Р.А. Олім, І.В. Кирилін Норільський індустріальний інститут
Відомо, що під математичною моделлю елемента схеми електро-постачання розуміється сукупність математичних рівнянь, їх коефіцієнтів і нерівностей, що описують певний стан або процеси в елементі. Універсальних математичних моделей елементів, повною мірою відображають процеси, що відбуваються в них, не існує. Тому в моделі зазвичай виділяють ті властивості елемента, які домінують в даному процесі, і нехтують властивостями, мало впливають на результат розрахунків. Однак для підвищення точності розрахунків по можливості слід враховувати вплив, навіть, здавалося б, несуттєвих змін величин, прийнятих при моделюванні незмінними.
У мережах загального промислового призначення згідно з ГОСТ 13109-97 до-пускається експлуатувати електро-установки протягом тривалого часу (95% кожної доби (22 год 48 хв)) при відхиленнях напруги (± 5%) і в те-чення решти 5% ( 1 год 12 хв) - при відхиленнях ± 10%. Систематичні відхилення напруги, що перевищують нормовані align = «center» значення за величиною і тривалості, характерні, зокрема, для локальних енергосистем, напри-мер, для Норільській енергосистеми. Незважаючи на низький коефіцієнт потужно-сті споживачів промислових підприємств Норільській гірничої компанії, середньому експлуатаційному рівні напруг в мережі 110 кВ енергосистеми підтримуються на достатньо високому рівні (117 - 122 кВ). Це пояснює-ся малої протяжністю системоутворюючих та тупикових ліній. Напруження на шинах нижчої напруги трансформаторних підстанцій також часто перевищують номінальні значення на 5-10%. Причиною цього є відсутність про-ствие зустрічного регулювання напруги на трансформаторах головних по-нізітельних підстанцій (при наявності пристроїв РПН). Остання грунтовний-ство обумовлено суворими кліматичними умовами експлуатації трансформаторів на майданчиках відкритих розподільних пристроїв і відсутністю нормативної чисельності персоналу. Розглянемо, яким чином можна врахувати відхилення напруги при розробці математичної моделі синхронного двигуна для визначення його можливостей як джерела реактивної потужності.
Збільшення напруги призводить до зростання намагнічує струму двигуна з боку статора і зниження індуктивного опору взаємної індукції по поздовжній осі двигуна в порівнянні з номінальним режимом
(1)
тут коефіцієнт, що вводиться для переходу від намагничивающей сили обмотки якоря до намагничивающей силі обмотки збудження; - Магнітна індукція в зазорі; - Число послідовно з'єднаних витків, яким при цьому магнітному потоці визначається значення ЕРС у фазі обмотки; - Обмотувальний коефіцієнт; - Відносне значення напруги.
Зі зменшенням значення знижується і опір . Це в свою чергу, викликає [1] непропорційне зниження струму збудження (2)
(2)
де , - Відносні навантаження статора відповідно по активної та реактивної потужності; - Опір двигуна по поздовж-ної осі, відповідне насичення магнітного кола при холостому ходу і номінальній напрузі статора.
Для синхронних електродвигунів типу СДС-19-56-40, що використовуються для приводу кульових млинів (ШМ) збагачувальних фабрик Норільській міськ-ної компанії згідно (2), збільшення напруги на 10% призводить до на-дме залежності складової індуктивного опору двигуна по поздовжній осі полюсів від завантаження двигунів активною потужністю [2]
тут - Магнітне напруга повітряного зазору при напрузі, рав-ном .
Тоді при характерною завантаженні синхронних двигунів ШМ активною потужністю значення будуть змінюватися в межах 0,903 ÷ 1,066 (синхронне реактивний опір розсіювання двигуна визначено в [2]).
З урахуванням того, що двигуни ШМ як джерела реактивної потужності практично не використовуються і експлуатуються з (Через величини по-терь активної потужності в них, перевищує втрати на передачу тієї ж реак-тивної потужності від генераторів системи), струми збудження, визначені за (2) необхідно підтримувати в межах 0,878 ÷ 0,923 від номінального значення.
При роботі синхронних двигунів ШМ з номінальною напругою на затискачах і тієї ж характерної завантаженні активною потужністю значення опору будуть перебувати в межах 0,979 ÷ 1,159, тобто будуть відрізнятися від визначених раніше приблизно на 10%. Струм збудження при цьому необхідно підтримувати приблизно рівними 0,489 ÷ 0,917 - номінального значення.
Таким чином, при завантаженні двигунів активною потужністю похибка розрахунку струму збудження без урахування перевищення напруги пі-тане мережі становить більше 40%.
Список літератури
1. Сиромятніков І. А. Режими роботи асинхронних і синхронних двигунів / / Под ред. Л. Г. Маміконянц. 4-е вид., Перераб. і доп. М.: Вища школа, 1984.
2. Кириліна О. І. Визначення параметрів синхронних двигунів / / Промислова енергетика. 2003. № 1. C. 27-31.