Modelarea Procesului de Pornire a Motoarelor Serviciilor Proprii

Considerații generale

Principalele etape de dezvoltare a producției de energie electrică din România

În lume , prima centrală electrică publică , destinată alimentării mai multor abonați distincți , a fost pusă în funcțiune de către Edison, la New York, în anul 1882. Foarte curând după aceea, în anul 1884 la Timișoara a fost pusă în funcțiune prima centrală electrică publică din orașele țării noastre.

După mai bine de șase decenii de dezvoltare a electrificării în condicile unei orânduiri capitaliste, în anul 1945, puterea instalată în centralele electrice din tara noastră a ajuns la 720 MW (fărămitati în peste 600 de centrale), iar producția totală de energie electrică s-a ridicat la numai 400 kWh/an. Pe cap de locuitor , producția din anul 1945 a fost de 80 kWh în timp ce în aceeași etapă media tarilor din Europa reprezenta peste 400 kWh/locuitor si an.

În aceste condiții la Conferința Naționala din 1945 s-a hotărât ca principal obiectiv sarcina electrificării întregii tari.

În anul 1950 a fost legiferat un plan de electrificare de zece ani. La sfârșitul acestui plan , în anul 1960 puterea instalata în centralele tarii noastre s-a ridicat la rotund 1800 MW iar producția de energie electrică la 7,7TWh/an. În deceniul 1951-1960 cele mai mari grupuri electrogene instalate în centralele tarii noastre au avut succesiv puterile nominale de 12-25 si 50 MW. Tot în aceasta perioada au fost interconectate practice toate centralele tarii , creându-se un sistem electroenergetic unitar în cadrul căreia liniile cu cea mai înalta tensiune funcționau la 110 KV.

În deceniul următor , intre anii 1961-1970 , puterile celor mai mari grupuri electrogene instalate în centralele tarii noastre ajung pe rând , la valorile de 100 MW, 200 MW si 315 MW . Totodată , în sistemul nostru electroenergetic sunt puse în funcțiune stații si linii de 220 KV și în scurt timp după aceea sunt date în exploatare primele noastre instalații de 400 KV. În anul 1970 puterea instalata în centralele electrice din tara noastră ajunge aproape la 7400 MW iar producția de energie electrică la 35 TWh.

În anul 1980 , puterea instalata în centralele din tara noastră se ridica la 16100 MW iar producția lor de energie de energie electrică la 67,5 TWh/an. Producția pe cap de locuitor de energie electrică ajunge sa depășească 3000 KWh/an. În prezent se pune un accent din ce mai mare pe metodele de folosire cat mai judicioasă a energiei în instalațiile de producere , de distribuție și mai ales în instalațiile de utilizare a energiei în industrie.

Pentru perioada anilor '80 o sarcina prioritara o reprezintă asigurarea independentei energetice a României.

Evoluția producției de energie electrică în România (principalele etape)

Sistemul electroenergetic și principalele sale părți componente

Sistem energetic, intr-o accepțiune foarte cuprinzătore , se consideră ansamblul instalațiilor care realizează toate lanțurile de transformări energetice si toate formele de transport a energiei din cadrul unui anumit teritoriu al unei țari.

Instalațiile electrice care intră in compunerea unui sistem energetic formează un sistem electroenergetic. In principal, un sistem electroenergetic cuprinde:

– instalațiile părții electrice ale diverselor categorii de centrale electrice (termice, hidraulice, nucleare) ; elementele caracteristice acestor instalații fac obiectul cursului;

– rețeaua electrică ale cărei laturi sunt reprezentate de stațiile de conexiuni ale circuitelor ale sistemului si de transformare a parametrilor energiei electrice vehiculate; stațiile de conexiuni si transformare sunt necesare atât in centralele electrice cat si zonele de consum;

– diversele categorii de consumatori dintre care fac parte și o serie de instalații , din cadrul centralelor si stațiilor electrice; aceste instalații proprii consumatoare de energie electrică sunt denumite servicii proprii.

Cap 1. Serviciile proprii ale unei centrale electrice

1.1. Considerații generale privind serviciilor proprii ale unei centrale electrice

Centralele electrice moderne sunt mari producătoare de energie electrică dar în același timp sunt și mari consumatoare de energie electrică. În cadrul centralelor termoelectrice, energia electrică se folosește pentru antrenarea diferitelor mașini și mecanisme, fără de care producția de energie electrică nu este posibila. Astfel, la centralele termoelectrice energie electrică este folosita pentru: prepararea și introducerea combustibilului în focarul cazanelor, introducerea aerului în focar și extragerea gazelor arse din focar, introducerea apei în cazan, menținerea vacuumului în condensatorul turbinei, alimentarea cu apa a centralei, comanda utilajelor termice, ventilarea încăperilor, iluminat.

La hidrocentrale energia electrică se folosește pentru alimentarea instalațiilor hidrotehnice, comanda instalațiilorhidrotehnice și aparatajului electric, răcirea generatoarelor și a transformatoarelor, încălzirea utilajelor hidrotehnice pe timp de iarna, ventilarea încăperilor, iluminat.

Consumul propriu de energie electrică al centralelor termoelectrice cu abur depinde de foarte mulți factori (felul combustibilului, presiunea inițiala a aburului, tipul generatoarelor și puterea lor, modul de antrenare a pompelor de alimentare) și este cuprins intre 5 și 10 % din producția totala de energie electrică. La centrale hidroelectrice consumul de energie al serviciilor proprii este cuprins intre 2 și 0,2 % din producția de energie electrică a centralei.

În cazul funcționării la o sarcina parțiala P, consumul serviciilor proprii se poate calcula cu relația :

Psp = ( 0,4 + 0,6 )

Notațiile au următoareasemnificație :

– este puterea maxima a serviciilor proprii ;

– puterea instalata în centrala ;

Se folosesc, de regulă motoare electrice pentru antrenarea mecanismelor de servicii proprii. Pentru antrenarea pompelor de alimentare se folosesc pe lângă motoare electrice și turbine cu abur. Alimentarea de baza a serviciilor proprii se face de la generatoarele centralei, iar rezervă se ia din sistem.

Pentru alimentarea sistemului de servicii proprii se prevăd transformatoare coborâtoare, instalații de distribuție și rețele ample la fel ca pentru întreprinderile industriale de aceeași putere și importanta.

În centralele electrice se prevăd și surse independente de sistemul energetic pentru alimentarea sistemelor de comanda, a anumitor dispozitive importante și a iluminatului de siguranța. Ca surse independente se folosesc : baterii de acumulatoare și grupuri Diesel cu pornire rapida , de putere nu prea mare ( sub 200 kW ).

Pentru o funcționare economică și sigură a centralei sunt absolut necesare elementele și anume : mecanismele antrenate de motoare electrice și turbine cu abur, receptoarele de energie electrică de toate tipurile, rețelele electrice în cablu,instalațiile de distribuție, transformatoarele coborâtoare, sursele de energie independente de sistem, precum și șiinstalațiile de comanda – reprezintă sistemul de servicii proprii al centralelor electrice.

În cazul funcționării sigure a sistemului de servicii proprii este posibil funcționarea normală a centralei. Perturbarea funcționării agregatelor de servicii proprii din cauza întreruperii alimentării cu energie electrică duce la oprirea funcționării agregatelor de baza, iar în anumite cazuri și a centralei în întregime. Din aceasta cauza cerință de bază la care trebuie să răspundă sistemul de servicii proprii este siguranța în funcționare. La fel de importanta este și cerința de economicitate a sistemului de servicii proprii. Economicitatea trebuie înțeleasaatât ca o reducere a investiților, cât și ca un consum minim de energie electrică și termica în sistemul de servicii proprii.

1.2.1. Sursele de alimentare cu energie electrică a sistemului de servicii proprii

Siguranța în funcționare a sistemului de servicii proprii al centralei electrice depinde intr-o mare măsura de sursele da alimentare.

Necesitatea alegerii unei surse de energie sigure și economice pentru sistemul de servicii proprii a apărutodată cu interconectarea centralelor intre ele intr-un sistem energetic. La începutatât centrala, cât și sistemul nu puteau asigura o alimentare sigura a serviciilor proprii.

Scurtcircuitele din rețeaua exterioara sau interioara centralei, datorita imperfecțiunilorprotecțiilor și ale întreruptoarelor precum și a lipsei regulatoarelor automate ale excitațiilor generatoarelor, duceau la scădereaîndelungata a nivelului de tensiune în sistemul de servicii proprii. În sistemul de servicii proprii se folosea pe scara largă motorul asincron cu rotorul bobinat, prevăzut cu reostat de pornire

La scăderea tensiunii , chiar și pentru scurt timp , motoarele electrice erau deconectate de la rețea prin protecții de minima tensiune, care ducea la perturbarea funcționării serviciilor proprii și prin urmare la întrerupereafuncționariiîntregii centrale. În aceste condiții a fost necesar să se alimenteze sistemul de servicii proprii de la generatoarele care nu erau legate la sistemul energetic.

Pentru alimentarea serviciilor proprii se prevedea unul sau două generatoare independente. Aceste generatoare au primit denumirea de grupuri turbogeneratoare de casa și se alimentau cu abur de la aceleași cazane ca și turbogeneratoarele principale.

La presiuni ale aburului nu prea mari (20-300 bar) și fără supraîncălzire intermediară a

aburului, o astfel de schemă se realizează destul de ușor și se consideră destul de economică.

Generatoarele de casă GC se racordau la bare de 3 – 6 kV, funcționând în regim normal

nelegate la barele de înaltă tensiune. Pentru rezervarea GC se prevedeau transformatoare de

rezervă, care erau racordate la barele de înaltă tensiune ale centralei, fig. 1.1.

Fig. 1.1. Schema principială a sistemului de

servicii proprii a unei CTE cu turbogeneratoare

de casă.

