【發(fā)電廠電氣新】廠用電接線ppt課件

1、5.5 廠用電動(dòng)機(jī)的選擇和自啟動(dòng)校驗(yàn)廠用電動(dòng)機(jī)的選擇和自啟動(dòng)校驗(yàn)5.5 廠用電動(dòng)機(jī)的選擇和自啟動(dòng)校驗(yàn)廠用電動(dòng)機(jī)的選擇和自啟動(dòng)校驗(yàn) 廠用機(jī)械設(shè)備所運(yùn)用的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱廠用電動(dòng)機(jī)。在發(fā)電廠中有大量的廠用機(jī)械設(shè)備及相應(yīng)的廠用電動(dòng)機(jī)，是廠用電的主要負(fù)荷一、廠用機(jī)械特性和電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程n1負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩Mm與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系：的關(guān)系：Mm=f(n)n類型：類型：n恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性：nMm與與n無關(guān)，無關(guān)，Mm=定值。定值。nMm=f(n)特性為一程度直線，如曲線特性為一程度直線，如曲線1。n如：磨煤機(jī)、碎煤機(jī)、輸煤皮帶、絞車、如：磨煤機(jī)、碎煤機(jī)、輸煤皮帶、絞車

2、、起重機(jī)等。起重機(jī)等。一、廠用機(jī)械特性和電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程M*m0.20.40.60.81.000.20.40.60.81.0n*12M*m0一、廠用機(jī)械特性和電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程具有非線性上升的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性：Mm與n的二次方或高次方成比例。Mm= f(n)特性如曲線2所示。2*0*0*)1 (nMMMmmm式中 為與轉(zhuǎn)速無關(guān)的摩擦起始負(fù)載轉(zhuǎn)矩標(biāo)幺值，普通取0.15*0mM如：風(fēng)機(jī)、油泵等。一、廠用機(jī)械特性和電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程2 2電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程tnGDtJMMmedd375dd2式中：Me 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩；Mm 機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩或稱阻轉(zhuǎn)矩； 慣性轉(zhuǎn)矩或稱加速轉(zhuǎn)矩； J 包括電動(dòng)機(jī)

3、在內(nèi)的整個(gè)機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 機(jī)組旋轉(zhuǎn)角速度；G 重力，D轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的外徑tJdd214JGDg260n 一、廠用機(jī)械特性和電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程任務(wù)形狀：當(dāng)Me = Mm時(shí)， =0，那么n=0或n=常數(shù)，即電動(dòng)機(jī)靜止或等速旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀；tndd動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)形狀當(dāng)Me Mm時(shí)， 0，拖動(dòng)系統(tǒng)處于加速形狀；當(dāng)Me Mm時(shí)， Mm0啟動(dòng)進(jìn)程中，任一時(shí)辰：MeMm優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操作方便、過載才干大、價(jià)錢廉價(jià)二、廠用電動(dòng)機(jī)的類型及其特點(diǎn)二、廠用電動(dòng)機(jī)的類型及其特點(diǎn)過載才干：用過載倍數(shù)表示類型：鼠籠式繞線式單鼠籠深槽式雙鼠籠啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速：調(diào)速范圍有限、平滑性

4、較差經(jīng)過調(diào)理電阻調(diào)速 串級(jí)調(diào)速：調(diào)速范圍寬，效率高 在轉(zhuǎn)子回路中引入電勢(shì)二、廠用電動(dòng)機(jī)的類型及其特點(diǎn)二、廠用電動(dòng)機(jī)的類型及其特點(diǎn)2同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)采用直流勵(lì)磁，可任務(wù)在采用直流勵(lì)磁，可任務(wù)在“超前或超前或“滯后形狀；滯后形狀；對(duì)電壓動(dòng)搖不非常敏感對(duì)電壓動(dòng)搖不非常敏感MeUMeU，而不是，而不是MeU2MeU2；裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理安裝和強(qiáng)行勵(lì)磁安裝；裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理安裝和強(qiáng)行勵(lì)磁安裝；構(gòu)造復(fù)雜，啟動(dòng)、控制費(fèi)事。構(gòu)造復(fù)雜，啟動(dòng)、控制費(fèi)事。3 3直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：借助調(diào)理勵(lì)磁電流，在大范圍內(nèi)均勻而平優(yōu)點(diǎn)：借助調(diào)理勵(lì)磁電流，在大范圍內(nèi)均勻而平滑地調(diào)速；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大?；卣{(diào)速；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。缺陷：

