Технические данные комплектных конденсаторных установок напряжением 380В

Тип установки	, квар	Тип установки	квар	Тип установки	квар
УК-0,38-75		УК-0,38-220Н		УК-0,38-330Н
УК-0,38-78		УК-0,38-225		УК-0,38-430Н
УК-0,38-110 Н		УК-0,38-300Н		УК-0,38-450Н
У К-0,38-150 Н		УК-0,38-320Н		УК-0,38-540Н

Пусть реактивная мощность предприятия Q=5000 квар, а заданная системой мощность Qэ=1000 квар. Тогда предприятие должно скомпен­сировать с помощью конденсаторов ре­активную мощность Q_б,=Q—Qэ=5000—1000=4000 квар. Выбираем по табл. 3 девять комплектных установок УК-0,38-450Н мощностью по 450 квар. Суммарная реактив­ная мощ­ность батареи 9_*450=4050 квар, что близко к необходимому значению 4000 квар.

Пример 1. Трёхфазный трансформатор имеет следующие номи­нальные характеристики:
=1000 кВ·А, =10 кВ, = 400 В. Потери в стали P_ст=2,45 кВт, потери в обмотках = 12,2 кВт. Первичные обмотки соединены в треугольник, вторичные — в звезду. Сече­ние магнитопровода Q=450 см², амплитуда магнитной индукции в нем В_m= 1,5 Тл. Частота тока в сети f=50 Гц. От трансфор­матора потребляется активная мощность Р₂=810 кВт при коэффициенте мощности cos ₂=0,9. Определить: 1) номинальные токи в обмотках и токи при фактической нагрузке;

2) числа витков обмоток;

3) К. П. Д. трансформатора при номи­нальной и фактической нагрузках.

Решение. 1. Номинальные токи в обмотках:

2. Коэффициент нагрузки трансформатора

810/(1000 0,9) = 0,9

3. Токи в обмотках при фактической нагрузке

4. Фазные Э. Д. С., наводимые в обмотках. Первичные обмотки соединены в треуголь­ник, а вторичные — в звезду, поэтому, пренебре­гая падением напряжения в первичной об­мотке, считаем

= 10000 В;

5. Числа витков обеих обмоток находим из формулы

,откуда

=10000/(4,44 50 1.5 0.045) = 667.

Здесь Q=450 = 0,045

=

6. К. П. Д. Трансформатора при номинальной нагрузке

7. К. П. Д. Трансформатора при фактической нагрузке

Пример 2. Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью S_ном==500В∙А служит для питания ламп местного освеще­ния металлорежущих станков. Но­минальные напряжения обмоток = 380B; = 24B. К трансформатору присоеди­нены десять ламп накаливания мощностью 40 Вт каждая, их коэффициент мощности cosφ₂=1,0. Магнитный поток в магнитопроводеФ_м=0,005Вб. Частота тока в сети f= 50 Гц. По­терями в трансформаторе пренебречь.

Опреде­лить:

1) номинальные токи в обмотках;

2) коэффициент нагрузки трансформатора;

3) токи в обмотках при действительной нагрузке;

4) числа витков обмоток;

5) коэффициент трансформации.

Решение. 1. Номинальные токи в обмотках:

I_ном1=S_ном/U_ном1=500/380=1,32А;

I_ном1=S_ном/U_ном2=500/24=20,8А.

2. Коэффициент нагрузки трансформатора

k_н=P₂/(S_номcos ₂)=10∙40/(500∙1,0)=0,8

3. Токи в обмотках при действительной нагрузке

I₁=k_нI_ном1= 0,8 1,32 = 1,06 А; I₁=k_нI_ном2=0,8 20,8 = 16,6 А

4. При холостом ходе E₁ U_ном1;E₂ U_ном2. Числа витков обмо­ток находим из формулы:

E=4,44 Ф_m.

Тогда витков; =

витка.

5. Коэффициент трансформации

Пример 3. Предприятие потребляет активную мощность Р₂=1550 кВт при коэффициенте мощ­ности cosφ₂=0,72. Энергосистема предписала уменьшить потребляемую реактивную мощность до 450 квар. Определить: 1) необходимую мощность конденсаторной батареи и выбрать ее тип; 2) необ­ходимую трансформаторную мощность и коэф­фициент нагрузки в двух случаях: а) до установки ба­тареи; б) после установки батареи. Выбрать тип трансформатора. Номинальное напря­жение сети 10 кВ.

Решение. 1. Необходимая трансформаторная мощность до установки конденсаторов

.

По табл. 2 выбираем трансформатор типа ТМ-2500/10 с номиналь­ной мощностью . Ко­эффициент нагрузки

2. Необходимая предприятию реактивная мощность

Q = = 1492 квар.

Здесь sinφ₂=0,693 находим по таблицам Брадиса, зная соsφ₂.

