Методические указания к решению задачи Расчет сглаживающего фильтра Трехфазные цепи Цепи несиносоидального тока

Типовые расчеты по электротехнике

Пример 13. Предприятие потребляет активную мощность Р2 = 1550 кВт при коэффициенте мощности cosφ2=0,72. Энергосистема предписала уменьшить потребляемую реактивную мощность до 450 квар. Определить: 1) необходимую мощность конденсаторной батареи и выбрать ее тип: 2) необходимую трансформаторную мощность и коэффициент нагрузки в двух случаях: а) до установки батареи; б) после установки батареи. Выбрать тип трансформатора. Номинальное напряжение сети 10 кВ.

Решение. 1. Необходимая трансформаторная мощность до установки конденсаторов

Sтp=P2/cosφ2= 1550/0,72 = 2153 кВ ·А.

По табл. 18 выбираем трансформатор типа ТМ-2500 10 с номинальной мощностью 2500 кВ·А. Коэффициент нагрузки

κн= 2153/2500 = 0,86.

2. Необходимая предприятию реактивная мощность

Q = Sтp sin φ2 = 2153-0,693= 1492 квар.

Здесь sinφ2 =0,693 находим по таблицам Брадиса, зная cos φ2.

3. Необходимая мощность конденсаторной батареи

Qб = Q — Qэ= 1492 - 450= 1042 квар.

По табл. 19 выбираем комплектные конденсаторные установки типа УК-0.38—540Н мощностью 540 квар в количестве 2 шт. Общая реактивная мощность составит Q'б= 2·540 = 1080 квар, что близко к необходимой мощности 1042  квар.

4. Некомпенсированная реактивная мощность

Qнск = Q — Q'б= 1492—1080 = 412 квар.

5. Необходимая трансформаторная мощность

S'тp =  = 1604 к В · А.

Принимаем к установке один трансформатор ТМ-1600 10 мощностью 1600 кВ·А. Его коэффициент нагрузки составит: κн=1604 1600≈1.0.

Таким образом, компенсация реактивной мощности позволила значительно уменьшить установленную трансформаторную мощность.

Методические указания к решению задач 8—17

Задачи данной группы относятся к теме «Электрические машины переменного тока». Для их решения необходимо знать устройство н принцип действия асинхронного двигателя и зависимости между электрическим величинами, характеризующими его работу.

Ряд возможных синхронных частот вращения магнитного поля статора при частоте 50 Гц: 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин и т. д. При частоте вращения ротора, например, 950 об/мин из этого ряда выбираем

Таблица 20. Технические данные некоторых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором серии А4

