Проектирования электрической

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Процесс проектирования электрических станций состоит из составления технического задания и выполнения двух стадий: технического проекта и рабочего проекта в чертежах. Техническое задание на проектирование составляется в соответствии с инструкцией Госстроя СССР СН-202—76 и приказом минист-

Глава первая. Основные принципы проектирования электрических

В книге рассмотрены вопросы проектирования электрических машин общего назначения, особенности проектирования асинхронных двигателей, машин постоянного тока и синхронных машин мощностью до 1000 кВт (при 1500 об/мин); даны рекомендации по проектированию как серий электрических машин, так и отдельных машин; рассмотрены вопросы использования ЭВМ для расчета машин, а также расчетная оценка их надежности.

Процесс создания электрических машин включает в себя проектирование, изготовление и испытание. В настоящем учебнике рассматриваются вопросы проектирования электрических машин.

Электротехнической промышленностью выпускается много разных .видов электрических машин, и рассмотреть подробно методы проектирования всех этих машин в одной книге не представляется возможным. Поэтому в соответствии с программой курса «Проектирование электрических машин» в книге (в гл. 1—8) рассмотрены общие вопросы проектирования электрических машин общего назначения .с моментом вращения 1—6500 Н-м, что примерна соответствует мощности (при 1500 об/мин) 0,12—1000 кВт, а затем в гл. 9—11 — методы проектирования наиболее распространенных и массово или серийно выпускаемых видов электрических машин: асинхронных, постоянного тока и синхронных. Вопросы проектирования трансформаторов, турбо- и гидрогенераторов изложены в учебных пособиях [1, 17, 36].

За последние годы ЭВМ применяют практически во всех областях народного хозяйства. Поэтому в планы подготовки студентов вузов по большинству инженерных специальностей включена дисциплина «Программирование и применение ЭВМ». Применительно к электрическим машинам эта дисциплина изложена в [19]. Изучение вопросов применения ЭВМ предшествует дисциплине «Проектирование электрических машин». Поэтому в настоящей главе учебника не рассматриваются подробно следующие вопрвсы, приведенные в [19]: применение метода планирования эксперимента к оптимизации электрических машин; проектирование электрических машин методом геометрического программирования; математическое обеспечение систем автоматизированного проектирования электрических машин; техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования.

нераторов), проектируют лишь серии электрических машин. При этом расчеты выполняются с помощью ЭВМ, что технически и экономически вполне оправдано. В [30] приведены данные о затратах времени на поверочный расчет асинхронного двигателя на ЭВМ; на ввод в машину исходных данных и печать результатов расчета уходит 80% времени, необходимого для поверочного расчета одного двигателя на ЭВМ. В связи с этим студенту при выполнении курсовых и дипломных проектов целесообразно расчет единичной электрической машины выполнять «вручную»-Это целесообразно также потому, что при «ручном» счете студент лучше усваивает особенности проектирования на всех этапах и становится подготовленным к работе с ЭВМ. Однако для выполнения различных расчетных исследований, а также для оптимального и автоматизированного проектирования электрических машин необходимо использование ЭВМ.

В процессе проектирования электрических машин возникает необходимость проведения ряда расчетных исследований с помощью ЭВМ. Так, например, весьма полезно знать влияние коэффициентов целевой функции на геометрию оптимальной машины. Подробные сведения о проведении этих и ряда других исследований приведены в [31, 33]. Коэффициентами целевой функции будем называть-множители, с помощью которых при известных массо-энергетических показателях электрической машины определяют стоимости ее изготовления и эксплуатации. К коэффициентам целевой функции относятся цены на материалы и электроэнергию, нормативный срок окупаемости, показатели интенсивности использования.

Приведенные примеры показывают высокую эффективность применения ЭВМ для проведения расчетных исследований в процессе проектирования электрических машин-

§ 8-4. Система автоматизированного проектирования электрических машин

Рассмотрены технологические схемы электростанций, режимы их работы в энергосистеме, методы технико-экономического обоснования при проектировании электрических схем. Изложены основы системы автоматизированного проектирования электрической части электростанций.

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Порядок традиционного проектирования электрической схемы РУ повышенного напряжения рассмотрен в § 2.7. Он включает три основных этапа: отбор возможных вариантов; определение внешних параметров, по которым выполняется их сравнение; оценка вариантов по критерию минимума приведенных затрат и выбор наиболее рационального варианта. Принципиальные положения метода автоматизированного проектирования схемы РУ блочных электростанций изложены в [26. 40].

Глава девятая. Система автоматизированного проектирования электрической части электростанций ...................................................................... 223

Задача оптимального проектирования электрической машины или серии машин может быть представлена как общая задача нелинейного математического программирования, которая сводится к нахождению минимума или максимума критерия оптимальности при наличии определенного числа независимых пгременных проектирования и функций лимитеров, представляющих собой технические или технологические требования-ограничения к проекту [15,29, 30].

Тепловая энергия, выделяемая на элементах машин при ее работе, может вызывать недопустимое повышение температуры активных и конструктивных элементов машины, снижение электрической и механической прочности изоляции обмоток, уменьшение времени безотказной работы машины. Поэтому определение тепловых потоков, расчет изменения температуры в пространстве внутреннего объема и на поверхностях охлаждения машины являются важными разделами проектирования электрической машины. На основе этого расчета оценивается тепловое состояние машины, выбираются такие тепловые и вентиляционные схемы и способы ее охлаждения, при которых превышение температуры частей электрической машины не превосходит пределов допускаемых значений, установленных ГОСТ .183-74 (табл. 7.1) .

значений коэффициентов Кс, Кп, Км является в значительной степени следствием сложившейся методики и практики проектирования электрической части предприятий и свидетельствует об ошибках в определении расчетных нагрузок.

10.3. ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ (САПР «ЭЛЕКТРО»)

Какие же ориентировочные параметры имеет САПР «Электро»? Опыт разработки САПР показывает, что информационное обеспечение при выполнении электрической части схемы развития и размещения предприятий одной отрасли оценивается в 100 М байт, выполнение ТЭО для всех предприятий отрасли — 1 Г байт, обеспечение исполнения всей рабочей документации 100— 1000 Г байт. Для охвата САПР «Электро» на уровне 40% всех проектных работ, что достижимо к 2000 г., для каждой группы проектировщиков (5—7 чел.) необходимо установить собственный_дисплей с выходом на центральный процессор. Это даст возможность локально решать широкий круг вопросов. Для достижения максимально возможного уровня автоматизации проектирования электрической части, что оценивается на уровне 60—80%, дисплей, дополненный принтером и графопостроителем, необходим каждому проектировщику.

10.3. Принципы создания системы автоматизированного проектирования электрической части (САПР «Электро») . 323

В процессе проектирования электрической машины при сравнении вариантов важно определить коммутационную напряженность машины. Наиболее показательны в этом отношении значения допустимых коммутационных нарушений, длительного и периодического кратковременного нарушения соответственно (в процентах):