5、制造工藝復(fù)雜，本錢高、維持量大，任務(wù)缺陷：制造工藝復(fù)雜，本錢高、維持量大，任務(wù)可靠性差?？煽啃圆?。三、廠用電動(dòng)機(jī)的選擇三、廠用電動(dòng)機(jī)的選擇1構(gòu)造方式構(gòu)造方式普通選用異步電動(dòng)機(jī)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操普通選用異步電動(dòng)機(jī)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操作維護(hù)方便、過載才干大、價(jià)錢廉價(jià)；作維護(hù)方便、過載才干大、價(jià)錢廉價(jià)；對(duì)反復(fù)、重載啟動(dòng)或需求小范圍內(nèi)調(diào)速的機(jī)械，對(duì)反復(fù)、重載啟動(dòng)或需求小范圍內(nèi)調(diào)速的機(jī)械，如吊車、抓斗機(jī)等，可選用線繞式異步電動(dòng)如吊車、抓斗機(jī)等，可選用線繞式異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)；機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)；對(duì)要求在很大范圍內(nèi)調(diào)理轉(zhuǎn)速無級(jí)調(diào)速的設(shè)對(duì)要求在很大范圍內(nèi)調(diào)理轉(zhuǎn)速無級(jí)調(diào)速的設(shè)備可選用直流電動(dòng)機(jī)；備可

6、選用直流電動(dòng)機(jī)；對(duì)對(duì)200MW以上機(jī)組的大容量輔機(jī)可選用雙速電以上機(jī)組的大容量輔機(jī)可選用雙速電機(jī)。機(jī)。三、廠用電動(dòng)機(jī)的選擇三、廠用電動(dòng)機(jī)的選擇2 2額定電壓：與供電系統(tǒng)電壓相一致。額定電壓：與供電系統(tǒng)電壓相一致。3 3額定轉(zhuǎn)速：符合被拖動(dòng)設(shè)備的要求。額定轉(zhuǎn)速：符合被拖動(dòng)設(shè)備的要求。4 4額定容量：額定容量： ，并留有適當(dāng)?shù)馁A藏，并留有適當(dāng)?shù)馁A藏， 式中式中PNPN電動(dòng)機(jī)額定容量，電動(dòng)機(jī)額定容量，kWkW； PS PS被拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備軸功率，被拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備軸功率，kWkW。5 5防護(hù)方式：與周圍環(huán)境相順應(yīng)，可選用開啟防護(hù)方式：與周圍環(huán)境相順應(yīng)，可選用開啟式、防護(hù)式、封鎖式及防爆式。式、防護(hù)式、封鎖

7、式及防爆式。)kW(SNPP 四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)n自啟動(dòng)的概念：自啟動(dòng)的概念：類負(fù)荷電動(dòng)機(jī)斷開電源電壓降低轉(zhuǎn)速下降惰行很短時(shí)間電壓恢復(fù)自啟動(dòng)穩(wěn)態(tài)假設(shè)參與自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)數(shù)量多，容量大時(shí)，自啟動(dòng)電流過大，能夠會(huì)使廠用母線及廠用電網(wǎng)絡(luò)電壓下降，甚至?xí)痣妱?dòng)機(jī)過熱，將危及電動(dòng)機(jī)的平安及廠用電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必需對(duì)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)進(jìn)展校驗(yàn)。四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)n自啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的問題：自啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的問題：n廠用母線電壓下降：自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)多且同時(shí)廠用母線電壓下降：自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)多且同時(shí)啟動(dòng)，變壓器、線路上壓降大；啟動(dòng)，變壓器、線路上壓降大；n電動(dòng)機(jī)本身發(fā)熱：母