1- turbogeneratorul principal;

2- turbogeneratorul de casă;

3- transformatorul de servicii proprii;

4- stația de înaltă tensiune;

5- instalația de distribuție a serviciilor proprii.

La presiuni ale aburului nu prea mari ( 20-30 bar ) și fără supraîncălzire intermediară a aburului, o astfel de schemă se poate realiza destul de ușor și se consideră destul de economică. Generatoarele de casă se racordau la bare de 3-6 kV, funcționând în regim normal nelegate la barele de înalta tensiune. Pentru rezervarea generatoarelor de casa se prevedeau transformatoare de rezervă, care erau racordate la barele de înalta tensiune ale centralei.

La astfel de scheme ( cu surse de energie independente ) , scurtcircuitele din sistem, precum și scăderea frecventei în sistem nu erau resimțite de agregatele de servicii proprii.

Odată cu creșterea puterii turbogeneratoarelor și a presiunii aburului, alimentarea

turbogeneratoarelor de casă cu abur de presiune înaltă a devenit din ce în ce mai grea.La

anumite centrale turbogeneratoarele de casă au fost înlocuite cu generatoare montate peacelași arbore cu generatorul principal Fig 1.2.

Fig. 1.2. Schema principială a sistemului de servicii proprii

a unei centrale termoelectrice cu generatoare de casă.

l -generatorul principal;

2- generatorul de casă;

3-transformatorul de rezervă pentru servicii proprii;

4-instalația de înaltă tensiune;

5 – instalația de distribuție a serviciilor proprii.

Această schemă se consideră mai economică, deoarece randamentul turbinei principale este mai mare decât randamentul turbinei de casă de putere mică. Generatoarele de casă, împreună cu excitația lor, complicau construcția turbogeneratorului principal și măreau dimensiunile sălii mașinilor.

Odată cu perfecționarea aparatajului electric și introducerea automaticii de sistem, siguranța alimentării cu energie electrică s-a mărit foarte mult. Aceasta a permis ca alimentarea serviciilor proprii să se facă mult mai sigur și economic de la generatoarele principale și sistem, fără să se folosească surse independente ca turbogeneratoare de casă, al căror montaj era legat de investiții importante și mărirea cheltuielilor de exploatare. Adaptarea acestei soluții a fost posibilă datorită următoarelor perfecționări tehnice:

folosirea unor protecții prin relee rapide pentru toate elementele sistemului, inclusiv serviciile proprii;

folosirea automaticii de sistem – reglajul automat al excitației generatoarelor, descărcarea automată a sarcinii la scăderea frecvenței DASF, anclanșarea automată AAR a transformatorului de rezervă în sistemul de servicii proprii etc.;

folosirea în sistemul de servicii proprii a motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit și parametri variabili ai rotorului (motoare cu bare înalte și dublă colivie) și renunțarea la protecția de minimă tensiune;

realizarea corectă a schemei de principiu a centralei, precum și a schemei pentru alimentarea de lucru și de rezervă a serviciilor proprii, care să asigure autopornirea motoarelor după pauze scurte de tensiune.

Ultima condiție este eliminatorie și este importantă. Experiența de exploatare a centralelor electrice arată că motoarele asincrone cu rotorul în scurtcircuit nu sunt sensibile la pauze scurte de tensiune, dacă sunt racordate la surse de putere mare, de exemplu, la barele de î.t. ale centralei, prin intermediul transformatoarelor de putere corespunzătoare. Generatoarele racordate pe barele de î. t. trebuie prevăzute cu automatica de forțarea excitației FE.

La scăderea tensiunii motoarele se frânează, dar prin reapariția tensiunii motoarele asincrone se accelerează relativ rapid până la turația nominală și se restabilește funcționarea normală a agregatelor. În procesul de autopornire (accelerare) motoarele asincrone absorb curenți mari.

Sursele de alimentare trebuie să fie astfel dimensionate încât nivelul de tensiune pe barele de servicii proprii să permită autopornirea motoarelor.

O condiție foarte importantă pentru o funcționare sigură a motoarelor electrice din cadrul serviciilor proprii și, în consecință, a centralelor și a sistemului energetic în întregime este menținerea frecvenței la parametri nominali.

Scăderea frecvenței poate fi cauzată de supraîncărcarea sistemului energetic (sau a unei zone a sistemului), datorită deconectării unei centrale sau a unei linii de interconexiune. Datorită scăderii frecvenței se reduce turația motoarelor electrice și ca urmare se reduce productivitatea mecanismelor care deservesc agregatele principale, în consecință parametrii aburului scad și ca urmare scade și puterea electrică debitată de centrală. Prin aceasta, deficitul de putere în sistem se mărește și frecvența scade în continuare. Dacă în acest timp nu se descarcă sistemul, se poate perturba întreaga lui funcționare. Astfel de avarii au fost posibile până când s-a introdus automatica de descărcare automată a sarcinii la scăderea frecvenței.

Pentru centralele termoelectrice, ca surse independente de sistem se folosesc bateriile electrice de acumulatoare staționare, BEA. Sarcina BEA este să alimenteze în continuu (în orice condiții) instalațiile de comandă și semnalizare, protecțiile prin relee, instalațiile de automatizare și telefonie.

În cazul dispariției tensiunii alternative, BEA trebuie să alimenteze de asemenea iluminatul de siguranță și anumite mecanisme care asigură oprirea în deplină siguranță a turbogeneratorului (pompele de ulei de ungere și etanșare). Capacitatea BEA se alege pentru întreruperi de 1 h (și mai rar de 1/2 oră) în alimentarea cu curent alternativ.

Pentru centrale de putere mare, mărirea capacității BEA nu este recomandabilă și din

această cauză se prevăd grupuri Diesel – generator de curent alternativ, prevăzut cu pornire rapidă în caz de avarie.

Puterea grupurilor Diesel nu este mare, din această cauză pornirea centralei după o avarie cu ajutorul lor nu este posibilă. Este absolut necesar ca energia pentru o astfel de pornire să fie preluată din sistem.

1.2.1 Alegerea tipurilor de motoare electrice folosite în servicii proprii

Diversitatea caracteristicilor mecanice și electrice ale motoarelor complica problema alegerii acestora pentru cazul concret al unor mecanisme ce urmează a fi acționate. În scopul efectuării calculelor tehnico-economice comparative este necesar ca variantele posibile de acționare să fie aduse la echivalenta din punct de vedere :

electric , prin luarea în considerare a instalațiilor de redresare la motoarele de curent continuu , a bateriilor de condensatoare la motoarele asincrone;

mecanic , prin luarea în considerație a sistemelor de cuplare (electromagnetice , hidraulice ) pentru a apropia caracteristica motorului de necesitățile mecanismului de antrenat;

al siguranței în funcționare , prin calcularea frecventei și a duratei întreruperilor în funcționare;

economic , prin introducerea în calcule a costurilor agregatelor , a cheltuielilor de -instalare și întreținere , a randamentelor în funcționare.

Experiență proiectării și exploatării centralelor electrice a condus la consacrarea unor motoare electrice pentru anumite tipuri de mecanisme. Astfel o cerință principală a serviciilor proprii din centralele termoelectrice cu abur clasic și nucleare , o constituie faptul că toate antrenările principale și vitale trebuie să reintre în funcționare normală fărăintervenția personalului , după căderibruste de tensiune sau pauze scurte de lipsă de tensiune. Aceasta a condus la utilizarea exclusive a motoarelor asincrone cu rotoare în scurtcircuit , cu pornire directa.

Pentru o funcționare sigura a mecanismelor serviciilor proprii este necesar ca mărimile caracteristice de funcționare ale motorului să corespunda condițiilor de funcționare ale mecanismului și anume :

puterea motorului trebuie să fie suficienta pentru a acționa mecanismul de la funcționarea acestuia la sarcina nominala;

cuplul dezvoltat de motor trebuie să fie suficient pentru lansarea mecanismului pana la turația nominala a acestuia, fără ca motorul să se supraîncălzească peste limita admisibila , din cauza curenților de pornire chiar dacă motorul a fost încălzit datorita funcționării de durata la plina sarcina;

motorul unui mecanism principal trebuie să aibă capacitatea de autopornire , după restabilirea tensiunii, dacă a fost frânat parțial sau total la o scădere a tensiunii în rețea;

forma de execuție a motorului și modul de răcire al acestuia trebuie să corespundăcondițiilor de temperatura , de umiditate și de curățenie a mediului înconjurător ;

Alte condiții importante la alegerea tipurilor de motoare electrice sunt de asemenea: dispozitive simple de pornire , construcție sigura , exploatare ușoara , cost redus și cheltuieli reduse de exploatare.

Creșterea continua a puterilor unitare și a parametrilor aburului determina folosirea de mecanisme ca pompe , ventilatoare , mori de capacitate mari care necesita motoare de puteri superioare pentru acționare.

Deoarece consumul total pentru serviciile proprii reprezintă pentru centralele 5-8 % , iar din producția totala , iar în centralele electrice de termoficare 10 -12 % variațiileputând fi accentuate de natura combustibilului folosit , aceasta ne obliga la găsirea unor soluții de acționare care să conducă la un consum cât mai redus de energie.

Alegerea corecta a tipurilor și a puterilor motoarelor serviciilor proprii la proiectarea centralelor electrice poate conduce la îmbunătățirea indicatorilor economici ai centralelor electrice. La alegerea tipului de motor trebuie avute în vedere particularitățile de lucru ale mașinii de acționat , evoluția în timp a cuplului rezistent și a puterii active solicitate , condițiile mediului ambient.

În cele ce urmează, se va examina, din aceste puncte de vedere, măsura în care pot fi utilizate diferite tipuri de motoare pentru serviciile proprii ale centralelor electrice.

