Расчет провалов напряжения при пуске мощного потребителя

На судах проекта 1557 электропривод аварийного пожарного насоса получает питание от дизеля – генератора, работающего только на этот электропривод. По этой причине расчет проводится для генератора МСК-83-4 мощностью 50 кВт.

Расчет начинается с определения полной мощности АД.

К _пуск – кратность пускового тока двигателя;

cos j _дв.п – коэффициент мощности двигателя при пуске;

cos j _н – номинальный коэффициент мощности;

h _н – номинальный КПД двигателя.

 

Дано: генератор МСК-83-4 мощностью S _г =50 кВт; мощность АД составляет 26% от мощности генератора; cos j _дв.п =0,4; cos j _н =0,87; h _н =0,84; К_пуск=6; U _г =400В; U _дв =380 В.

Решение:

1. Полная мощность двигателя

2. Индуктивное сопротивление двигателя

3. Коэффициент, характеризующий перевод ЭДС генератора в переходный период E ' _d в начальное напряжение U _нач

,

где x ' _d = 0,2 – сопротивление генератора в переходный период

С учетом К₁ U _нач = E ' _d × К₁.

4. Коэффициент, характеризующий перевод ЭДС генератора в установившийся период E_d в установившиеся напряжение без АРН в конце пуска двигателя U _уст.о

,

где x_d =1,666 – сопротивление генератора в установившийся период

 

С учетом К₂ U _уст.о = E_d × К₂.

Так как наброс нагрузки произошел на генератор, работавший до этого на холостом ходу, то в относительных единицах можно принять, что U _хх =1. Тогда E ' _d =1 и E_d =1. В этом случае

5. Вычисляем минимальное время t_min достижения генератором минимального напряжения U_min при действии АРН:

где К=25 – коэффициент, характеризующий величину потолочного напряжения обмотки возбуждения; для генераторов с самовозбуждением К=15…30; пояснение коэффициента К дано на рис. 21.2-б с помощью потолочного напряжения U _в.нач;

t ' _d = 0,34 с – постоянная времени обмотки возбуждения генератора при замкнутой обмотке статора.

6. На основании формулы вычисляем минимальное напряжение U_min, которое достигнет генератор в результате размагничивания при пуске мощного асинхронного двигателя и действии АРН.

7. При наличии минимального напряжения U_min можно вычислить максимальный провал напряжения при пуске мощного АД, т.е.

Это значение почти в два раза превосходит допустимый Российским морским Регистром 15-процентный провал напряжения. Поэтому применяем метод пуска при двух параллельно работающих генераторах. Их суммарная мощность

S _пар =2·50=100 кВА

Сопротивление двигателя

Коэффициенты К₁ и К₂

             

Сопротивления генератора в переходный период x ' _d и в установившийся период x_d остаются неизменными, т.е x ' _d =0,2; x_d =1,666. Докажем это на примере x ' _d.

Известно, что в относительных единицах сопротивление генератора

,

откуда

 

 

При включении в параллель результирующее сопротивление уменьшается в два раза, т.е.

Сопротивление двух генераторов в о.е. будет равно

,

т.е. осталось неизменным.

Продолжим вычисления

.

Максимальный провал напряжения

,

что соответствует требованиям Регистра.

Данные вычисления нуждаются в проверке. Проверку будем осуществлять другим методом, который называется графическим. Для этого используем зависимость D U_max = f ( J _дв ), где J _дв – проводимость двигателя. Графическую зависимость генераторов с самовозбуждением покажем на (рис.4). Разброс параметров D U_max, изображенный на рисунке, обусловлен разными типами генераторов и на результаты проверки большого влияния не оказывает.

Рис. 4 Зависимость провала напряжения

 

D U_max от проводимости АД при cos j _дв.п =0,4…0,5

Активное сопротивление АД при пуске вычислим по следующей формуле

,

где .

Индуктивное сопротивление при пуске

,

где

Активная проводимость двигателя при пуске

Реактивная проводимость двигателя при пуске

Активное и индуктивное сопротивления кабеля ввиду их очень малых величин не учитываем.

