Разработка измерительного преобразователя для термопреобразователя сопротивления. Способ быстродействующего самозапуска возбужденных синхронных двигателей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П. О. СУХОГО

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра «Промышленная электроника»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе (курсовому проекту)

по дисциплине «САПР устройств промышленной электроники»

на тему:     «РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ  ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ»

Исполнитель:           студент гр. ПЭ-42

Руководитель:          ст. преподаватель                                       

Дата проверки:               _____________________

Дата допуска к защите: _____________________

Дата защиты:                  _____________________

Оценка работы:             _____________________

Подписи членов комиссии по защите курсовой работы: ______________________________

Гомель 2004

3

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение мощности электрических станций, повышение качества энергетического оборудования и совершенствование систем противоаварийной автоматики способствуют повышению надежности электроснабжения промышленных предприятий. Однако перечисленные факторы не исключают серьезных расстройств технологических процессов промышленных предприятий после кратковременных провалов напряжения, возникающих вследствие коротких замыканий и ошибочных отключений в питающих сетях. Время восстановления технологического процесса, нарушенного в результате кратковременного провала напряжения, в зависимости от его глубины и длительности, степени загрузки двигателей, состояния технологического процесса и квалификации обслуживающего персонала, может составлять единицы – десятки часов, т.е. в этих случаях длительность простоя оборудования во много раз превышает длительность нарушения электроснабжения. Согласно справочным статистическим данным [1, с. 25], в среднем каждый потребитель в смешанных воздушно-кабельных электрических сетях 6-10 кВ, имеющих устройства автоматического включения резервного питания (АВР) на всех распределительных подстанциях (РП), испытывает 25…30 провалов напряжения в год при глубине провалов не менее 35%. В этих случаях одним из основных способов обеспечения бесперебойного функционирования технологических линий непрерывных производств является самозапуск электродвигателей.

Самозапуском называется автоматическое обеспечение нормального режима работы электропривода после восстановления питания, потерянного из-за кратковременного отключения источника или кратковременного глубокого снижения напряжения вследствие короткого замыкания на смежных элементах сети. При этом самозапуск считается обеспеченным, если после восстановления напряжения агрегат разогнался до номинальной частоты вращения и продолжает длительно работать с нормальной производительностью приводного механизма [2, с. 8;  3, с. 23].

На территории Республики Беларусь имеется значительное количество предприятий, работоспособность технологических линий которых напрямую связана с обеспечением их бесперебойного электроснабжения при различных видах коротких замыканий и ошибочных отключений в питающих сетях. В подтверждение этого факта можно привести ряд конкретных примеров.

На ОАО «Полимир» (г. Новополоцк) нарушение электроснабжения со стороны питающей линии 110 кВ главной понизительной подстанции  (ГПП) может вызвать аварийную остановку каждого из двух турбокомпрессоров, приводимых синхронными двигателями (СД) СТДП-6300 номинальной мощностью 6300 кВт в головной части объединения – установке этилена-пропилена и полимеризации этилена [4]. Помимо трудностей, связанных с последующим восстановлением технологического процесса, это может привести к аварийной ситуации из-за возможности выбросов взрывопожароопасных и токсичных веществ в атмосферу, а также сбросов больших количеств углеводорода на факел. Так, по данным аварийного отключения от 27.09.1997 г., общий ущерб для данного предприятия составил около 10000 у. е.

4

На подстанции Белорусского газоперерабатывающего завода  (БГПЗ, г. Речица), согласно проектной схеме АВР на стороне 6 кВ, при кратковременных нарушениях внешнего электроснабжения должен срабатывать пусковой орган реле минимального напряжения. Однако, с учетом того, что к шинам 6 кВ подключены два синхронных двигателя газокомпрессорных агрегатов номинальной мощностью 3700 кВт каждый, напряжение на шинах 6 кВ снижается медленно и действие АВР затягивается. В результате синхронные двигатели отключаются от защиты минимального напряжения или по автоматической частотной разгрузке (АЧР), отпадают пускатели и контакторы в цепях КИП на стороне 0,4 кВ, т.е. расстраивается непрерывный технологический процесс по переработке газа, что может привести к существенному экономическому ущербу.

Таким образом, обеспечение самозапуска мощных высоковольтных электродвигателей непрерывных производств при кратковременных нарушениях внешнего электроснабжения является актуальной задачей промышленной электроэнергетики.

Целью данной работы является разработка способа и средств управления быстродействующим групповым самозапуском возбужденных синхронных двигателей 6 (10) кВ с учетом характеристик приводных механизмов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

–  получить зависимости, позволяющие по угловой скорости приводного механизма определять критическое время перерыва питания, приводящего к расстройству непрерывного технологического процесса;

–  разработать математическую модель выбега обобщенного агрегата двигатель-механизм и получить в аналитической форме динамические характеристики группового выбега синхронных двигателей с различными типами обобщенного приводного механизма;

–  разработать способ быстродействующего самозапуска возбужденных синхронных двигателей, предусматривающий обеспечение динамической либо результирующей устойчивости двигателей при использовании серийно выпускаемых высоковольтных коммутационных аппаратов;

–  разработать схему быстродействующего определения режима потери питания узла нагрузки с синхронными двигателями.

26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в курсовой работе исследований получены следующие основные результаты:

1. Получены аналитические соотношения, позволяющие определять критическое время перерыва питания синхронных двигателей 6 (10) кВ по условию сохранения непрерывного технологического процесса.

2. С использованием предложенной математической модели выбега обобщенного агрегата двигатель-механизм получены в аналитической форме динамические характеристики выбега синхронных двигателей с различными типами обобщенного приводного механизма.

3. Разработан способ быстродействующего самозапуска возбужденных синхронных двигателей. Способ предусматривает вычисление оптимального времени включения