Тип двигателя

Pном2, кВт

n2,

об/мин

сos φном

Iп/I ном

Mп/Mном

Mmax/Mном

ηном

А10052УЗ

4А100L2У3

4А112М2СУЗ

4А132М2СУЗ2

4А80А4УЗ

4A90L4У3

4A100S4У3

4А100L4УЗ

4А112М4СУ1

4А132М4СУ1

4AP160S4У3

4АР160М4УЗ

4АР180S4УЗ

4АР180М4УЗ

4А250S4УЗ

4А250М4УЗ

4АН250М4УЗ

4А100L6УЗ

4APl60S6У3

4АР160М6УЗ

4АР180М6УЗ

4А250S6У3

4А250М6УЗ

4АН250М6УЗ

4А100L8У3

4АР160S8УЗ

4А250S8УЗ

4А 250М8УЗ

4АН250М8УЗ

4Al60S4/2У3

4А180S4/2УЗ

4А160М8/4УЗ

4А160S8/4УЗ

 4

 5.5

 7.5

11

  1,1

 2,2

 3,0

 4,0

 5,5

11

15

18,5

22

30

75

90

90

  2,2

11

15

18,5

45

55

75

 1.5

 7.5

37

45

55

11

14,5 18,5

21 

9

13

6

9

2880 2880 2900 2900 1400 1400 1425 1425

1450 1450 1465 1465 1460 1460 1480 1480 1475 950

975

975

970

985

985

985

725

730

740

740

740 1460 2940 1470 2920 732 

1460

745

1460

0,89

0,91

0.88

0,9

0,81 0,83 0,83

0,84 0,85 0,87 0,83

0,87

0,87

0,87

0,9

0,91

0,89

0,73 0,83 0,83

0,8

0.89 0.89 0,87 0,65 0,75 0,83 0,84 0,82 0,85 0,95

0,9

0,92

0.69

0.92

0,69

0,92

7,5 7,5

7,5

7,5

5,0

6,0

6,5

6.5

7,0

7,5

7,5

7,5

7.5

7.5

7,5

7,5

6.5

5,5

7.0

7,0

6,5

6,5

7,0

7.5

6,5

6,5

6,0

6,0

6,0

7,5

1,2

6.5

6.5

5.5

7.0

5,0

7,0

2,0

2,0

2.0

1,6

2,0

2,0

2,0

2,2

2,0 2,0

2.0

2,0

2,0

2,0

1,2

1,2

1,2

2.0

2,0

2,0

2,0

1,2

1,2

1,2

1,6

1,8

1,2

1,2

1.2

1,5

1,2

1.3

1.1

1.5

1.2

1,5

1,2 

2.2

2.2

2,2

2,2

2,2

2.2

2.2

2,2

2,2

2,2 2.2

2,2

2.2

2,2

2,2

2,2

2,2

2,0

2,2

2,2

2,2

2,0

2,0

2,5

1,7

2,2

1,7

1,7 2,0

2,1

2,0

1.8

1.8

2.0

2.0

2,0

2,0

0,86

0,87 0,87 0,88 0.75

0.8

0,82 0,84 0,85 0,87 0,865 0,885

0,89

0,9

0,93

0,93

0,935

0.81 0,855 0.875 0.87 0,92 0,92 0.93 0,74 0,86

0.9

0,91 0.92 0.85 0,83 0.883

0.85

0.79

0.865

0,765

0,84

ближайшую к ней частоту вращения поля n 1=1000 об/мин. Тогда можно определить скольжение ротора, даже не зная числа нар полюсов двигателя:

Из формулы для скольжения можно определить частоту вращения ротора

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А мощностью от 0,06 до 400 кВт (табл. 20). Обозначение типа электродвигателя расшифровывается так: 4 — порядковый номер серии; А — асинхронный; X -алюминиевая оболочка и чугунные щиты (отсутствие буквы X означает, что корпус полностью выполнен из чугуна); В — двигатель встроен в оборудование; Н — исполнение защищенное 1Р23, для закрытых двигателей исполнения 1Р44 обозначение защиты не приводится; Р — двигатель с повышенным пусковым моментом; С — сельскохозяйственного назначения; цифра после буквенного обозначения показывает высоту оси вращения в мм (100, 112 и т. д.); буквы S, М, L — после цифр — установочные размеры по длине корпуса (S—станина самая короткая; М — промежуточная;: L — самая длинная); цифра после установочного размера — число полюсов; буква У — климатическое исполнение (для умеренного климата); последняя цифра — категория размещения: 1 — для работы на открытом воздухе, 3 — для закрытых неотапливаемых помещений.

В обозначениях типов двухскоростных двигателей после установочного размера указывают через дробь оба числа полюсов, например 4А160S4/2УЗ. Здесь цифры 4 и 2 означают, что обмотки статора могут переключаться так, что в двигателе образуются 4 или 2 полюса.

Пример 14. Расшифровать условное обозначение двигателя 4А250S4УЗ.

Это двигатель четвертой серии, асинхронный, корпус полностью чугунный (нет буквы X), высота оси вращения 250 мм, размеры корпуса по длине S (самый короткий), четырех полюсный, для умеренного климата, третья категория размещения.

Пример 15. Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АР160S6УЗ имеет номинальные данные: мощность Pном =11 кВт; напряжение U ном= 380 В; частота вращении ротора n2 = 975об/мин; к. п. д. η ном=0,855; коэффициент мощности cos φном= 0,83; кратность пускового тока I п/Iном=7; кратность пускового момента Mп/Мном = 2,0; способность к перегрузке Мmax /Мном. = 2,2. Частота тока в сети f1=50 Гц.

Таблица 22. Технические данные некоторых типов машин постоянного тока

Тип машины

Uном,

В

Pном,

 кВт

nном,

об/мин

I ном, А

Rэ+Rдоб,

Ом

Rпс, Ом

Rш, Ом

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Генераторы

П-41

115

2,7

1450

23,4

4

0.558

0,136

68,8

230

2,7

1450

11,7

4

2,23

0,488

214

П-51

115

5

1450

43,4

4

0,191

0,03

32

230

5

1450

21,7

4

0,78

0,112

120

П-61

230

9

1450

39,1

4

0,35

0,04

120

П-62

230

11,5

1450

50,0

4

0,222

0,028

80

П-71

230

16

1450

69,5

4

0,3

0,0115

43

П-72

230

21

1450

91

4

0,1745

0,00725

50

П-81

230

27

1450

117

4

0,1445

0,00475

69,5

П-82

230

35

1450

152

4

0,0863

0,00308

27,8

П-91

230

50 

1450

217

0,0504

0,00304

35,8

Электродвигатели

П-41

110

1,5

1000

18,2

4

0,657

0,024

62

110

1,0

740

13

4

1 ,21

0,033

92

220

6,0

3000

33

4

0,36

0,007

280

220

3,2

1500

18,4

4

1 ,032

0,0328

198


1

2

3

4

5

6

7

8

9

П-42

110

4,5

1500

51

4

0,209

0,0064

73,2

220

7,4

3000

43,5

4

0,197

0,0085

130

220

3,8

1500

25,4

4

0,78

0,0392

228

220

2,2

1000

13,3

4

1,75

0,039

243

П-51

110

3,2

1000

37,4

4

0,242

0,0073

45,2

110

2,2

750

27

4

0,472

0,0073

45,2

220

11,0

3000

59

4

0,135

0,0044

168

220

6,0

1500

33,2

4

0,472

0,0073

132

220

3,2

1000

18,3

4

1 ,051

0,0044

168

П-71

220

32,0

3000

168

4

0,045

0,00125

60,5

220

19,0

1500

103

4

0,124

0,0046

76,8

220

10,0

1000

63

4

0,3

0,0105

85

П-81

220

32,0

1500

166

4

0,074

0,0026

95,5

220

14 ,0

750

79

4

0,244

0,01

92


Расчет токов с применением законов Кирхгофа