разновременности максимумов на­грузок ЭД;

k _{н, ср}, η_ср, cosφ_ср - средние значения коэффициента нагрузки, КПД и коэффициент мощности.

Тогда

 

где Р_расч.д1 — расчетная мощность на валу двигателя Д1, кВт;

n _д1 - общее число всех присоединенных к выбирае­мому ТСН двигателей.

Расчетная нагрузка от ЭП второй ступени, присоединяемых к Т1 через трансформаторы Т2, равняется:

 

 

где S_ном,т2 - номинальная мощность трансформатора второй ступени Т2, кВ·А;

n_Т2 - количество присоединенных к Т1 трансформа­торов Т2.

Таким образом, суммарная расчетная нагрузка на Т1составит:

 

 

Расчетная нагрузка трансформаторов второй ступе­ни напряжения складывается из мощностей многочис­ленных, но мелких электродвигате­лей небольшой мощности, - электросветильников, электро­нагревателей и пр.

Поскольку состав электроприем­ников, как по параметрам, так и по режиму работы весьма неоднороден, то их разбивают на четыре группы, принимая для каждой свое значение обобщенного пере­водного коэффициента:

 

 

где P₁ - суммарная мощность постоянно работающих электродвигателей с единичной мощностью от 70 до 200 кВт;

P_2-- суммарная мощность периодически рабо­тающих электродвигателей с единичной мощностью не более 100 кВт;

Р_з- суммарная мощность мелких электродвигателей задвижек, дистанционного управле­ния и т. п.;

Р _4-- суммарная нагрузка освещения и электрообогрева.