1.2.2.Motoarele asincrone cu rotorul în scurtcircuit

Motoarele asincrone cu rotorul în scurtcircuit sunt cele mai utilizate; simplitatea construcției le face sigure în funcționare și necesită o întreținere ușoară. Datorită simplității construcției, motoarele asincrone sunt cele mai puțin costisitoare dintre toate tipurile de motoare existente. Pornirea lor se face fără dispozitive de pornire, prin simpla aplicare a tensiunii la înfășurarea statorului. Aceasta permite ca, în caz de nevoie, să nu fie deconectate de la rețea, la dispariția sau scăderea tensiunii, din care cauză, la restabilirea tensiunii, aceste motoare pornesc din nou, în mod automat.

Dezavantajele principale ale motoarelor asincrone cu rotorul în scurtcircuit sunt:

– curentul de pornire atinge valori de 6-10 ori mai mari decât valoarea curentului nominal, ceea ce duce la supraîncărcarea surselor de alimentare, în cazul pornirii motoarelor de putere mare sau în cazul pornirii simultane a unui număr mare de motoare;

– cuplul de pornire al motorului este mai mic ca cel nominal, ceea ce exclude posibilitatea folosirii lui la mecanismele care necesită cupluri de pornire mari;

– motoarele în execuție normală nu au dispozitive de reglare a turației.

Mărirea cuplului de pornire și micșorarea curentului de pornire se realizează prin îmbunătățirea construcției rotorului: cu dublă colivie sau cu bare înalte.

Toate aceste caracteristici sunt caracteristici medii și pot să varieze în funcție de puterea și turația motorului.

1.2.3. Motorul asincron cu rotorul bobinat

Motorul asincron cu rotorul bobinat se pornește cu ajutorul unui reostat, care se conectează în circuitul rotorului, și a cărui rezistență se scoate treptat din circuit, pe măsură ce motorul se accelerează. Când motorul atinge turația nominală, rezistența reostatului se scoate complet din circuit și motorul funcționează ca un motor în scurtcircuit, pe caracteristica sa naturală. Introducerea, la pornire, a unei rezistențe în circuitul rotorului permite să micșoreze curentul de pornire (până la valoarea de 2-3 ori curentul nominal) și să se mărească cuplul de pornire până la valoarea cuplului maxim. În fig. 2.1. sunt date caracteristicile cuplurilor motorului bobinat, pentru diferite valori ale rezistenței în circuitul rotorului.

Fig. 2.1. Curbele cuplurilor motorului asincron cu rotorul bobinat, la diferite rezistențe în circuitul rotorului.

1 – motor cu simpla colivie

2 – motor cu bare înalte

3 – motor cu dubla colivie

La pornirea motorului cu scoaterea în trepte a reostatului, cuplul motorului se va modifica și va trece de la o caracteristică la alta, cum se arată prin linia îngroșată, în fig. 2.1.

Necesitatea introducerii unei rezistențe în circuitul rotorului la pornire constituie dezavantajul principal al motorului cu rotorul bobinat. Dacă motorul s-a frânat sau s-a oprit, ca urmare a scăderii tensiunii în rețea, pentru pornirea lui este necesar ca reostatul să fie trecut în poziția de pornire. Aceasta se poate face fie automat și în acest caz motorul poate să rămână conectat la rețea, fie manual și, în acest caz, motorul trebuie să se deconecteze în mod automat la scăderi mai importante de tensiune. Trecerea automată a motorului în poziția de pornire, la scăderea tensiunii, urmată de o pornire automată, necesită instalații complicate și costisitoare. Deconectarea mecanismelor, la scăderea tensiunii, este inadmisibilă pentru mecanismele principale.

În afară de aceasta, prezența inelelor colectoare și a reostatului de pornire complică exploatarea motorului, micșorează siguranța în funcționare a acestuia și mărește prețul său de cost. De aceea, din centralele electrice moderne motoarele cu rotorul bobinat au dispărut.

1.2.4.Motoarele sincrone

Motoarele asincrone se folosesc destul de rar pentru antrenarea mecanismelor serviciilor proprii. Principalul avantaj al acestor motoare constă în faptul că ele pot genera putere reactivă și în consecință se pot reduce pierderile de putere activă prin minimizarea

circulației puterii reactive. Acest avantaj este limitat în cadrul serviciilor proprii, deoarece motoarele sunt amplasate foarte aproape electric de generatoarele centralei. În afară de aceasta, motoarele sincrone nu permit variația turației mecanismelor decât prin instalații intermediare relativ costisitoare și în plus în schemele clasice, prezența excitatricei cu colector reduce fiabilitatea schemei.

Datorită simplificării schemelor de pornire și protecție, măririi siguranței în funcționare prin folosirea schemelor de autoexcitație statică și reducerii costului de fabricație, a devenit rentabilă folosirea motoarelor sincrone de mare putere. Folosirea motoarelor sincrone se datorează și faptului că randamentul lor este mai mare ca al celorlalte tipuri de motoare și prin folosirea FE se poate mări stabilitatea de funcționare a serviciilor

proprii în cazul scăderilor de tensiune în timpul avariilor.

1.2.5.Motoare de curent continuu

Motoarele de curent continuu în special cele cu excitație șunt, sunt avantajoase întrucât permit, cu pierderi mici de energie, reglarea în limite largi a turației mecanismelor; prezintă însă și o serie de dezavantaje importante; astfel punctul slab al acestor motoare este redresorul mecanic (colectorul), care necesită o întreținere permanentă și calificată. Un alt dezavantaj constă în faptul că necesită instalații speciale de pornire, iar prețul de cost este mai mare în comparație cu cel al celorlalte tipuri de motoare. Pentru alimentarea motoarelor de curent continuu sunt necesare instalații speciale de redresare, care ridică prețul de cost al instalațiilor.

Motoarele de curent continuu se folosesc la acționarea transportoarelor de combustibil (banda Raedler cu racleți) sub formă de praf în centralele pe cărbune, unde este necesară reglarea turației în limite largi (3:1).

Motoare de curent continuu se utilizează, de asemenea, pentru antrenarea pompelor de ulei de ungere și etanșare, de rezervă, în cazul opririi turbogeneratoarelor pe timp de avarie; la acționarea limitatorului deschiderii LD de la turbinele hidraulice în cadrul echipamentului de reglaj automat al vitezei RAV.

Alimentarea motoarelor de curent continuu se face de la baterii de acumulatoare funcționând în tampon cu redresoare automatizate.

1.3.1. Caracteristicile mecanismelor serviciilor proprii

Pentru alegerea puterii și a caracteristicilor motoarelor de antrenare, trebuie să se cunoască: puterea necesara la arborele mecanismului și modul în care aceasta variază în funcție de turație.

În cadrul serviciilor proprii ventilatoarele și pompele centrifuge formează o grupa importanta de mecanisme.

Puterea motorului de antrenare pentru ventilatoarele centrifuge în kW, de calculează cu formula:

(3.1)

Q – debitul ventilatorului în m/s;

H – presiunea gazului refulat de ventilator în N/m2;

– randamentul ventilatorului și al transmisiei.

Puterea motorului pentru pompe centrifugale în kW, se calculează cu relația:

(3.2)

Q – debitul pompei în m3/s;

Hst – presiunea statica în m;

– randamentul pompei și al transmisiei;

(3.3)

H – presiunea dinamica necesara pentru învingerea rezistentei hidraulice a rețelei și care depinde de: sinuozitatea rețelei, de lungimea rețelei, de secțiunearețelei și de viscozitatea lichidului.

Puterea necesara pentru pompare, conform relațiilor (3.1) și (3.2) este proporționala cu produsul Q H și deci este direct proporționala cu cubul turației:

(3.4)

K1 – coeficient de proporționalitate.

Momentul se calculează cu formula:

(3.5)

Aceasta înseamnă ca momentul la arborele mecanismului este proporțional cu pătratulturației.

În condiții reale, în funcțiune de presiunea statica și de deosebirile constructive ale ventilatoarelor și ale pompelor, relațiile deduse pot fi puțin diferite. În general, se poate considera următoarearelației:

(3.6)

sau, în mărimi relative:

(3.7)

– reprezintă momentul rezistent al mecanismului;

– momentul rezistent la pormire, pentru n=0 (pentru ventilatoare și pompe centrifuge M*0=0,1÷ 0,2)ș

Mnom– momentul nominal al mecanismului la turația n=nnom ;

n*=– turația în mărimi relative;

α-exponent, care depinde de tipul mecanismului și de presiunea statică.

Pentru mecanismele la care Pn și Mr = const., α = 2. Pentru mecanisme care funcționeazăcu presiune statica(pompe de alimentare), α>2.

În fig. 3.10. sunt prezentate caracteristicile mecanismelor cu (curba 1)

Fig. 3.10. Caracteristici tipice de momente rezistente pentru mecanisme:

1 – moara cu bile ;

2 – ventilator ().

Fig. 3.20. Dependența momentului rezistent al pompelor centrifuge în funcție de turație pentru diverse valori ale presiunii statice.

Fig. 3.30. Dependența debitului pompei centrifuge în funcție de turație pentru presiuni statice

Diagramele din figurile 3.20. și 3.30. ilustrează dependența momentului rezistent și a debitului pompei centrifuge în funcție de turație, pentru diverse valori ale presiunii statice:

unde: H=Hst+H este presiune totală pe care o produce pompa.

Din fig. 3.20. se vede că pentru Hst = 0, M*r = n2. Pentru toate celelalte valori ale lui Hst momentul rezistent depinde de turație într-o măsură mult mai mare și a ia valori până la 5÷6.

Curbele din fig. 3.30. arată că, la valori mari ale presiunii statice, debitul pompelor centrifuge se micșorează mult, chiar pentru scăderi mici de turație. Rezultă că pompele centrifuge, care lucrează cu presiune statică mare, fiind antrenate de motoare electrice, sunt foarte sensibile la variații de frecvență.

1.4.1. Alegerea motoarelor pentru antrenarea mecanismelor de servicii proprii

După rezolvarea problemei privind felul curentului (continuu/alternativ), se alege tipul motorului și execuția lui în funcție de locul de instalare. Puterea necesară la arborele motorului se determină cu relațiile (3.1.) și (3.2.).Din catalog se alege un motor cu puterea cea mai apropiată și cu turația egală cu turația mecanismului.

