РАСЧЕТ СИММЕТРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

РАСЧЕТ СИММЕТРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Контрольная работа

РАСЧЕТ СИММЕТРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Уфа, 2018

Содержание

1. Задание на курсовую работу

2. Расчет параметров симметрирующего устройства

3. Проектирование воздушного реактора

4. Проектирование батарей конденсаторов

4.1 Выбор конденсаторов

4.2 Расчет разрядного сопротивления

1. Задание на курсовую работу

Для приведенного в табл.1.1 варианта исходных данных определить:

· Параметры симметрирующего устройства по схеме варианта.

· Рассчитать воздушный реактор симметрирующего устройства.

· Выбрать конденсаторы и определить их число для симметрирующего устройства.

· Выбрать конденсаторы и определить их число для компенсации реактивной мощности потребителя (индукционной печи).

Таблица 1.1

2. Расчет параметров симметрирующего устройства

Рис.2.1

Нагрузка однофазная, индуктивная с конденсатором для компенсации реактивной мощности, подключена к выводам I-5

Полный ток приемника

 кА

Активная составляющая тока приемника (ток нагрузки симметрирующего устройства)

кА.

Реактивная составляющая тока приемника

 кА.

Линейный ток симметрирующего устройства

 кА.

Величины токов реактора и конденсаторной батареи симметрирующего устройства

 А.

Реактивные сопротивления реактора и конденсаторной батареи симметрирующего устройства

 Ом.

Индуктивность реактора симметрирующего устройства

 мГн.

Емкость конденсаторной батареи симметрирующего устройства

 мФ.

Сопротивление компенсирующих конденсаторов

 Ом.

Емкость конденсаторной батареи компенсирующего устройства

 мФ.

Результаты расчетов целесообразно свести в следующую таблицу

Таблица 2.1

3. Проектирование воздушного реактора

Воздушный реактор представляет собой соленоид – спирально навитый проводник без магнитопровода.

Рис. 3.1

Задача расчета воздушного реактора ставится следующим образом – по заданным значениям напряжения , тока  и величины индуктивности LР, необходимо:

· выбрать провод, из которого наматывается реактор;

· подобрать изоляционный материал и рассчитать толщину изоляции;

· определить его основные геометрические размеры и обмоточные данные: диаметр d и длину соленоида l , число витков .

Выбор провода для реактора производится по заданной величине тока и допустимой плотности тока. При воздушном охлаждении допустимая плотность тока J = 4 – 6 А/мм2. Для этого находят необходимое сечение проводника. симметрирующий реактор батарея конденсатор

 м2,

Диаметр проводника, м

,

При выборе изоляционного материала и его толщины следует исходить из ее электрической прочности и класса нагревостойкости. Для предварительного расчета примем толщину изоляции равной 1,5 мм.

,

Геометрические размеры и обмоточные данные реактора.

Определение шага намотки

,

Для определения оптимальных параметров реактора в дальнейшем, удобно ввести такой параметр как приведенный диаметр соленоида  - отношение диаметра соленоида к его длине

По заданным величинам Lp, p и  определяется диаметр реактора. Значения d и некоторые последующие расчетные значения будут варьироваться в зависимости от , поэтому их величины будут приведены ниже в сводной таблице 3.1

Расчет длины соленоида

,

Число витков соленоида

,

Расчет реактора проводится для ряда значений приведенного диаметра, и затем, выбирается наилучший вариант. В качестве критерия оптимальности удобно использовать минимум активного сопротивления, которое рассчитывается по следующей формуле:

,

Таблица 3.1.

Выбираем воздушный реактор d=1.425 м, l=1,425 м, w=94, R=0.051 Ом.

Потери на тепло в проводниках индуктора

4. Проектирование батарей конденсаторов

Батарея конденсаторов для повышения коэффициента мощности приемника до 1

Конденсатор КС2-0.38-36-2У3с параметрами

Количество параллельных конденсаторов

,

Батарея конденсаторов для симметрирующего устройства

Конденсатор КС2-0.38-40-2У3с параметрами

Количество параллельных конденсаторов

,

4.2 Расчет разрядного сопротивления

При отключении конденсаторной установки от компенсируемой сети в ней остается электрический разряд, напряжение которого примерно равно напряжению сети в момент отключения. Поскольку естественный саморазряд отключенных конденсаторных батарей – группы электрически соединенных косинусных силовых конденсаторов – происходит медленно, для быстрого снижения напряжения, согласно ПУЭ (гл. 5.6.13), в качестве разрядных устройств могут применяться активные или активно-индуктивные сопротивления, подключаемые параллельно выводам косинусных силовых конденсаторов.

Перед каждым повторным включением конденсаторной батареи необходимо разрядить ниже 10% ее номинального значения напряжения. Данное требование во многом регламентирует величину интервала переключения ступеней автоматизированных конденсаторных установок (АКУ) компенсации реактивной мощности. В то же время разряд до напряжения  75 В для косинусных силовых конденсаторов на номинальное напряжение -  - ниже 660 В должен продолжаться не более 180 с (стандарт IEC 831), а для косинусных силовых конденсаторов с 660 В не превышать 10 мин. (стандарт IEC 871).

Время разряда косинусного силового конденсатора  от  до максимально допустимого напряжения разряда  составит:

Следовательно, можем получить выражение для расчета разрядного сопротивления конденсатора компенсирующего устройства:

Выражение для расчета разрядного сопротивления конденсатора симметрирующего устройства:

Разряд конденсаторной батареи должен производиться автоматически после каждого отключения от сети. Поэтому к косинусному конденсатору постоянно и непосредственно (без промежуточных разъединителей и предохранителей) присоединяются специальные разрядные устройства.

Размещено на Allbest.ru