8、線電壓降低，啟動(dòng)時(shí)間電動(dòng)機(jī)本身發(fā)熱：母線電壓降低，啟動(dòng)時(shí)間加長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱。加長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱。n自啟動(dòng)分類自啟動(dòng)分類n失壓自啟動(dòng)：事故發(fā)生，電壓降低，事故消失壓自啟動(dòng)：事故發(fā)生，電壓降低，事故消除后電壓恢復(fù)，自啟動(dòng)任務(wù)電源只思索失除后電壓恢復(fù)，自啟動(dòng)任務(wù)電源只思索失壓自啟動(dòng)壓自啟動(dòng)n空載自啟動(dòng)：備用電源空載，任務(wù)電源失去，空載自啟動(dòng)：備用電源空載，任務(wù)電源失去，備用電源自動(dòng)投入時(shí)的自啟動(dòng)備用電源自動(dòng)投入時(shí)的自啟動(dòng)n帶負(fù)荷自啟動(dòng)：備用電源已帶一部分負(fù)荷，帶負(fù)荷自啟動(dòng)：備用電源已帶一部分負(fù)荷，又自動(dòng)投入時(shí)的自啟動(dòng)又自動(dòng)投入時(shí)的自啟動(dòng)?6kV電動(dòng)機(jī)機(jī)端電壓?Time(s)190.0?195.

9、0?200.0?205.0?210.0?215.0?220.0?.?.?.0.700?0.750?0.800?0.850?0.900?0.950?1.000?1.050?1.100?1.150?pu?廠用母線電壓四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)1電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)廠用母線電壓最低限值電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)廠用母線電壓最低限值正常時(shí)：正常時(shí)：M*eU*2M*eN=M*mM*emax,N2.0M*eN事故時(shí)：事故時(shí)：電壓下降到某一數(shù)值時(shí)，如電壓下降到某一數(shù)值時(shí)，如 ，此時(shí)他的最大，此時(shí)他的最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 相應(yīng)的變?yōu)橄鄳?yīng)的變?yōu)?，小于額定轉(zhuǎn)矩，假設(shè)電動(dòng)機(jī)帶有

10、額定負(fù)荷，此時(shí)小于額定轉(zhuǎn)矩，假設(shè)電動(dòng)機(jī)帶有額定負(fù)荷，此時(shí)剩余的轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)值，電動(dòng)機(jī)惰行，最終能夠會(huì)剩余的轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)值，電動(dòng)機(jī)惰行，最終能夠會(huì)停頓。停頓。規(guī)定：廠用母線電壓的最低限值為規(guī)定：廠用母線電壓的最低限值為 ，電動(dòng)，電動(dòng)機(jī)端電壓最低值為機(jī)端電壓最低值為 。NU7 . 0max*eM2* max*0.72eeNmNMMM NU8 .0NU7 . 0四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)2、電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)、電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn) 電壓校驗(yàn)電壓校驗(yàn)假設(shè)：假設(shè)：電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)形狀電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)形狀S=1忽略外電路一切元件電阻忽略外電路一切元件電阻忽略電動(dòng)機(jī)等值電阻由于忽略電動(dòng)機(jī)等值電阻由于S=

11、1供電電源為無窮大，即供電電源為無窮大，即constU0*四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn))(*0*mtXXIU*I0*U參與自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流標(biāo)么值。電源母線電壓標(biāo)么值，普通采用經(jīng)電抗器供廠用電時(shí)取1，采用無激磁調(diào)壓變壓器時(shí)取1.05，采用有載調(diào)壓變壓器時(shí)取1.1。四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn))(*0*mtXXIUtX*mX*廠用變壓器或電抗器的電抗標(biāo)么值。參與自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的等值電抗標(biāo)么值。四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn))(*0*mtXXIU由此可得mtXXUI*0*電動(dòng)機(jī)開場(chǎng)自啟動(dòng)瞬間廠用母線的電壓為：mtmmXXXUXIU*0*1*K為該電動(dòng)

