Проектировании электрической

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.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

При проектировании электрических машин должны учитываться требования стандартов СССР, а также рекомендации СЭВ, ИСО и МЭК. В следующих разделах рассматриваются стандартизованные виды исполнений и их обозначения, выходные параметры и размеры наружных частей (установочные и присоединительные размеры) электрических машин.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Для машин общего назначения F(xn) — это приведенная стоимость машины; хп — «-мерный вектор независимых переменных, от которого зависит значение F (хп). Составляющими вектора хп могут быть геометрические размеры машины, качество исходных материалов, рассеивание размеров и других физических величин, качество изготовления, электромагнитные нагрузки и т. п. Геометрическим образом целевой функции является поверхность отклика. Линейные или нелинейные функции fj(xn), определенные в том же пространстве независимых переменных, значения которых ле должны быть больше (или меньше) определенных наперед за-."данных значений, называются ограничениями или лимитерами. 'Ограничениями при проектировании электрических машин являются превышения температуры обмоток или других частей машины, энергетические показатели, ограничения на некоторые размеры 'активной части, накладываемые конструкцией и технологией. Кроме того, для асинхронных и синхронных машин — максимальный момент, начальные пусковые ток и момент (кроме асинхронных двигателей с фазным ротором); для машин постоянного тгока — коммутационные параметры. Задача программирования состоит в минимизации функции F(xn) при заданных условиях.

Глава 1 Основные положения при проектировании электрических машин 5

При проектировании электрических машин стремятся повысить КПД, т. е. уменьшить потоки тепловой энергии, что приводит к уменьшению габаритов и стоимости машины. В электрических машинах большой мощности т)=98,2%, а в трансформаторах TI= =99,8%. Такими высокими энергетическими показателями обладают только электрические машины большой мощности; микромашины могут иметь КПД всего несколько процентов.

Во многих случаях характер переходных процессов определяет :выбор установленной мощности оборудования, массы и электромагнитных нагрузок электрических машин, например, приводов с ударной нагрузкой, с тяжелыми условиями пуска, реверсивных ••быстродействующих приводов и т. п. При проектировании электрических машин, работающих в переходных режимах, важно пра-твильно рассчитывать потери и распределение активной и реактивной мощности. Чтобы исследовать переходные процессы, необхо-.димо составить описывающие их уравнения, преобразовать к виду, удобному для моделирования на ЭВМ, и решить.

В переходных режимах, так же как и в установившемся режиме, на процессы электромеханического преобразования энергии влияют энергетические показатели ЭП, их определение имеет важное значение при проектировании электрических машин, работающих в динамических режимах.

При проектировании электрических машин для снижения массы машины рабочая точка выбирается на нелинейном участке характеристики намагничивания. При изменении напряжения, частоты и нагрузки насыщение изменяется, а это влияет на характеристики машины. В переходных и установившихся режимах необходимо учитывать характер изменения во времени индуктивностей и взаимных индуктивностей.

Основной категорией метода геометрического программирования является целевой ограничитель. На целевую функцию (критерий оптимальности) могут быть наложены различные ограничения типа равенств или неравенств. При проектировании электрических машин это — стоимость, габариты, перегрев и т. п.

Структура книги построена по следующему принципу: вначале излагается теоретический материал по данному вопросу, затем рассматриваются практические методы расчета, применяемые при проектировании электрической части электростанций, далее приводится описание алгоритма решения проектной задачи на ЭВМ и заканчивается изложение вопроса примером расчета.

На начальной ступени развития автоматизированного проектирования ЭВМ используется для решения синельных, не связанных между собой инженерных задач. При проектировании электрической части электростанции ЭВМ применяйся для расчетов токов КЗ. успешности самозапуска электродвигателей механизмов с. н. электростанций, ЗУ и т. д. Данные программы расчета на ЭВМ имеют четко выраженный расчетный характер. В программах реализуются хорошо отработанные методы, которые используются и при ручных расчетах без применения ЭВМ

При проектировании электрической части электростанции выполняются следующие проектные процедуры: выбор схемы присоединения электростанции к системе (для крупных электростанций данную задачу решает ГПИ «Энергосетьпроект»); выбор схемы выдачи мощности электростанции в систему: выбор главной электрической схемы электростанции (ГЭСЭ); выбор электродвигателей механизмов с. н. и схемы электроснабжения; расчет токов КЗ; выбор электрического оборудования и токопроводов; выбор конструкции РУ и их компоновка; расчет ЗУ; проектирование системы постоянного тока; проектирование устройств релейной защиты, автоматики, управления и контроля; проектирование электроосвещения; проектирование вспомогательных устройств и сооружений масляного, водородного и воздушного хозяйства, электролаборатории, мастерских и т. д.

10. Состав проектных процедур при проектировании электрической части электростанции.

Расчет токов КЗ и интеграла Джоуля для произвольного момента времени. Наиболее характерным видом является трехфазное КЗ. Способ расчета токов трехфазного КЗ и интеграла Джоуля зависит от места расположения расчетной точки КЗ в схеме электроустановки. При проектировании электрической части электростанций все многообразие расчетных случаев сводится к трем эквивалентным схемам замещения прямой последовательности [50].

ГПИ «Теплоэлектропроект» применяет при проектировании электрической части электростанций также программу Э-002, которая выполняет на ЭВМ расчет токов КЗ, выбор высоковольтных электрических аппаратов и их проверку. Программа использует справочную информацию о турбогенераторах, трансформаторах, автотрансформаторах, реакторах, проводах, кабелях, разъединителях, отделителях, выключателях, корот-козамыкателях. Она обеспечивает возможность хранения и обновления исходной информации для повторных расчетов.

дельных узлов в рамках проекта объекта. Так, при проектировании электрической части электростанции можно предусмотреть после расчета токов КЗ одновременное выполнение следующих работ: выбор линейных реакторов ГРУ 6 (10) кВ ТЭЦ, выбор электрических аппаратов и токопроводов, проверка электродвигателей механизмов с. н. в пусковых режимах. Проведение параллельных работ предъявляет особые требования к объему памяти и режиму работы ЭВМ.

Опыт применения системы электрических показателей при проектировании электрической части предприятий черной металлургии позволяет выделить ряд общих свойств в формировании и развитии электрического хозяйства предприятий.

Цеховые электрические сети являются важнейшим звеном в системе электроснабжения и представляют собой большую область в проектировании электрической -части промышленных предприятий.

При проектировании электрической части промышленных предприятий выбор числа подстанций (ГПП и ПГВ) и единичной мощности трансформаторов на них нельзя осуществить, пользуясь только расчетной нагрузкой предприятия и другими общими критериями. Проектные решения на высших уровнях системы электроснабжения плохо формализуются и требуют хорошего знания технологии производства, генерального плана предприятия, нагрузок отдельных производств. Такие расчеты обычно выполняются отраслевыми проектными институтами. Специфику таких расчетов поясним следующим примером.

СОСТАВ ДОКУМЕНТАЦИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