Приложения. Модель блока "генератор-трансформатор-линия"

Приложение 1

ЛАБОРАТОРНЫЙ С Т Е Н Д

Модель блока "Генератор-трансформатор-линия"

Лабораторный стенд моделирует электрическую часть блока "генератор-трансформатор-линия". Принципиальная схема моделируемой установки представлена на рис. П1.1.

Выкл. Трансформатор Выкл.

Генератор генератора ЛЭП сети Cистема

Рис. П1.1. Принципиальная схема моделируемой установки

Физическая модель установки представлена на стенде трехфазным синхронным генератором с самовозбуждением мощностью 12 кВт, трехфазным трансформатором мощностью 25 кВА и индуктивным эквивалентом воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ, длиной до 60, 80 или 100 км. Эквивалент электропередачи включает в себя также дроссель нулевой последовательности, что позволяет изучать работу блока при различных режимах заземления нейтрали. (В масштабе мощности 1:1100 модель эквивалентна блоку с генератором мощностью 25 МВт, повышающим трансформатором с высшим напряжением 110 кВ и воздушной линией электропередачи напряжением 110 кВ, длиной до 100 км.)

Источником механической энергии для генератора служит двигатель постоянного тока, имитирующий приводную турбину и работающий по схеме независимого возбуждения с автоматическим запуском. Принципиальные электрические схемы двигательной и генераторной частей тренажёра представлены на рис. П1.2,а и П1.2,б. Принципиальная электрическая схема безреостатного пуска двигателя постоянного тока представлена на рис. П1.3.

В состав стенда входят: двигатель постоянного тока – синхронный генератор; пульт-панель управления; в цепи двигателя - питающий силовой трансформатор Т1; силовой выпрямитель В1; выпрямитель цепей возбуждения В2; реостат в цепи возбуждения двигателя Р_дв – регулятор частоты вращения агрегата и активной мощности генератора; в цепи генератора – реостат цепи возбуждения генератора Р_ген – регулятор реактивной мощности генератора; индуктивные дроссели эквивалента ЛЭП; трансформатор связи ТС; генераторный выключатель В; ключи управления генераторным выключателем В, автоматом гашения поля АГП, контактором в цепи обмотки возбуждения возбудителя (ОВВ); синхроноскопом КС; измерительные приборы элементов модели.

В моделирующей установке применена безреостатная схема пуска двигателя постоянного тока (рис. П1.3) с использованием пускового дрос-ля, включенного последовательно в цепь якоря. Пуск двигателя протекает следующим образом: в первый момент после подачи напряжения обороты двигателя малы и его сопротивление мало. Поэтому практически все падение напряжения приходится на пусковые дроссели. Разность фазных напряжений за ними близка к нулю, в силу чего в первый момент времени контакты пускателя ПМЕ-211 остаются разомкнутыми. При этом последовательно включенные пусковые дроссели ограничивают пусковой ток двигателя. По мере разворота двигателя его сопротивление растет и напряжение перераспределяется между последовательно включенными сопротивлениями пусковых дросселей и двигателя. Разность фазных напряжений за пусковым дросселем, на которую включена первичная обмотка согласующего трансформатора Т2, растет. Увеличивается и ток в обмотке пускателя, включенной через выпрямитель В3 к вторичной обмотке согласующего трансформатора. В конце разворота при достижении двигателем номинальной частоты вращения напряжение за пусковым дросселем увеличивается до 185 В. В обмотке магнитного пускателя ток достигает величины срабатывания (5 А), его контакты, замыкаясь, закорачивают пусковые дроссели и двигатель оказывается включенным на полное напряжение.

Для пуска агрегата в работу достаточно включить автомат "Двигатель".

В схему ЛЭП напряжение подается включением автомата "Сеть".

Параметры двигателя: двигатель постоянного тока; мощность номинальная – 11 кВт, напряжение номинальное – 220 В, ток номинальный – 57,8 А, частота вращения номинальная – 1500 об/мин.

Параметры генератора: генератор трехфазный переменного тока, схема соединения обмоток - Y.

Номинальный режим: мощность – 12 кВт, напряжение – 380/230 В, ток – 37,6 А, cos j = 0,8, частота – 50 Гц, КПД = 87,5 %, частота вращения – 1500 об/мин. ОКЗ – 0,75; х^»_d = 0,08; х^'_d = 0,12; х_d = 1,2; х^»_q = 0,09; х_q = 1,2; r₁₅ = 0,0075.

Данные для расчетов:

- угол q принимается для характерных точек;

- х_тр = u_к (о.е.); u_к = 0,055; х_с = 0,0005; к_у = 1,8; (GD²)_ген = 18,375 кг×м²; G_ген = 150 кг (ротор); D ротора генератора – 35 см; G_дв = 120 кг (ротор);

D ротора двигателя - 40 см.

Возбудитель генератора: напряжение – 22 В, ток – 21 А.

Допустимый режим генератора (при выполнении лабораторных работ принимать его за номинальный): мощность активная – 5 кВт, мощность реактивная – 3,75 квар, соs j = 0,8.