3. Необходимая мощность конденсаторной батареи

1492 — 450=1042 квар.

По табл. 3 выбираем комплектные конденсаторные установки типа УК-0,38—540Н мощностью 540 квар в количестве 2 шт. Общая реак­тивная мощность составит =2 540= 1080 квар, что близко к не­обхо­димой мощности 1042 квар.

4. Не скомпенсированная реактивная мощность

1492—1080 = 412 квар.

5. Необходимая трансформаторная мощность

. Принимаем к установке один трансформатор ТМ-1600/10 мощностью 1600 . Его коэффициент нагрузки составит: = 1604/1600 1,0.

Таким образом, компенсация реактивной мощности позволила зна­чительно уменьшить установлен­ную трансформаторную мощность.

Методические указания к решению задач 8—17

Задачи данной группы относятся к теме «Электрические машины переменного тока». Для их ре­шения необходимо знать устройство и принцип действия асинхронного двигателя и зависимости между элект­рическим величинами, характеризующими его работу.

Ряд возможных синхронных частот вращения магнитного поля ста­тора при частоте 50 Гц: 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин и т.д. При час­тоте вращения ротора, например, 950 об/мин из этого ряда выбираем ближайшую к ней частоту вращения поля = 1000 об/мин. Тогда можно определить скольжение ротора, даже не зная числа пар полюсов двига­теля:

Из формулы для скольжения можно определить частоту вращения ротора

(l—s).

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные двига­тели с короткозамкнутым ро­тором серии 4 А мощностью от 0,06 до 400 кВт (табл. 4). Обозначение типа электродвигателя рас­шифровы­вается так: 4 — порядковый номер серии; A — асинхронный; X — алюминиевая оболочка и чугунные щиты (отсутствие буквы X означает, что корпус полностью выполнен из чугуна); B — дви­гатель встроен в оборудование; H — исполнение защищенное 1P23, для закрытых двигателей испол­нения 1P44 обозначение защиты не приводится; P — двигатель с повышенным пусковым моментом; С — сельскохозяйствен­ного назначения; цифра после буквенного обозначения показывает высоту оси вращения в мм (100, 112 и т.д.); буквы S, М, L — после цифр — установочные размеры по длине кор­пуса (S— станина самая короткая; М — промежуточная; L — самая длинная); цифра после уста­новоч­ного размера — число полюсов; буква У — климатическое ис­полнение (для умеренного климата); по­следняя цифра — категория раз­мещения: 1 — для работы на открытом воздухе, 3 — для закрытых не отапливаемых помещений.

В обозначениях типов двухскоростных двигателей после установоч­ного размера указывают через дробь оба числа полюсов, например 4A160S4/2У3. Здесь цифры 4 и 2 означают, что обмотки статора могут переключаться так, что в двигателе образуются 4 или 2 полюса.

Таблица4. Технические данные некоторых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором серии 4а

Тип двигателя
4А100S2У3			0,89	7,5	2,0	2,2	0,86
4А100L2У3	5,5		0,91	7,5	2,0	2,2	0,87
4А112М2СУ3	7,5		0,88	7,5	2,0	2,2	0,87
4А132М2СУ3			0,9	7,5	1,6	2,2	0,88
4А80А4У3	1,1		0,81	5,0	2,0	2,2	0,75
4А90L4У3	2,2		0,83	6,0	2,0	2,2	0,8
4Аl00S4У3	3,0		0,83	6,5	2,0.	2,2	0,82
4Аl00L4У3	4,0		0,84	6,5	2,2	2,2	0,84
4А112М4СУ1	5,5		0,85	7,0	2,0	2,2	0,85
4А132М4СУ1			0,87	7,5	2,0	2,2	0,87
4АР160S4У3			0,83	7,5	2,0	2,2	0,865
4АР160М4У3	18,5		0,87	7,5	2,0	2,2	0,885
4АР180S4У3			0,87	7,5	2,0	2,2	0,89
4АР180М4У3			0,87	7,5	2,0	2,2	0,9
4А250S4У3			0,9	7,5	1,2	2,2	0,93
4А250М4У3			0,91	7,5	1,2	2,2	0,93
4АН250М4У3			0,89	6,5	1,2	2,2	0,935
4А100L6У3	2,2		0,73	5,5	2,0	2,0	0,81
4АР160S6У3			0,83	7,0	2,0	2,2	0,855
4АР160М6У3			0,83	7,0	2,0	2,2	0,875
4АР180М6У3	18,5		0,8	6,5	2,0	2,2	0,87
4А250S6У3			0,89	6,5	1,2	2,0	0,92
4А250М6У3			0,89	7,0	1,2	2,0	0,92
4АН250М6У3			0,87	7,5	1,2	2,5	0,93
4Аl00L8У3	1,5		0,65	6,5	1,6	1,7	0,74
4АР160S8У3	7,5		0,75	6,5	1,8	2,2	0,86
4А250S8У3			0,83	6,0	1,2	1,7	0,9
4А250М8У3			0,84	6,0	1,2	1,7	0,91
4АН250М8У3			0,82	6,0	1,2	2,0	0,92
4А160S4/2У3			0,85	7,5	1,5	2,1	0,85
14,5		0,95	7,5	1,2	2,0	0,83
4А180S4/2У3	18,5		0,9	6,5	1,3	1,8	0,883
		0,92	6,5	1,1	1,8	0,85
4А160М8/4У3			0,69	5,5	1,5	2,0	0,79
		0,92	7,0	1,2	2,0	0,865
4А160S8/4У3			0,69	5,0	1,5	2,0	0,765
		0,92	7,0	1,2	2,0	0,84