Verificarea motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit în funcție de momentul pe care îl dezvoltă pe tot timpul pornirii se rezumă la satisfacerea relației:

(4.1.)

Dacă relația (4.1) este îndeplinită, momentul produs de motorul asincron depășește momentul rezistent pe tot parcursul pornirii de la 0 până la nn.

În formula (4.1) se folosesc notațiile : – momentul nominal motorului asincron ales în funcție de momentul rezistent al mecanismului, în Nm:

(4.2.)

În care:

Pnomeste puterea nominală a motorului în kW determinat cu formulele (3.10) și (3.20);

nnom– turația nominala a motorului în rot/min;

M0 – cuplul rezistent al mecanismului pentru n=0 în Nm;

Kmin = Mmin/Mnom – raportul dintre momentul minim produs de motorul asincron în timpul pornirii și momentul nominal al motorului;

U*min = Umin/Un – raportul dintre tensiunea minimă la bornele motorului în timpul cuplării lui la rețea și tensiunea nominală;

Kacc = 1,15 4 1,25 – coeficient care asigură o accelerare rapidă a motorului la pornire, ceea ce conduce la scurtarea timpului de pornire; în consecință, încălzirea înfășurărilor nu va depăși temperatura maximă admisibilă la pornire.

Dacă condiția (4.1.) nu este respectată, atunci trebuie să se aleagă un motor cu caracteristică de pornire îmbunătățită. Mărirea puterii motorului pentru respectarea condiției (4.1) nu este recomandată din punct de vedere economic.

Motoarele pentru antrenarea mecanismelor cu condiții grele de pornire (ventilatoare,ventilatoare pentru mori, mori de cărbune, concasoare etc.) trebuie obligatoriu să fie verificate suplimentar la încălzire în timpul pornirii. Această verificare se poate face prin calculul timpului de pornire a agregatului, de la starea de repaus până la turația nominală, prin rezolvarea ecuației de mișcare a agregatului:

(4.3.)

unde: Md – momentul suplimentar sau dinamic, în [Nm];

Me – momentul produs de motorul de antrenare, în [N-m]; Mr – momentul rezistent mecanismului, în [Nm];

J – momentul de inerție al maselor în mișcare, în kgm2;

ω – viteza unghiulară în s-1;

– accelerația unghiulară, în s-1;

De obicei, fabricile constructoare nu dau momentul de inerție pentru motor și mecanism, ci momentul de volant GD ; de aceea, este mai comod să se exprime ecuația (4.3.) prin momentul de volant plecând de la următoarea relație:

în care: GD este momentul de volant, în [N m ];

g = 9,331m/s – accelerația gravitațională.

Deoarece caracteristicile mecanice ale motoarelor și mecanismelor se dau în unități relative, mărimile care intră în ecuația (4.3.) vor fi exprimate, de asemenea, în unități relative, adoptând următoarele notații:

– cuplul dinamic relativ;

– viteză unghularărelativă;

– turația relativă;

– turația de sincronism, în rot/minș

– viteză unghiulară de sincronism.

Pornind de la relațiile: ; ; se obține:

; ,

de unde:

(4.4.)

Introducând în relația (4.2), în locul accelerației , expresia ecestia din relația (4.4.) se obține:

(4.5.)

Împărțind ambele părți ale ecuației (4.4) prin Mnomse obține, în unități relative:

,

de unde:

(4.6.)

Notând cu Tași integrând se obține:

(4.7.)

Această ecuație permite să se determine durata proceselor de pornire și frânare ale motorului.

Ta se numește constanta de timp mecanică a agregatului (motor și mecanism). Calculul acestei constante de timp se face mai comod cu ajutorul puterii nominale a motorului de antrenare:

, (4.8.)

Pnom fiind dat în kW.

Semnificația fizică a constantei de timp Ta se poate pune în evidență plecând de la următoarele condiții:

Dacă se presupune că cuplul dinamic M*d rămâne constant în tot timpul lansării (n*1 = 0, n*2 =1) și egal cu unitatea M*d = 1, în acest caz,

,

Adică Ta este timpul necesar pentru lansarea agregatului de la zero la turația de sincronism.

Integrala (4.7.) poate fi calculată grafoanaliticfig 4.10.

Timpul admisibil de lansare, rezultă din condițiile de încălzire se poate calcula cu relația:

, (4.9.)

τ – supratemperatura maxima admisă pentru clasa de izolație respectivă;

τnom – supratemperatura pentru regimul normală de funcționare;

jadm–densitatea nominală de curent (4-6 A/mm2);

I*P – multiplul acurentului de pornire.

În acest fel verificarea condițiilor la pornire constă în respectarea condiției: .

M*e – momentul electric

M*r – momentul rezistent

M*d – momentul dinamic

Fig. 4.10. Determinarea grafică a momentului dinamic prin diferențadintre momentul motorului de antrenare

și momentul rezistent.

1.4.2. Influența variaților de tensiune și frecvența asupra motoarelor asincrone

Momentul electromagnetic al motorului asincron este egal cu:

, (4.10.)

unde: U – este tensiunea de fază, în [V];

ωs – viteza unghiulară de sincronism, în [rad/s];

s – alunecarea;

xsc – reactanța de scurtcircuit a motorului, în [H];

R2 – rezistența rotorului, raportată la stator, în [H]. Rezistența statorului s-a considerat egală cu zero.

Pentru alunecarea critică, care are expresia:

, (4.11.)

Momentul capăt valoarea maximă:

(4.12.)

În mărimi relative relația cuplului ia forma:

(4.13.)

Considerând că ω=2πf și xsc=ωL, din (4.11) se obține:

(4.14.)

unde:

Mmax(nom) este valoarea maximă a momentului electromagnetic la tensiune și frecvență nominală. Astfel, momentul maxim al motorului este direct proporțional cu pătratul tensiunii și invers proporțional cu pătratul frecvenței.

Alunecarea critică este invers proporțională cu frecvența și nu depinde de tensiune, cum se vede în expresia de mai jos:

(4.15.)

Folosind relațiile (4.14.) și (4.15.) se poate scrie relația (4.13.) sub forma:

(4.16.)

Analiza relațiilor (4.14.) – (4.16..), conduce la concluzia că la frecvență constantă și egală cu frecvența nominală, momentul maxim al motorului este direct proporțional cu pătratul tensiunii și corespunde aceleiași alunecări critice, deoarece aceasta nu variază cu tensiunea.

Din fig. 4.11. se vede că pentru, un motor asincron care are momentul maxim egal cu 2,2 în mărimi relative, scăderea tensiunii până la 0,67 Unom conduce la scăderea cuplului produs de motor M* = 1, și anume până la limita de funcționare stabilă a motorului. Variațiile de tensiune, în cazul sarcinii constante la arborele motorului asincron, au influență redusă asupra turației motorului.

Modificarea frecvenței rețelei, după cum se vede din relațiile (4.15.) și (4.16.), conduce la modificarea momentului maxim și a alunecării critice. Din figura 3.53.b se vede că

scăderea frecvenței duce la mărirea momentului maxim și în același timp la modificarea turației motorului.

Scăderea simultană, în aceeași proporție, a tensiunii și frecvenței (U*/f* = const.) nu modifică valoarea cuplului maxim, adevăr exploatat în majoritatea aplicațiilor. Rezultă numai o reducere a turației proporțională cu reducerea frecvenței.

a.) b.)

Fig. 4.11. Variația momentului motorului asincron în funcție de turație:

a – pentru diverse tensiuni la bornele motorului și frecvență constantă;

b – pentru diverse frecvențe și tensiune nominală la bornele motorului.

Cap 3. Clasificarea receptoarelor din serviciilr proprii ale centralelor electrice și sursele lor de alimentare

3.1. Alimentarea receptoarelor de servicii proprii

Pentru alimentarea receptoarelor de servicii proprii de regula se folosesc două trepte de tensiuni alternative și anume :

Treapta de medie tensiune , pentru alimentarea unor motoare de puteri unitare peste 160 kW sau pentru alimentarea unor grupe de receptoare mai mici, prin intermediul unor transformatoare coborâtoare.Pentru instalații de medie tensiune se allege , de regula , tensiunea de 6 kV. În cazuri justificate se poate opta și pentru o alta tensiune medie (de exemplu 10 kV) sau eventual două tensiuni medii;

Treapta de joasă tensiune , pentru alimentarea receptoarelor mici inclusiv a motoarelor cu puteri unitare sub 160 kW.

Receptoarele se împart în patru categorii (comform 113/77) :

În categoria 0 (vitala) se include :toate receptoarele a căror întrerupere în alimentare mai mare de 1 s conduce la blocului, turbinei sau cazanului. Pentru receptoarele vitale de categoria 0 de curent continuu se prevăd cel puțin douâ alimentare normale din bateria de acumulatoare.Pentru receptoarele de categoria 0 de curent alternativ se prevăd cel puțin două alimentari normale din bateria de acumulatoare prin aparate de convertire a curentului ( ex. invertoare) și alimentari de rezervă de curent alternativ ale receptoarelor de categoria 0.toate receptoarele care nu permit decât întreruperi de scurtă durata (de ordinal 10.20 secunde) în caz contrar putându-se produce accidentarea de persoane sau avarierea grava a agregatelor principale din centrala.

În acesta categorie se încadrează receptoarele care trebuie să funcționeze ale blocurilor cazan-turbina(ex. Anumite circuite de comanda , unele pompe , vane electrice , iluminatul, stații de reducere-răcire).

Pentru receptoarele de categoria 0 se prevăd trei surse de alimentare din care una va fi sursă normală , a două sursă de rezervaindependenta și a treia va fi o sursă de alimentare de rezervă (de exemplu grup Diesel cu intrare automată în funcțiune).

În categoria 1 (principala) se include toate receptoarele la care întreruperea alimentării pe durate mai mari de 3 secunde afectează direct regimul de funcționare al blocurilor , putând conduce la oprirea lor ( de exemplu pompe de alimentare cu apa a cazanelor , ventilatoare de aer sau de gaze de ardere). Pentru receptoarele de categoria 1 se asigura alimentarea de la o sursă normală și de la una de rezervă independentă cu anclanșarea automată a sursei de rezervă în cazul căderii sursei normale.

Pentru categoria a 2 a (secundară) se include toate receptoarele a căror întrerupere temporara de ordinal 15-20 minute nu afectează imediat regimul de funcționare a centralei (de exemplu instalațiile de descărcat , de concasat ,de transportat) . Pentru receptoarele de categoria 2 se prevăd o sursă normală și una de rezervă.

În categoria 3 (auxiliara) se includ toate receptoarele care nu afectează regimul de funcționare al centralei. Alimentarea acestor receptoare se face de la o sursă sigura de alimentare.

3.2. Scheme electrice de alimentare în curent alternativ

Deoarece principiile după care se elaborează aceste scheme sunt structural diferite pentru centrale funcționând pe schema bloc generator-transformator și pentru centrale având bara colectoare la tensiunea generatorului , ele se vor trata separat pentru cele două tipuri de centrale. În general nu se poate vorbi de tipuri de scheme unanim adoptate pentru cele două tipuri de centrale electrice menționate , dar principiile generale după care aceste scheme trebuie elaborate sunt suficient de bine precizate și toate schemele electrice de alimentare ale serviciilor proprii trebuie să tina seama de ele

Aceste principii generale sunt următoarele :

Schema de alimentare trebuie să asigure fiecărui categorii de consumatori siguranța în alimentare și continuitatea în funcționare ceruta;

Schema trebuie să fie simpla , clara, ușor de supravegheat și exploatat;

Puterea instalata în transformatoarele de servicii proprii , în bobinele de reactanța , trebuie să fie cât mai redusa , fără a afecta prin aceasta celelalte condiții de funcționare a schemei;

Schema de alimentare să fie cât mai puțin posibila afectata de avariile din interiorul centralei sau din afara ei și s-ă permită reluarea rapidă a funcționării centralei după oprire și în urma unor avarii.

Sursele de alimentare normală și cele de rezervă să fie cât mai independente intre ele , în sensul ca ultimele sanu fie afectate , decât în limite admisibile, de defectele apărute în sursele de alimentare normale.

3.2.1. Schemele electrice de alimentare în centrale cu blocuri generator-transformator

Principiul care stă la baza alegerii unei scheme electrice de alimentare a serviciilor proprii în centrale organizate pe blocuri consta în realizarea unor separări cât mai complete a schemei pe fiecare bloc în parte , în vederea asigurării unei independente cât mai pronunțate în funcționarea blocului în raport cu celelalte.În acest scop fiacarui bloc generator-transformator ii sunt afectate unul sau două transformatoare de servicii proprii , denumit prescurtat TSPB (transformator de servicii proprii de bloc). Acest transformator este destinat pentru alimentarea receptoarelor de servicii proprii ale blocului și , în anumite scheme , pentru alimentarea unei parți din receptoarele serviciilor proprii generale , care sunt comune pentru întreaga centrala sau pentru un anumit număr de blocuri. Schemele în care se face racordarea acestor transformatoare diferă de la centrala la centrala , însa ele pot fi sistematizate , principal ca în figura de mai jos.

Astfel în figura , a) este prezentată schema cea mai simpla de racordare a transformatorului TSPB. Schema oferă avantajul simplității și al lipsei unor elemente suplimentare de comutație la bornele generatorului. De asemenea , aceasta schema permite o racordare foarte sigura, în bare ecranate pe faza intre punctual de racord al transformatorului TSPB și bornele acestuia. Celula de sub generator rezulta foarte simpla , deoarece în aceasta se amplasează numai aparatajul necesar reglajului excitației , dezexcitarii rapide , forțării excitației.

Dezavantajele schemei constau în faptul ca transformatorul TSPB nu poate servii și pentru pornirea blocului , în acest scop fiind necesara alimentarea barei de servicii proprii de la o alta sursă , pana se face sincronizarea la bare a blocului prin intermediul 1I. Acest dezavantaj este destul de serios , deoarece în cazul indisponibilității , în momentul pornirii blocului , a sursei de rezervă sau în cazul defectării transformatorului racordat la aceasta sursă , blocul nu poate fi pornit. Ca o consecința a acestui fapt , apare necesitatea de a se prevedea transformatoare suplimentare de pornire , în special la centralele cu mai multe blocuri.

fig3.2.1 Scheme pentru alimentarea serviciilor proprii de bloc

a-schema bloc clasică fără întreruptor la bornele mașinii; b-schema mai flexibilă cu întreruptor greu la bornele mașinii.

În vederea inlaturarii dezavantajului menționat , se apelează la schema din figura 6.10,.b .În accesat schema , în timpul pornirii blocului , întreruptorul 2I este deschis , iar receptoarele de servicii proprii ale blocului care trebuie să funcționeze în timpul pornirii sunt alimentate din sistem prin intermediul transformatorului de bloc și al transformatorului TSPB.

După pornire, sincronizarea cu sistemul se face prin închidereaîntreruptorului 2I. Avantajele acestei scheme , în raport cu prima schema , sunt evidente , mai ales datorita faptului ca același transformator poate fi folosit atât pentru alimentarea normală a serviciilor proprii , cât și pentru pornirea blocului. Evident ca intr-o asemenea schema numărul transformatoarelor de servicii proprii de rezervă pe întreaga centrala va fi mai redus. În afara de acesta avantaj , aceasta schema nu necesita – ca în figura 6.10. a) – , trecerea după pornirea blocului , de pe alimentarea de la sursă de pornire pe sursă proprie(adică pentru alimentarea de la TSPB). În schemele în care aceasta trecere este necesara , ea se poate face în două feluri , și anume :

prin sincronizarea la barele de servicii proprii ale transformatorului TSPB cu sursă de rezervă și deconectarea sursei de rezervă (trecere fărăîntreruperea alimentării serviciilor proprii );

prin AAR , adică trecerea alimentării de la sursă de pornire pe sursă normală se face prin deconectarea prealabila a întreruptorului 4I, care prindispozitivul AAR comanda anclanșarea întreruptorului 3I.Ambele sisteme de trecere de pe sursă de alimentare comporta anumite riscuri și de aceea se considera ca reprezentând un avantaj suplimentar schema care evita aceasta trecere.

Riscurile sunt următoarele :

la trecerea prin sincronizare , prin captarea în paralel a celor două surse de alimentare ( de pornire și normală ) , puterea de scurtcircuit pe bare creste foarte mult și în cazul unui scurtcircuit în acest regim de funcționare exista pericolul distrugerii unor aparate sau cai de curent. Acest risc este însa redus, dat fiind timpul scurt în care se funcționează cu sursele în paralel.

la trecerea prin AAR de pe sursă de pornire pe cea normală , exista riscul ca , după deconectarea întreruptorului 4I , întreruptorul 3I să refuzeînchiderea , ceea ce conduce , în mod evident , la oprirea blocului.

Un dezavantaj al schemei 6.10. b îl poate constitui ecranarea pe faza a barelor de legătura intre generator și transformatorul de bloc. În cazul cândîntreruptorul 2I nu poate fi procurat în execuție separata pentru fiecare faza , ecranarea monofazata pe tot circuitul devine imposibila. Aceasta conduce la mărirea riscului de apariție a unor defecte polifazate în apropierea imediata a bornelor generatorului. Riscul creste și datorita prezentei unor aparate de comutație suplimentare intre generator și transformator.Un alt dezavantaj consta în faptul ca întreruptorul 2I trebuie să fie un aparat deosebit de robust , fiind parcurs de curenți foarte mari , atât în exploatare normală , cât și în regim de scurtcircuit , cea ce îl face să fie un aparat scump. Pentru reducerea acestui dezavantaj se renunța în multe cazuri la funcția de întreruptor și i se conferă acestui aparat numai funcția de contactor , el servind deci exclusiv pentru sincronizare.

Dacă în schemele cu transformatoarele de bloc cu două înfășurări, alegerea uneia sau a alteia dintre variante discutate mai comportă discuții, schema din fig. 6.10..b este obligatorie în cazul când transformatorul de bloc are trei înfășurări sau este autotransformator fig. 6.20., deoarece în asemenea cazuri trebuie să existe posibilitatea menținerii legăturii între cele două tensiuni înalte la care debitează blocul și în cazul unui defect în generator.

a.) b.)

a.) – schemacutransformatorcutreiînfășurăriridicător ladouătensiunidiferiteîncepândcuraportul1/3;

b.) – schemacuautotransformatorridicătorde evacuareaputeriiladouătensiunidistanțatecel multînraportul1/2

Fig3.2.2.Schema pentru alimentarea serviciilor proprii de bloc când transformatoarele de bloc au trei înfășurări sau sânt autotransformatoare.

La unele centrale electrice nu toate receptoarele de servicii proprii pot fi racordate pe barele de servicii proprii ale blocului. Cu toate ca în prezent se tinde spre o "blocizare" maxima , unele receptoare sunt de interes general , deservind instalațiicomuneîntregii centrale (de exemplu : utilajele din instalații de epurare chimica , stații de pompe , de alimentare cu combustibil, instalații de aer comprimat , iluminat ) și de aceea nu se dorește ca acestea să fie afectate de defectarea unor bare de servicii proprii ale unui bloc. Acest aspect se remarca și la centralele electrice de termoficare , unde exista receptoare generale importante aparținândinstalațiilor de termoficare.

În aceste cazuri schema de alimentare cu energie electrică a serviciilor proprii se prevede cu bare de servicii proprii generale , de la care se alimenteazătoțiacești consumatori.

Când asemenea bare generale exista , ele servesc deseori și ca surse de rezervă și de pornire pentru barele de servicii proprii de bloc (figura 6.30.).

fig.3.2.3. Alimentarea serviciilor proprii generale

Trebuie menționat ca schemele de alimentare cu energie electrică a instalațiilor de servicii proprii sunt extrem de variate , deoarece ele sunt determinate de o multitudine de condiții locale și specifice , cum ar fi : schema electrică a centralei și felul în care se face racordarea la sistem , importanta centralei în sistem , felul combustibilului , puterea inițială a grupurilor , tipurile de aparataj disponibile și de aceea sistematizarea soluțiilor este destul de anevoioasa.

3.3.Nivelul puterii de scurtcircuit pe barele de servicii proprii

Valoarea puterii de scurtcircuit de pe barele instalațiilor de servicii proprii influențează următoarele caracteristici ale instalației; costul; dimensiunile și siguranța în funcționare (prin creșterea pericolului extinderii unei avarii cu creșterea puterii de scurtcircuit).

Costul instalațiilor este influențat în principal de două cauze și anume:

– creșterea costului celulelor prefabricate (folosite în aproape toate cazurile în instalațiile de servicii proprii) cu puterea de scurtcircuit;

– creșterea costului rețelelor de cabluri, care trebuie dimensionate astfel încât să reziste solicitărilor termice ale curenților de scurtcircuit.

Prima cauză este determinantă, deoarece atât costul aparatajului cât și al celulelor

crește sensibil cu puterea de scurtcircuit.

Creșterea costului rețelei de cabluri pe seama creșterii puterii de scurtcircuit nu este, în general, prea mare, deoarece pe de o parte aceste rețele au o întindere relativ mică, iar pe de altă parte, în special la instalațiile blocurilor de mare putere, secțiunile cablurilor multor motoare determinate de sarcina curentă în condițiile de mediu date se verifică și la solicitarea la scurtcircuit, întrucât timpul de selectare a defectelor pe acestea este foarte scurt. Pentru celelalte motoare, creșterea secțiunii nu poate influența prea mult costul.

Creșterea dimensiunilor încăperilor în care se montează instalațiile este nedorită, în special la termocentralele de putere mare pe cărbune, problema folosirii raționale a spațiului este importantă.

Din experiența din țară, cât și din datele din literatura de specialitate se poate deduce că este de dorit ca puterea de scurtcircuit în instalațiile de 6 kV de servicii proprii să se găsească în jurul valorii de 200 – 250 MVA și să nu depășească în nici un caz 400 MVA, valoarea care se adoptă în cazuri bine justificate tehnic și economic.

Limitarea puterii de scurtcircuit la valori acceptabile începe să întâmpine dificultăți la blocuri de peste 150 MW.

În privința stabilității dinamice, trebuie subliniat faptul că respectarea condițiilor de stabilitate dinamică a aparatajului din instalațiile de distribuție a serviciilor proprii din centrale este o problemă dificilă și din cauza aportului important pe care-l aduc motoarele asincrone la curentul de șoc.

Curentul de șoc debitat de motoare este:

(6.1)

Unde : – este curentul supratranzitoriu debitat de motoarele asincrone;

– coeficientul de șoc al motoarelor,

Curentul supratranzitoriu debitat de motoarele asincrone este:

(6.2)

Considerând : =0.9 și (6.3)

Rezultă:

(6.4)

Pentrumotoareasincrone cuputereadepeste200kW,KșocM=1,6–1,8.Înaceste condiții,valoareaaportuluimotoarelorlacurentuldeșocdevineapreciabilă,maialesdacă creșteputereamotoarelorracordatăpeo secție.Curentuldebitatdemotoareleasincronese amortizeazăfoarterapidșidinaceastăcauzăaportullorseneglijeazăla calcululcurentuluide deconectare aîntreruptoarelor șilaverificarea lastabilitate termică aîntreruptoarelor șia cablurilor.

1 – întrerupator: Id=20kA;

2 – întrerupator: Id=25 kA;

3 – întrerupator: Id=40 kA;

Fig. 3.3.1 Curbe de variație a curenților de scurtcircuit.

Aportul important al motoarelor la curentul de șoc și stabilitatea dinamică limitată a aparatajului fac ca în multe cazuri să nu se poată merge în instalațiile de servicii proprii pînă la puterea de scurtcircuit corespunzătoare capacității de deconectare a întreruptoarelor.

În figura 6.4 s-au trasat curbele de variație a curenților de scurtcircuit, care pot fi admiși pe barele de servicii proprii funcție de puterea motoarelor racordate pe bare, pentru câteva tipuri de întrerupătoare utilizate la echiparea serviciilor proprii de 6kv din centrale.

Cap 4. Aplicație : Modelarea procesului de pornire a motoarelor serviciilor proprii.

Se numesc servicii proprii sau interne totalitatea consumatorilor de energie necesari pentru funcționarea de lunga durata si sigura a unei centrale electrice.

Aceste servicii se clasifica după importanța în :

– servicii interne principale;

– servicii interne secundare;

– servicii interne auxiliare.

Serviciile interne principale sunt reprezentate de către consumatori care nu pot fi opriți deloc sau numai pentru câteva secunde , iar în caz contrar având loc oprirea centralei sau avarierea instalației.

La o centrala termoelectrica aceste servicii interne principale sunt reprezentate de :

– alimentarea cu combustibil a arzătoarelor după ultima rezerva de combustibil acumulat;

– ventilatoare de aer si de gaze de ardere;

– pompele de alimentare (cele mai importante);

– pompele pentru rețele de termoficare;

– instalațiile pentru circuitul de ungere;

– excitația generatorului electric;

– energia electrica pentru sistemul de reglaj, protecție si comanda;

– aerul comprimat pentru acționari pneumatice

4.1 Considerațiipractice

La pornirea RAR (aprox. TRAR=0.2) se ridica curbele X(t) pornind de la calculul timpului de oprire al motorului in care caz Momentul electric este 0 (U=0) și Momentul dinamic este Momentul rezistent al sarcini mecanice. În consecință la reapariția tensiunii fiecare motor pornește de la turația remanența (Xremanenta) , astfel încît in acest mod se poate alege valoarea minimă a mărimii pauzei de RAR.

Deoarece principiul de modelare descris mai sus se poate utiliza si la pornirea motoarelor serviciilor proprii prin prevederea unei automatizări de întârziere a pornirii unor anumite motoare ale serviciilor propriiîn continuare voi modela acest proces de pornire.

4.2.Alegerea motoarelor pentru alimentarea serviciilor proprii

Se aleg motoare pentru antrenarea principalilor consumatori ai serviciilor proprii :pompe de alimentare cu apa , ventilatoare de gaze de aer si de ardere, pompe de alimentare cu apa de răcire .

4.2.1.Alegerea motoarelor pentru ventilatoare de aer.

Din normativ se alege un motor având următoarele caracteristici:

Motor asincron trifazat închis cu rotor în scurtcircuit de înalta tensiune.f=50 Hz

Turație sincrona 1500 rot/min

Instalația de alimentare cu aer este prevăzuta si cu un motor de rezerva.

4.2.2.Alegerea motoarelor ventilatoarelor de gaze de ardere.

Din normativ vom alege un motor având următoarele caracteristici:

Motor asincron trifazat închis cu rotor în scurtcircuit de înalta tensiune.f=50 Hz

Turație sincrona 1500 rot/min

4.2.3.Alegerea motoarelor pentrupompele de alimentare.

Pentru fiecare pompă se vor alege câte un motor de 1000 kW cu următoare caracteristici:

Motor asincron trifazat închis cu rotor în scurtcircuit de înalta tensiune.f=50 Hz

Turație sincrona 1500 rot/min

4.2.4.Alegerea motoarelor pentru pompele de condensat principal.

Pentru fiecare pompă de condensat se vor alege câte un motor de 100 kW cu următoare caracteristici:

Motor asincron trifazat închis cu rotor în scurtcircuit de înalta tensiune.f=50 Hz

Turație sincrona 1500 rot/min

4.2.5.Alegerea motoarelor pentru pompelor de răcire.

Se va alege câte un motor pentru fiecare pompă de răcire cu următoarelecaracteristici:

4.3.1. Calculul timpului de pornire pentru ventilatoarele de aer și a ventilatoarelor de gaze arse.

Timpii de pornire se calculează cu ajutorul unei metode grafice și anume prin diferența dintre momentul de antrenare al motorului și momentul rezistent:

, [s];

Unde:

ns – turația de sincronism;

J=(GD2 a motorului+ GD2 a ventilatorului)/4;

[s];

Timpul efectiv de pornire se va calcula cu relația:

, [s];

Mdi – este suma distanțelor de la cuplul rezistent la cel de antrenare;

M*0=0,2; – momentul rezistent la pornire;

α – exponent care depinde de tipul mecanismului și de presiune statică; pentru pompe centrifuge și ventilatoare α=2;

Fig.4.3.1.

=

[s];

4.4.1Ridicarea caracteristicilor n=f(t) pentru ventilatoarele de aer si a ventilatoarelor de gaze arse.

Pentru trasarea acestui grafic trebuie sa divizam timpii de pornire proporțional cu turație nominala.

Astfel vom avea:

n=150 [rot/min]

=[s]

n=300 [rot/min]

[s]

n=450 [rot/min]

[s]

n=600 [rot/min]

[s]

n=750 [rot/min]

[s]

n=900 [rot/min]

[s]

n=1050 [rot/min]

[s]

n=1200 [rot/min]

[s]

n=1350 [rot/min]

[s]

n=1485 [rot/min]

[s]

Fig.4.4.1

4.5.Ridicarea caracteristica x=f(n) a principalelor motoare dintr-un grup de servicii proprii

Pentru a putea ridica aceasta caracteristica trebuie sa calculam reactanțele motoarele cu relația:

;

nrelativ=[0;0,1;0,2;0,3;0,4;0,5;0,6;0,7;0,8;0,9;nnom/nsincronism]

nrelativ – conține valori relative ale turației

Xn=Xnom[1,2;1,2;1,3;1,5;1,6;1,7;1,8;2;4;12]

Xn – conține valori absolute ale reactanței inductive la turațiile din nrelativ

4.5.1.Ridicarea caracteristicii x=f(n) pentru ventilatoarele de aer și a ventilatoarele de gaze arse

Pentru valoriile: Pn=160 [kW]; ns=1500 [rot/min];

nn=1485 [rot/min]; cosφ=0,86

Vom avea:

Pentru n=0 → X1=[

Pentru n=150 → X1=[

Pentru n=300 → X1=[

Pentru n=600 → X1=[

Pentru n=750 → X1=[

Pentru n=900 → X1=[

Pentru n=1050 → X1=[

Pentru n=1200 → X1=[

Pentru n=1350 → X1=[

Pentru n=1485 → X1=[

Reprezentare grafică a caracteristicii x=f(n) în programul MATLAB pentru ventilatoarele de aer și ventilatoarele de gaze arse:

Fig.4.5.1

4.6. Ridicarea caracteristicilor X=f(t) a principalelor motoare dintr-un de servicii proprii

Ridicarea caracteristicii X=f(t) se face pe cale grafica pe baza caracteristicilor X=f(n) și n=f(t) obținute la punctele 9.1 și 10.1 din lucrare.

4.6.1. Ridicarea caracteristicii X=f(t) a ventilatoarelor de aer și ventilatoarelor de gaze arse

Fig.4.6.1.

Vom determina curba analitică a acestui grafic.Această caracteristică o vom aproxima printr-o funcție de forma: X0=a0+b0(1- ) ;

Unde:

X0 – reactanța ventilatorului de aer;

t – timpul în care reactanța ajunge de la valoarea minim la cea maximă;

T0 – constantă de timp;

a0 – valoarea minim a reactanței

b0 – valoarea maxim a reactanței

Astfel vom avea:

1339=401-3616()=>> T0=40,8

4.3.2 Calculul timpului de pornire pentru pompelor de alimentare.

Timpii de pornire se calculează cu ajutorul unei metode grafice și anume prin diferența dintre momentul de antrenare al motorului și momentul rezistent:

, [s];

Unde:

ns – turația de sincronism;

J=(GD2 a motorului+ GD2 a ventilatorului)/4;

=4.99 [s]

Timpul efectiv de pornire se va calcula cu relația:

, [s];

Mdi – este suma distanțelor de la cuplul rezistent la cel de antrenare;

M*0=0,2; – momentul rezistent la pornire;

α – exponent care depinde de tipul mecanismului și de presiune statică; pentru pompe centrifuge și ventilatoare α=2;

Fig.4.3.2.

=

[s];

4.4.2.Ridicarea caracteristicilor n=f(t) pentru pompele de alimentare.

Pentru trasarea acestui grafic trebuie sa divizam timpii de pornire proporțional cu turație nominala.

Astfel vom avea:

n=150 [rot/min]

=

n=300 [rot/min]

[s]

n=450 [rot/min]

[s]

n=600 [rot/min]

[s]

n=750 [rot/min]

[s]

n=900 [rot/min]

[s]

n=1050 [rot/min]

[s]

n=1200 [rot/min]

[s]

n=1350 [rot/min]

[s]

n=1485 [rot/min]

[s]

Fig.4.4.2

4.5.2.Ridicarea caracteristicii x=f(n) pentru pompele de alimentare.

Pentru valoriile: Pn=1000 [kW]; ns=1500 [rot/min];

nn=1485 [rot/min]; cosφ=0,93

Vom avea:

Pentru n=0 → X1=[

Pentru n=150 → X1=[

Pentru n=300 → X1=[

Pentru n=600 → X1=[

Pentru n=750 → X1=[

Pentru n=900 → X1=[

Pentru n=1050 → X1=[

Pentru n=1200 → X1=[

Pentru n=1350 → X1=[

Pentru n=1485 → X1=[

Reprezentare grafica a caracteristicii x=f(n) în programul MATLAB pentru pompele de alimentare:

Fig.4.5.2

4.6.2. Ridicarea caracteristicii X=f(t) a pompelor de alimentare

Fig.4.6.2.

Vom determina curba analitică a acestui grafic.Această caracteristică o vom aproxima printr-o funcție de forma: X0=a0+b0(1- ) ;

Unde:

X0 – reactanța ventilatorului de aer;

t – timpul în care reactanța ajunge de la valoarea minim la cea maximă;

T0 – constantă de timp;

a0 – valoarea minim a reactanței

b0 – valoarea maxim a reactanței

Astfel vom avea:

231=69,5–625,5=>> T0=43,2

4.3.3. Calcul timpului de pornire pentru pompele de condensat principal

Timpii de pornire se calculează cu ajutorul unei metode grafice și anume prin diferența dintre momentul de antrenare al motorului și momentul rezistent:

, [s];

Unde:

ns – turația de sincronism;

J=(GD2 a motorului+ GD2 a ventilatorului)/4;

=2,62 [s]

Timpul efectiv de pornire se va calcula cu relația:

, [s];

Mdi – este suma distanțelor de la cuplul rezistent la cel de antrenare;

M*0=0,2; – momentul rezistent la pornire;

α – exponent care depinde de tipul mecanismului și de presiune statică; pentru pompe centrifuge și ventilatoare α=2;

Fig4.3.3.

=

[s];

4.4.3.Ridicarea caracteristicilor n=f(t) pentru pompele de condensat principal.

Pentru trasarea acestui grafic trebuie sa divizam timpii de pornire proporțional cu turație nominala.

Astfel vom avea:

n=150 [rot/min]

=[s]

n=300 [rot/min]

[s]

n=450 [rot/min]

[s]

n=600 [rot/min]

[s]

n=750 [rot/min]

[s]

n=900 [rot/min]

[s]

n=1050 [rot/min]

[s]

n=1200 [rot/min]

[s]

n=1350 [rot/min]

[s]

n=1485 [rot/min]

[s]

Fig4.4.3

4.5.3.Ridicarea caracteristicii x=f(n) pentru pompele de condensat principal.

Pentru valoriile: Pn=100 [kW]; ns=1500 [rot/min];

nn=1465 [rot/min]; cosφ=0,86

Vom avea:

Pentru n=0 → X1=[

Pentru n=150 → X1=[

Pentru n=300 → X1=[

Pentru n=600 → X1=[

Pentru n=750 → X1=[

Pentru n=900 → X1=[

Pentru n=1050 → X1=[

Pentru n=1200 → X1=[

Pentru n=1350 → X1=[

Pentru n=1465 → X1=[

Reprezentare grafica a caracteristicii x=f(n) în programul MATLAB pentru pompele de condensat principal:

Fig.4.5.3.

4.6.3. Ridicarea caracteristicii X=f(t) a pompelor de condensat principal

Fig.4.6.3.

Vom determina curba analitică a acestui grafic.Această caracteristică o vom aproxima printr-o funcție de forma: X0=a0+b0(1-);

Unde:

X0 – reactanța ventilatorului de aer;

t – timpul în care reactanța ajunge de la valoarea minim la cea maximă;

T0 – constantă de timp;

a0 – valoarea minim a reactanței

b0 – valoarea maxim a reactanței

Astfel vom avea:

2686=1169 – 10516=>> T0=43,52

4.3.4. Calcul timpilor de pornire pentru pompelor de racire

Timpii de pornire se calculează cu ajutorul unei metode grafice și anume prin diferența dintre momentul de antrenare al motorului și momentul rezistent:

Se calculează timpul de acționare a agregatului cu relația:

, [s];

Unde:

ns – turația de sincronism;

J=(GD2 a motorului+ GD2 a ventilatorului)/4;

=5,86 [s]

Timpul efectiv de pornire se va calcula cu relația:

, [s];

Mdi – este suma distanțelor de la cuplul rezistent la cel de antrenare;

M*0=0,2; – momentul rezistent la pornire;

α – exponent care depinde de tipul mecanismului și de presiune statică; pentru pompe centrifuge și ventilatoare α=2;

Fig.4.3.4.

=

[s];

4.4.4.Ridicarea caracteristicii n=f(t) pompele de răcire.

Pentru trasarea acestui grafic trebuie sa divizam timpii de pornire proporțional cu turație nominala.

Astfel vom avea:

n=150 [rot/min]

=[s]

n=300 [rot/min]

[s]

n=450 [rot/min]

[s]

n=600 [rot/min]

[s]

n=750 [rot/min]

[s]

n=900 [rot/min]

[s]

n=1050 [rot/min]

[s]

n=1200 [rot/min]

[s]

n=1350 [rot/min]

[s]

n=1485 [rot/min]

[s]

Fig.4.4.4

4.5.4.Ridicarea caracteristicii x=f(n) pentru pompele de răcire.

Pentru valorile: Pn=200 [kW]; ns=1500 [rot/min];

nn=1485 [rot/min]; cosφ=0,87

Vom avea:

Pentru n=0 → X1=[

Pentru n=150 → X1=[

Pentru n=300 → X1=[

Pentru n=600 → X1=[

Pentru n=750 → X1=[

Pentru n=900 → X1=[

Pentru n=1050 → X1=[

Pentru n=1200 → X1=[

Pentru n=1350 → X1=[

Pentru n=1465 → X1=[

Reprezentare grafica a caracteristicii x=f(n) în programul MATLAB pentru pompele de răcire:

Fig.4.5.4.

4.6.4. Ridicarea caracteristicii X=f(t) a pompelor de racire

Fig.4.6.4.

Vom determina curba analitică a acestui grafic.Această caracteristică o vom aproxima printr-o funcție de forma: X0=a0+b0(1- ;

Unde:

X0 – reactanța ventilatorului de aer;

t – timpul în care reactanța ajunge de la valoarea minim la cea maximă;

T0 – constantă de timp;

a0 – valoarea minim a reactanței

b0 – valoarea maxim a reactanței

Astfel vom avea:

1083=325 – 2926=>> T0=85,7;

Cap. 5 Modelarea procesului de autopornire a motoarelor cu ajutorul Programului MATLAB

Cu ajutorul programului MATLAB vom încerca în cele ce urmează să modelăm procesul de pornire al motoarelor. Pentru a putea simula pornirea motoarelor am scris un program MATLAB în care vom analiza, în două ipoteze, alegerea motoarelor sau a grupelor de motoare care vor porni decalat.

Ipoteza I.Vom porni direct motoarele de acționare a ventilatoarelor de aer, a ventilatoarelor de gaze arse și cele două grupuri de pompe de răcire. Am ales motoarele care vor porni decalat ca fiind motoarele de acționare ale pompelor de alimentare, deoarece sunt motoarele cele mai mari, motore care pornesc mai greu datorită faptului că au o impedanță mică și astfel este mai ușor să le pornim după ce impedanța primelor motoare a ajuns la o valoare mai mare decât la pornire. Cu programul pe care îl vom scrie în Matlab vrem să aflăm la cât timp după pornirea primelor motore (ventilatoarele de aer,ventilatoarele de gaze arse,pompele de răcire) vor pomi cele două pompe de alimentare (motoarele mari).Astfel vom introduce în program următoarele date: X_trafo=80 -unde X_trafo este reactanța transformatorului de servicii proprii 0,85-(l/0.5*Y+l) trebuie să fie mai mică decât 0 adică să fie negativă.

a0=401,5-reactanța minimă a motorului de acționare a ventilatoarelor de aer;

al=401,5-reactanța minimă a motorului de acționare a ventilatoarelor de gaze arse;

a2=69,5-reactanța minimă a motorului de acționare a pompelor de alimentare;

a3=325- reactanța minimă a motorului de acționare a primului grup de pompe de răcire;

a4=325- reactanța minimă a motorului de acționare a celui de-al doilea grup de pompe de răcire;

Aceste reactanțe au fost calculate în capitolul 4, al lucrării și au ca unitate de măsură ohm-ul To=16;-constanta de timp pentru motorul de acționare al ventilatoarelor de aer;

T1=16;-constanta de timp pentru motorul de acționare al ventilatoarelor de gaze arse;

T2=17,5;-constanta de timp pentru motorul de acționare al pompelor de alimentare;

T3=13;-constanta de timp pentru motorul de acționare al primului grup de pompe de răcire;

T4=13;-constanta de timp pentru motorul de acționare al celui de-al doilea grup de pompe de răcire;

Acești timpi au fost obținuți în capitolul 4. din lucrare, prin trasarea unei curbe analitice care ulterior a fost aproximată printr-o funcție de forma X0=a0+b0(1- și se masoară în secunde.

X_min-este matricea în care sunt introduse valorile minime ale reactanțelor motoarelor alese,

if 1.05/(X_trafo/X_max+1)-0.85<0,

disp('micsoreaza X_trafo')

end

1.05/(X_trafo/X_max+1)-0.85

for i=1:100;

timp(i)=0.1*i;

%Z0(i)=a0+b0*(1-exp(-(timp(i)*1/T0)));

X0(i)=a0*exp((timp(i)/T0));

X1(i)=a1*exp((timp(i)/T1));

X2(i)=a2*exp((timp(i)/T2));

X3(i)=a3*exp((timp(i)/T3));

X4(i)=a4;

Cu ajutorul funcțiilor de mai sus formăm următoare idee: în momentul în care pornesc simultan primele patru grupe de motoare de reactanță Xo,Xi,X3,X4,obligatoriu aceste vor avea la început valoare minimă ao, deci chiar și pentru un singur motor condiția 1.05/(X_trafo/a0+ 1)>0.85trebuie să fie îndeplinită. Dacă această condiție nu este îndeplinită, trebuie micșorat corespunzător X_trafo sau trebuie ales alt transformator. Vom urmări apoi ce se va întâmpla în momentul conectării celor două motoare mari(pompele de alimentare); reactanțele primului grup de motoare pornite vor crește treptat ceea ce duce la posibilitatea pornirii și celorlalte motoare mai mari. Momentul acestei porniri vrem să îl determinăm cu ajutorul programului utilizat. Acest moment îl vom nota cu delta t și nu este altceva decât durata de timp dintre cele două porniri. Se consideră că vor porni mai întâi motoarele ventilatoarelor de aer și de gaze arse și pompele de răcire și dupădelta_t vor porni și pompele de alimentare. Acest moment îl determina programul:

Y(i)=2*( 1/X0(i)+ 1/X1 (i)+1 /X2(i)+1 /X3(i)+1/X4(i));

Dif_U(i)=l ,05/(X_trafo*Y(i)+ 1 )-0.85;

Y- este admitanța rezultantă;

Instrucțiunea “fiind” din program găsește toți indica corespunzători unei condiții date, în cazul

nostru condiția este Dif_U<0

I=find(Dif_U<0,i);

j=length(I);

Instrucțiunea “length” găsește lungimea matricei unde se va îndeplini condiția Dif_U<0 Delta_t1=timp(j);

Cu instrucțiunea dată mai sus programul va ridica un grafic în care ne va arăta exact timpul după care vor pomi motoarele pentru antrenarea pompelor de alimentare. Condiția ca necesară ca aceste motoare să pornească este ca la barele serviciilor proprii tensiunea să ajungă sa fie mai mare decât 0.85*Un sau mai mare decât 5100 kV. După ce toate condițiile au fost îndeplinite se vor obține următoarele rezultate: j=200; delta_t1=2[s] și următorul grafic:

Ipoteza a II-a. Considerăm că varianta obținută nu este pe deplin mulțumitoare și astfel vom modifica creea o a Il-aipoteza în care vom încerca să obținem un timp mai bun adică mai scurt, în cea de-a doua ipoteză vom porni decalat doar unul dintre motoarele de acționare a pompei de alimentare. Vom realiza acest lucru în speranța că timpul dintre cele două porniri va fi mai scurt. Astfel vom modifica programul și va deveni:

X2(i)=a2*exp(timp( i)/T2);

Y(i)=2/X0(i)+2/Xl(i)+l/X2(i)+2/X3(i)+2/X4(i)+l/a2;

În cazul acesta ideea este următoarea: odată cu pornirea primelor patru grupe de motoare va porni și unul din motoarele de antrenare a unei pompe de alimentare. La pornire, motoarele vor avea, la fel ca în prima ipoteza, valoarea minimă a reactanței. Motorul care va pomi decalat va putea pomi doar după ce impedanțele motoarelor deja pornite au o valoare destul de mare pentru ca tensiunea să nu poată să scadă sub 0,85*Un. Vom considera că vor porni cele patru grupe de motoare mai mici (ventilatoare de aer,ventilatoare de gaze arse,pompe de răcire) și un motor de acționare a pompelor de alimentare si după o perioadă delta_t va pomi și celălalt motor al celeilalte pompe de alimentare. Restul datelor din primul program nu se schimbă. Vom folosi din nou instrucțiunea “plot” care ne va afișa un nou grafic. Astfel cu programul al doilea se vor obține următoarele date: j=127; delta_tl=1.27 [s] și următorul grafic:

Prin rularea celui de-al doilea program am obținut un timp mai scurt de decalaj și aceasta varianta este mai convenabilă.

Programele prezentate ne arată faptul că motoarele,cu cât sunt mai mari și cu cât au o impedanța mai mică, vor fi cu atât mai greu de pornit. Această modelare ne arată că în program admitanța rezultantă scade diferit în funcție de ipotezele de pornire alese. Procesul de pornire sau autopornire este cu atât mai simplu cu cât motoarele sunt mai mici deoarece acestea au impedanțe mari.

Concluzii:

În primul capitol al lucrării au fost prezentate aspecte generale privind serviciile proprii ale unei centrale electrice. Totodată s-au prezentat considerații teoretice cu privire la alegerea tipurilor de motore electrice necesare pentru antrenarea mecanismelor din cadrul serviciilor proprii și au fost trasate caracteristicile acestor motoare: caracteristica momentului rezistent; caracteristica momentului dinamic; variația momentului motorului asincron în funcție de turație.

În capitolul al doilea este descris procesul de autopornire a motoarelor electrice din cadrul servicii proprii.

Capitolul trei cuprinde considerații teoretice despre clasificarea receptoarelor din servicii proprii și schemele de alimentare

În capitolul patru începe partea aplicativă a lucrării care conține alegerea motoarelor pentru alimentarea serviciilor proprii , calculul timpilor de pornire și calculul reactanțelor motoarelor. Vor fi ridicate caracteristicile n=f(t),x=f(n) și x=f(t)

Ultimul capitol cuprinde modelarea procesului de pornirea a motoarelor din cadrul serviciilor proprii cu ajutorul programului MATLAB pe baza celor două modelare. Programul realizat va arăta, pe cale grafică, decalajul cu care vor porni motoarele mari față de pornirea primului grup de motoare.

Bibliografie

Pavel Buhuș—Partea electrică a centralelor electrice—Editura Didactică și Pedagocică, București-(1983).

Gătină Vasile—Partea termo și hidro a centralelor electrice—îndrumar de laborator-(1997)

Codoiu Remus—Mașini elctrice:Notițe de curs,voi I—(1996)

Răduți C.—Mașini electrice fabricate în România—Editura Tehnică— (1981)

Steiu M.—Instalațiile electrice ale serviciilor proprii din centraleleElectrice-Editura tehnică— (1970)

Constantin Bălă—Mașini electrice(Teorie și încercări)—Editura didactică și Pedagocică, București— ( 1979)

Câmpeanu A.— Mașini electrice—Editura Scrisul Românesc,Craiova—(1977)

Dorin Sarchiz—Optimizări în electroenergetică: Aplicații, modele, programe (1993);

Schroder K.—Centrale electrice de mare putere—Editura tehnică — 1971

Resurse internet:—http://ro.wikipedia.org