12、機(jī)的自啟動(dòng)電流倍數(shù)。假設(shè)一切自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)取一個(gè)平均的啟動(dòng)電流倍數(shù) ，那么全部電動(dòng)機(jī)經(jīng)過折算后的等值電抗標(biāo)么值可改寫為四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)KXm1*avK對(duì)于一臺(tái)靜止的電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)瞬間的電抗為：mtavmSSKX1*tSmS其中廠用變壓器的額定容量，kVA全部電動(dòng)機(jī)總?cè)萘?，kVAK為該電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)電流倍數(shù)。假設(shè)一切自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)取一個(gè)平均的啟動(dòng)電流倍數(shù) ，那么全部電動(dòng)機(jī)經(jīng)過折算后的等值電抗標(biāo)么值可改寫為四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)KXm1*avK對(duì)于一臺(tái)靜止的電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)瞬間的電抗為：mtavmSSKX1*avK電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)平均電流倍數(shù)，對(duì)備用電源

13、普通當(dāng)快速切換時(shí)可取2.5，慢速切換時(shí)可取5總切換時(shí)間大于0.8s為慢速切換，小于0.8s為快速切換 四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)進(jìn)一步可得：mtmtavttmavtmtmSXUPSKXUSSKXUXXXUU*0*0*0*0*1*1cos111mS*cos*tmavmSPKSmPcos自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量標(biāo)么值參與自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率kW電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)的乘積，普通取0.8四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)進(jìn)一步可得：mtmtavttmavtmtmSXUPSKXUSSKXUXXXUU*0*0*0*0*1*1cos111求得的母線電壓標(biāo)么值不應(yīng)低于自啟動(dòng)要求的廠用母線

14、最低電壓值方能保證電動(dòng)機(jī)的順利啟動(dòng)。 四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn) 電動(dòng)機(jī)經(jīng)廠用高壓變壓器和廠用低壓變壓器串聯(lián)自啟動(dòng)母線電壓校驗(yàn)0S1*U自啟動(dòng)過程中 繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。廠用高壓母線電壓 的校驗(yàn)。1*1*1*0*ttxIUU0*U廠用高壓變壓器電源側(cè)電壓標(biāo)么值。 1*U廠用高壓母線電壓標(biāo)么值。 1*tI自啟動(dòng)時(shí)經(jīng)過廠用高壓變壓器的電流以廠用高壓變壓器容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 1*tx廠用高壓變壓器電抗標(biāo)么值。 其中 分別為負(fù)荷支路0、1、2的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)。四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)過廠用高壓變壓器的電流 2*1*0*1*IIIIt111*111*11

15、*111*1*1*1*1*tttSSUKSxSUSSxUxUI122*22*tSSUKI100*00*tSSUKI2, 10,KKK且 因此可得 占的比例比較小，可以略去四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)101*0122*2111*11*ttttSSUKSSUKSSUKI2*I10K11*1*0111*1*1*0*)(ttttSUxSSKxIUUcos11PS 由于 所以所以四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)HtttSxUSxSPKUU*1*0*11*0110*1*1)cos(1HS*廠用高壓母線的合成負(fù)荷標(biāo)么值。 廠用高壓母線電壓 的校驗(yàn)。過程同上。 2*U四、電動(dòng)機(jī)的自

16、啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)LtttSxUSxPKUU*2*1*22*221*2*1cos1coscos/222222*ttLSPKSPKS100(%)1 . 12*ktUxLS*廠用低壓母線的合成負(fù)荷標(biāo)么值。 2*1*,UU求得的 應(yīng)分別不低于電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)要求的廠用母線電壓最低值。 四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)例：某電廠高壓廠用備用變壓器采用無激磁調(diào)壓變壓器，容量為25000kVA，阻抗電壓為Uk%=10，正常時(shí)已帶負(fù)荷4000kVA，參與自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繛?5000kW，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流平均倍數(shù)Kav=5，cos=0.8，=0.9，校驗(yàn)?zāi)芊駝倮詥?dòng)？解：0.7127240001 . 0*)40008 . 0*9 . 015000*5(105. 1)cos(111*010*1*ttavSxSPKUU四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)四、電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)廠用電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)廠用母線上的電壓不僅與變壓器的電抗和容量有關(guān)，而且與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)和參與自啟動(dòng)的電機(jī)容量有關(guān)。假設(shè)把電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)要求的廠高壓母線最低電壓當(dāng)成知值，那么由公式 容量校驗(yàn)確定自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)允許容量mttmavttmavtSxUSPKxUSSKxUU*0*0*0*1*1cos11可以計(jì)算出自啟動(dòng)電動(dòng)