Курсовая с практикой на тему Расчет режимов работы электрических машин и трансформаторов (Вариант 20)

Содержание:

Задание на курсовой проект. 4

Введение      6

1 Конструкция и принцип действия силовых элементов
сети. 7

1.1 Силовой масляный трансформатор. 7

1.2 Синхронный турбогенератор. 12

1.3 Асинхронный двигатель. 15

1.4 Синхронный двигатель. 17

2 Расчет установившегося режима силовых элементов
сети. 19

2.1 Исходные данные для
расчета. 19

2.2 Расчет параметров и номинальных
величин элементов. 19

2.3. Расчет сопротивления
связи между шинами генераторного

напряжения и шинами узла
нагрузки. 27

2.4 Расчет режима работы
силовых элементов сети. 28

3 Расчет основных характеристик силового
оборудования. 30

3.1 Расчет внешних
характеристик трансформатора. 30

3.2 Расчет пусковых
характеристик асинхронного двигателя. 31

3.3 Расчет U-образных
характеристик синхронного двигателя. 32

Список используемой литературы.. 33

Введение:

Во всех электрических системах
процессы преобразования электрической энергии осуществляется электрическими
машинами. Производство электрической энергии осуществляется синхронными генераторами.
Полученная электроэнергия передаётся на большие расстояния через воздушные и
кабельные линии высокого напряжения. Для получения высоких напряжений служат
повышающие трансформаторы. В местах получения электроэнергии высокое напряжение
понижается посредством понижающих трансформаторов до величины, требуемой
потребителю.

Потребителями электроэнергии является
в основном двигательная нагрузка, состоящая в основном из асинхронных двигателей.
Часто применяются синхронные двигатели чтобы поддерживать постоянства
напряжения в узле нагрузок путем регулирования реактивной мощности. Такую же
роль выполняет и синхронный компенсатор, который устанавливают на крупных
подстанциях с большими колебаниями напряжения.

Оценить эффективность работы
электрических машин в системе производства и передачи электроэнергии можно при
помощи анализа установившихся режимов их работы. Очень важно при этом оценить
влияние на работу электрических машин параметров сети, например, протяженности
линий электропередачи, и наоборот, влияние самих машин на режимные параметры
сети, в частности, на напряжения в различных точках.

Целью данного курсового проекта
является следующее:

 ‒ изучение и описание конструкции
электромагнитного ядра асинхронного двигателя, синхронных машин и трансформаторов;

‒ определение параметров расчетной
схемы электрической сети по каталожным данным;

‒ расчет установившегося режима узла
и электрической сети при номинальной нагрузке электрических двигателей и
номинальном напряжении узла;

‒ расчет характеристик силовых
элементов сети.

Фрагмент текста работы:

1 Конструкция и принцип действия силовых элементов сети

1.1 Силовой масляный трансформатор

Трансформатор является статическим
электромагнитным устройством, которое име­ет несколько индуктивно связанных
обмотки и предназначен­ным для преобразования посредством электромагнитной
индук­ции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную)
систему переменного тока.

Простейший однофазный силовой
трансформатор состоит из маг­нитопровода и двух обмоток. Одна из обмоток называется
первичной и подключается к источнику переменного тока на напряжение



















. К
другой обмотке, называемой вторичной, подключена нагрузка

.
Первичная и вторичная обмотки силового трансформатора не имеют электрической
связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромаг­нитным
путем. Магнитопровод, на
котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между
обмотками. Магнитное поле
трансформатора сосредоточено главным образом в стальном сердечнике. Про­цесс
намагничивания сердечника сопровождается такими явлениями, как насыщение, гисте­резис
и вихревые токи. Эти явления оказывают заметное влияние на работу трансформа­тора,
поэтому их учитывают при описании рабочих процессов в трансформаторе. На
рисунке 1.1 изображена электромагнитная схема однофазного трансформатора в
режиме холостого хода.

Рис. 1.1. Электромагнитная схема
однофазного трансформатора

Рассмотрение принципа работы
трансформатора целесообразно начать с рассмотрения режима холостого хода. В
этом режиме первичная обмотка с числом витков

 включается в сеть на синусоидальное напряжение


, а
вторичная обмотка разомкнута. Под действием приложенного напряжения по
первичной обмотке течёт ток намагничивания

,
который создает в магнитопроводе трансформатора магнитный поток Ф. В
свою очередь этот поток наводит в обмотках трансформатора ЭДС

 и

.

В соответствии со вторым законом
Кирхгофа получим уравнение:

Из этого уравнения видно, что при
малом значении

 напряжение сети

 практически уравновешивается ЭДС

:

Проинтегрировав эту формулу, найдём
магнитный поток: