СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 14
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 16
ВВЕДЕНИЕ 17
РАЗДЕЛ 1 СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
РАЗДЕЛ 2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАГРУЗКИ ПО НАПРЯЖЕНИЮ ДЛЯ СИНХРОННОГО И АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЕЙ АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА И РЕЗУЛЬТАТЫ 28
2.1 Представление двигательной нагрузки статическими характеристиками нагрузки по
напряжению 28
2.2 Экспериментально-статистические модели определения коэффициентов полиномов
СХН 29
2.3 Статистические модели в виде нелинейных полиномов. Параболическая регрессия 30
2.4 Реализация метода наименьших квадратов с помощью программы Microsoft Excel..32
2.5 Применение аналитического метода получения статических характеристик нагрузки
по напряжению для двигательной нагрузки, запитанной от второй секции шин ЗАО «Сибкабель» 35
2.5.1 Получение СХН для синхронного двигателя 35
2.5.2 Получение СХН для асинхронного двигателя 39
РАЗДЕЛ 3 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА RASTRWIN ДЛЯ РАСЧЁТОВ СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ 46
3.1 Общая характеристика модулей RastrWin3 46
3.2 Расчёт установившегося режима с учётом статических характеристик нагрузки 47
3.3 Расчёт сопротивления шунта короткого замыкания 51
3.4 Расчёт электромеханических переходных процессов синхронных и асинхронных
двигателей 52
3.4.1 Принципы формирования исходных данных для расчета электромеханических
переходных процессов 52
3.4.2 Расчет переходных процессов и вывод результатов 70
РАЗДЕЛ 4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ, ЗАПИТАННОЙ ОТ ВТОРОЙ СЕКЦИИ ШИН ПОДСТАНЦИИ 35/6 кВ ЗАО «СИБКАБЕЛЬ» 73
4.1 Методика исследования динамической устойчивости асинхронных двигателей 73
4.1.1 Особенности работы асинхронного двигателя в режиме «выбега» 78
4.1.2 «Самозапуск» асинхронного двигателя 79
4.1.3 Описание экспериментов для асинхронных двигателей 80
4.1.4 Эксперимент по определению критического скольжения, предельного времени отключения короткого замыкания, оценки влияния двигателей друг на друга при возмущении и влияния статических характеристик на динамическую устойчивость ..81
4.2 Методика исследования динамической устойчивости синхронных двигателей 84
4.2.1 Описание экспериментов с синхронными двигателями 92
4.2.2 Результаты экспериментов по исследованию динамической устойчивости,
взаимного влияния двигателей и влияния статических характеристик на динамическую устойчивость синхронных двигателей 93
4.3 Описание экспериментов по исследованию динамической устойчивости для
режимов совместной работы синхронных и асинхронных двигателей 98
4.3.1 Результаты экспериментов по исследованию динамической устойчивости для
режимов совместной работы синхронных и асинхронных двигателей 99
4.4 Исследование статической устойчивости асинхронных двигателей 107
4.4.1 Описание экспериментов для асинхронных двигателей 110
4.4.2 Эксперимент по определению критического скольжения, критического
напряжения и влияния статических характеристик на статическую устойчивость асинхронного двигателя 111
4.5 Исследование статической устойчивости синхронных двигателей 112
4.5.1 Описание экспериментов для синхронных двигателей 113
4.5.2. Эксперимент по определению критического напряжения и влияния статических характеристик на статическую устойчивость синхронного двигателя 115
4.6 Описание экспериментов по исследованию статической устойчивости для режимов
совместной работы синхронных и асинхронных двигателей 116
4.7 Результаты экспериментов по исследованию статической устойчивости для режимов
совместной работы синхронных и асинхронных двигателей 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАЗДЕЛУ 4 121
РАЗДЕЛ 5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ РЕСУРСО-ЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 130
5.1 Анализ конкурентных технических решений 130
5.2 Оценка конкурентных технических решений при помощи технологии QuaD 133
5.3 SWOT-анализ 135
5.4 Определение возможных альтернатив проведений научных исследований 140
5.5 Структура работы в рамках научного исследования 141
5.6 Определение трудоёмкости выполнения проектировочных работ и разработка
графика проведения научного исследования 143
5.7 Расчет материальных затрат возможных вариантов реализации конкурентных
технических решений 148
5.8 Основная заработная плата исполнителей 149
5.9 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 151
5.10 Накладные расходы 152
5.11 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 153
5.12 Определение ресурсоэффективности проекта 154
РАЗДЕЛ 6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НОРМАТИВНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА В
РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКОМ ЦЕХЕ 160
6.1 Обеспечение защиты от вредных производственных факторов 161
6.2 Защита от опасных производственных факторов 169
6.3 Защита окружающей среды 171
6.4 Предотвращение ЧС и устранение их последствий 173
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 176
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 179
Купить

РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 182 с., 75 рис., 43 табл., 17 источников, 1 приложение.
Ключевые слова: статические характеристики нагрузки по напряжению, коэффициенты полиномов статических характеристик нагрузки, метод взвешенных наименьших квадратов, синхронный двигатель, асинхронный двигатель, статическая устойчивость, динамическая устойчивость, самозапуск двигателя, коэффициент запаса статической устойчивости по напряжению, менеджмент, социальная ответственность.
Объектом исследования являются двигатели, получающие питание от второй секции шин трансформаторной подстанции 35/6 кВ Сибкабель.
Цель работы: получение статических характеристик нагрузки по напряжению для синхронного и асинхронного двигателей и исследование статической и динамической устойчивости синхронных и асинхронных двигателей с учётом статических характеристик нагрузки.
В процессе исследования был разработан расчётный метод получения статических характеристик нагрузки по напряжению для синхронного и асинхронного двигателя, проведены эксперименты по исследованию переходных режимов работы двигательной нагрузки, запитанной от второй секции шин 6 кВ, при больших и малых возмущениях в системе электроснабжения, оценено влияние представления двигательной нагрузки статическими характеристиками нагрузки на результаты расчётов
устойчивости.
Степень внедрения: планируется внедрение проведенных
исследований для совершенствования комплекса лабораторных работ по дисциплине «Переходные процессы в системах электроснабжения», а также при проведении дальнейших научных исследований, связанных с получением статических характеристик нагрузки по напряжению.
Область применения: для проведения исследовательских работ по моделированию электромеханических переходных процессов с учетом статических характеристик нагрузки по напряжению.
ВВЕДЕНИЕ
Системой электроснабжения промышленного предприятия называется часть электроэнергетической системы, осуществляющая снабжение электрической энергией потребителей. Она содержит питающие и распределительные линии электропередачи, трансформаторы, компенсирующие устройства и электроустановки потребителей.
Всю электрическую нагрузку промышленного предприятия условно можно разделить на две группы: двигательная нагрузка и статическая нагрузка. Под статической нагрузкой понимают электроприёмники, в которых отсутствует вращающееся магнитное поле, например, электрическое освещение, выпрямители, электропечи, коммунально-бытовые приборы. Под двигательной нагрузкой понимают электроприёмники, которые преобразуют электрическую энергию в механическую: синхронные и асинхронные электродвигатели, электродвигатели постоянного тока, синхронные реактивные электродвигатели. Говоря о двигательной нагрузке, чаще всего имеют в виду не сами двигатели, а двигатели вместе с приводными механизмами, называемые электроприводами. Следует отметить, что электроприводы составляют примерно 70% от всей нагрузки промышленного предприятия.
Исследование устойчивости двигательной нагрузки является важным с двух позиций:
1. обеспечения непрерывного технологического процесса на предприятии при кратковременных нарушениях в системах электроснабжения. Так, например, короткое замыкание в питающих или распределительных сетях могут вызвать нарушение устойчивой работы двигательной нагрузки, что приведёт к нарушению технологических процессов, браку и массовому недоотпуску продукции.
2. переходные процессы, а также большие и малые возмущения со стороны нагрузки существенно влияют на устойчивость генераторов электростанций и на устойчивость электроэнергетической системы в целом.
Можно выделить три наиболее характерных воздействия изменений нагрузки на энергосистему:
• внезапные большие набросы и сбросы нагрузки, которые связаны с включением и отключением крупных электродвигателей. Если такие отключения происходят в избыточных энергорайонах, а включения в дефицитных, то это приводит к набросу мощности на внешние связи. При неблагоприятных обстоятельствах такие воздействия могут вызвать нарушение устойчивости электроэнергетической системы и привести к тяжелой системной аварии.
• значительное увеличение потребления реактивной мощности после нарушения устойчивости двигателей. Это может вызвать настолько глубокие снижения напряжения, что возникает лавинообразный процесс нарушения устойчивости всего узла нагрузки.
• самозапуск группы мощных асинхронных двигателей.
При анализе устойчивости потребителей исследуют поведение, как всего узла нагрузки, под которыми понимают группы потребителей, присоединенных к шинам подстанций, так и поведение отдельных электроприёмников при больших и малых возмущениях в системе электроснабжения.
Целью настоящей работы является исследование статической и динамической устойчивости двигательной нагрузки промышленного предприятия при больших и малых возмущениях в системе электроснабжения. Следует отметить, что исследования должны быть проведены как с учётом, так и без учёта статических характеристик нагрузки по напряжению, так как в соответствии с методическими указаниями по расчету устойчивости, исследования, проведенные без учёта статических характеристик, обуславливают погрешность результатов, что может послужить негативным фактором при дальнейшем анализе
электромеханических переходных процессов.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие
задачи:
1. разработать расчётный способ получения статических характеристик нагрузки по напряжению для синхронного и асинхронного двигателей;
2. создать расчётную модель рассматриваемой системы электроснабжения в программном комплексе;
3. для исследования статической устойчивости двигателей произвести моделирование малых возмущений в системе электроснабжения плавным снижением напряжения на питающих шинах. Проводя аналогию с реальными процессами, происходящим в системе электроснабжения, следует отметить, что плавное уменьшение напряжения может быть связано с изменением нагрузки в соответствии с суточным графиком, нормальными изменениями структуры распределительной сети предприятия, включением и отключением маломощных потребителей электроэнергии;
4. для исследования динамической устойчивости двигателей произвести моделирование больших возмущений в системе электроснабжения путём имитации возникновения трёхфазного короткого замыкания;
5. провести сравнительный анализ полученных результатов исследований.

Купить