Пример 4. Расшифровать условное обозначение двигателя 4A250S4У3.

Это двигатель четвертой серии, асинхронный, корпус полностью чугунный (нет буквы X), высота оси вращения 250 мм, размеры корпуса по длине S (самый короткий), четырехполюсный, для умерен­ного климата, третья категория размещения.

Пример 5. Трехфазный асинхронный электродвигатель с корот­козамкнутым ротором типа 4AP160S6У3 имеет номинальные данные: мощность P_ном=11 кВт; напряжение U_ном=380 В; частота вра­щения ротора п₂=975 об/мин; К.П.Д. 0,855; коэффициент мощности cosφ_ном=0,83; кратность пускового тока I_п/Iном=7; кратность пуско­вого момента M_п/Mном=2,0; способность к перегрузке M_max/M_ном=2,2. Частота тока в сети f₁= 50 Гц.

Определить: 1) потребляемую мощность; 2) номинальный, пуско­вой и максимальный моменты; 3) номинальный и пусковой токи; 4) номинальное скольжение; 5) частоту тока в роторе; 6) суммар­ные потери в двигателе. Расшифровать его условное обозначение.

Можно ли осуществить пуск двигателя при номинальной нагрузке, если напряжение в сети при пуске снизилось на 20%?

Решение. 1. Мощность, потребляемая из сети

P₁= P_ном/ = 11/0,855= 12,86 кВт.

2. Номинальный момент, развиваемый двигателем:

М = 9,55 P_ном / п ₂ = 9,55 • 11 • 1000/975 = 107,7 Н • м.

3. Максимальный и пусковой моменты:

=2 = 2•107,7 = 215,4 H•м.

4. Номинальный и пусковой токи:

5. Номинальное скольжение

6. Частота тока в роторе

7. Условное обозначение двигателя расшифровываем так: двигатель
четвертой серии, асинхронный, с повышенным скольжением (буква Р),
высота оси вращения 160 мм, размеры корпуса по длине S (самый короткий), шестиполюсный, для умеренного климата, третья категория размещения.

8. При снижении напряжения в сети на 20% на выводах двигателя
остается напряжение 0,8 U_ном. Так как момент двигателя пропорционален квадрату напряжения, то

Отсюда

= 0,64 = 0,64 215,4= 138 H м,

Что больше = 107,7 H м. Таким образом, пуск двигателя возможен.

Пример 6. Каждая фаза обмотки статора трехфазного асинхрон­ного двигателя с фазным ротором имеет число витков ₁ = 150 и обмоточ­ный коэффициент k₀₁⁼0,97. Амплитуда вращающегося магнит­ного потока Ф_m= 0,006 Bб. Частота тока в сети f₁=50 Гц. Активное сопротивление фазы ротора R₂ =0,4 Ом, индуктивное сопротивление фазы неподвижного ротора x₂=4,2 Oм. При вращении ро­тора с частотой n₂= 980 об/мин в фазе ротора наводится Э.Д.С. E_2s=10 В.

Определить:

1) Э.Д.С. Е₁ в фазе обмотки статора; 2) Э.Д.С. E₂ в фазе неподвижного ротора;

3) ток в фазе ротора при нормальной работе I₂ и при пуске I_2П.

Решение. 1. Э.Д.С. В фазе статора

Е₁= 4,44k_{01 1}f₁Ф_m = 4,44 0,97 • 150 • 50• 0,006 =194 В.

2. При n₂=980 об/мин частота вращения поля п₁ может быть только
1000 об/мин и скольжение ротора

3. Э.Д.С. В фазе неподвижного ротора определяем из формулы E_2s=E₂s,откуда E₂=E_2s/s= 10/0,02=500 B.

4. Ток в фазе ротора при пуске

5. Индуктивное сопротивление фазы ротора при скольжении s=0,02:

x_2s – x₂s = 4,2 • 0,02 = 0,084 Oм.

6. Ток в фазе вращающегося ротора

Таблица5. Допускаемые токовые нагрузки (А)