 

Полная проводимость двигателя при пуске

По рис.3 находим максимальный провал напряжения при пуске АД

D U_max =13…15%,

При пуске привода аварийного пожарного насоса, от генератора, работающего только на этот привод, нормы провала напряжения Российский Регистр не устанавливает.

 

 

Расчет силовых кабелей

Судовые кабели предназначены для электрического соединения силового электрооборудования, контрольных цепей, целей управления, сигнализации, связи и на судах морского и речного флота и береговых установок. Кабели имеют медные, реже алюминиевые жилы, резиновую ПВХ либо ПЭ изоляцию. В таблице представлены марки судовых кабелей, их конструктивные особенности и область применения.
Сечение кабелей и проводов в соответствии с ОСТ 5.6136 — 78 должно выбираться по токовой нагрузке, исходя из работы их в наиболее тяжелом (рабочем) режиме. Для кабелей, работающих при переменной нагрузке, выбор сечений должен производиться по эквивалентному току.
При необходимости производится проверка кабелей на нагрев и потерю напряжения, а также на термическую устойчивость (в соответствии с ОСТ 5.6010—70).
При выборе сечения кабелей необходимо учитывать: род тока, частоту переменного тока, допустимую температуру нагрева кабелей, температуру окружающей среды, наличие защитных и экранирующих конструкций, способ прокладки, требуемый ресурс, срок службы.
В каждом конкретном расчете электрической сети должны быть выбраны определенные оптимальные сечения кабелей. При этом возможно, что отдельные кабели выбирают по минимуму потерь мощности или напряжения, другие - по допустимой температуре нагревания.
При выборе кабелей по допустимой температуре нагревания необходимо учитывать режимы и условия их эксплуатации, которые в конечном итоге определяют срок службы кабелей.
Рабочий ток кабеля, соединяющего генератор с ГРЩ, принимают равным номинальному току генератора, для того чтобы можно было длительно передавать всю его мощность:

 

Iрасч.= ,

где Р – мощность потребителя, кВт;

U – напряжение, В;

Cos γ – коэффициент мощности;

η – коэффициент полезного действия потребителя.

Сечения кабеля выбирается по номинальному току нагрузки с учетом коэффициента одновременности, рода тока, числа жил кабелей, способа прокладки кабеля и длительности его использования в течении суток.

Расчёт падения напряжения производится по формуле:

Где I – потребляемый ток, А;

l – длина кабеля, м;

g – сечение кабеля, мм²;

 - 46  - удельная проводимость;

U – напряжение, В.

Марки судовых кабелей, их конструкция и область применения указаны в таблице 3.

Судовые кабеля выбраны и занесены в таблицу 6.

Таблица 3.

Технические характеристики судовых кабелей

Марка кабеля	Характеристика	Назначение
КНР	Кабель с медными жилами, резиновой изоляцией, в резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горения	Для неподвижной прокладки во всех помещениях судна
КНРУ	Кабель с медными жилами, резиновой изоляцией, в утолщенной резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горения	Для неподвижной прокладки во всех помещениях судна и на открытых палубах, где возможны механические воздействия на кабель
КНРП	Кабель с медными жилами, резиновой изоляцией, в утолщенной резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горения, и оплетке из стальных оцинкованных проволок	Для неподвижной прокладки во всех помещениях судна и на открытых палубах, где возможны механические воздействия на кабель
КНРЭ	Кабель с медными жилами, резиновой изоляцией, в утолщенной резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горения, и оплетке из медных луженых проволок	Для неподвижной прокладки во всех помещениях судна и на открытых палубах, в условиях, требующих экранирования кабеля
НРШМ	Кабель с медными жилами, резиновой изоляцией, в утолщенной резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горения	Для прокладки к подвижным или переносным токоприемникам

 

 

Таблица 4.

Отношение тока к сечению токопроводящей жилы                         

Сечение токопроводящей жилы, мм2 ⇐ Предыдущая1234 Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-20; Просмотров: 577; Нарушение авторского права страницы