ПРОГРАММЫ РАСЧЁТА САМОЗАПУСКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Новак А.В., Ерохов Е.Л., Баран А.Г.
Научный руководитель – к.т.н., доцент Новаш И.В.На электростанциях все важнейшие механизмы На электростанциях все важнейшие механизмы собственных нужд одновременно
обеспечивают непрерывность технологического процесса превращения химической
энергии топлива в тепловую и электрическую энергию, т. е. нормальную работу
энергоблока, а нарушение работы любого ответственного механизма собственных нужд
приводит к нарушению работы всего энергоблока. Отсюда и возникает необходимость
в обеспечений условий для самозапуска двигателей собственных нужд на
электростанции. Для оценки надежности самозапуска двигателей собственных нужд
электростанций производятся расчеты с применением различных программ. Проектные
организации применяют программы расчета самозапуска, базирующиеся на методах
СПО (свободное программное обеспечение).
ElectricaNW – программа для автоматизированного проектирования
электроснабжения силового электрооборудования и внутреннего электроосвещения
промышленных и гражданских объектов строительства, а также для анализа
действующей электрической сети.
Построение электрической сети начинается с главного распределительного
устройства, к которому подключается источник питания. Главное распределительное
устройство может иметь один или два ввода. Из группы панелей можно сформировать
комплектное распределительное устройство.
Электроприемники подразделяются на два типа: осветительное оборудование и
технологическое оборудование. Технологическое оборудование задается технологом и
по типу нагрузки подразделяются на оборудование имеющий в своем составе
асинхронный двигатель, тепловую нагрузку и комплексную нагрузку. Все
оборудование группируется по характерным однородным категориям
электроприемников.
При расчете электрических нагрузок по методике СП31-110-2003 коэффициент
спроса задается автоматически из встроенных таблиц базы данных, при расчете по
методике РТМ 36.18.32.4-92 коэффициент использования и групповой коэффициент
мощности (Cos φ) задаются по справочным данным. Для ввода коэффициентов служит
встроенная «База данных коэффициентов использования», построенная в соответствии
с техническим циркуляром ВНИПИ Тяжпромэлектропроект №358-90 от 1 августа 1990
г., шифр М788-1068.
База данных оборудования представляет собой файл базы данных формата MS
Access (файл с расширением .mdb). Реализована возможность подключения
попеременно любого количества баз данных. Пользователи могут создавать сколько
угодно баз данных новых производителей. Имеется возможность импорта
оборудования из других баз данных. При внесении в проект нового оборудования
происходит автоматическая загрузка выбранного оборудования в базу данных проекта.
Все базы данных располагаются в папке «Base», если подключаемая база расположена
вне данной директории, то создается копия база данных, которая копируется в папку
«Base».
Вся выходная документация автоматически создается при помощи программы
Microsoft Office Word.
Программа позволяет решить следующие задачи:

– расчет внутреннего освещения методом коэффициента спроса;
– расчет электрических нагрузок розеточной сети;
– расчет электрических нагрузок технологического оборудования;
– расчет электрических нагрузок ввода в общественные и жилые здания;
– расчет электрических нагрузок по методикам РТМ 36.18.32.4-92, СП31-110-
2003;
– расчет токов 1-, 3-фазного короткого замыкания;
– расчет потерь напряжения;
– проверка электрических сетей по условиям пуска и самозапуска
электродвигателей.
В результате работы в ElectricaNW на выходе получается следующий перечень
проектной документации:
– таблица расчета электрических нагрузок по методике СП31-110-92;
– таблица расчета электрических нагрузок по методике РТМ36.18.32.4-92;
– результирующий расчет нагрузок для трансформаторной подстанции и выбор
мощности трансформаторов.
– спецификация;
– кабельный журнал;
– принципиальные схемы щитов;
– принципиальная схема электрической сети.
Разработчиком и правообладателем программы Gumotors является кафедра
«Электрические станции» Московского энергетического института.
Программа может быть использована при настройке устройств релейной защиты
и противоаварийной автоматики, а также при проверке режимов работы
электротехнического и технологического оборудования электростанций и
промышленных предприятий при пусках и перерывах питания асинхронных
электродвигателей напряжением 6 кВ:
В качестве результатов расчета программа выдает в графической и табличной
формах:
– скорости вращения и токи двигателей;
– напряжение на секциях;
– токи в цепях питания сборок;
– ток в цепи короткозамкнутого присоединения секции (при трехфазном коротком
замыкании);
– моменты торможения механизмов.
В табличной форме дополнительно выдаются:
– электромагнитные моменты двигателей;
– составляющие (активная, реактивная и полная) токов и мощностей в цепях
питания сборок;
– значения интеграла Джоуля для каждого двигателя, определяемые по току
статора двигателей.
Табличные и графические результаты расчета могут быть распечатаны на
принтере.
На кафедре «Электрические станции» Донецкого политехнического института
для расчѐта самозапуска электродвигателя разработаны и используются в учебном
процессе программные продукты выполненные в среде MathCAD2000 и AutoCAD2000.
Математический пакет MathCAD2000 характеризуется отсутствием трудоѐмкой
реализации различных вычислительных методов, что не только ускоряет работу, но и
позволяет легко использовать при решении целый набор стандартных математических
методов и функций, уже встроенных в пакет. Отличительной особенностью среды программирования MathCAD2000 является необычайная лѐгкость при построении
математических схем моделей и, что особенно важно, наглядное представление
протекающих потоков информации. Графический пакет AutoCAD2000 позволяет
выполнять расчѐты во встроенный в пакет язык программирования AutoLisp, то есть
рассматриваемые процессы можно сопровождать графическо-математической
информацией. Отсутствие возможности работы с комплексными числами в AutoLisp не
реализовывает необходимые для расчѐтов возможности. При поисках был найден
альтернативный вариант, который заключается в использовании для написания
программ других языков программирования, таких как C++, Visual Fortran, и другие. От
AutoCAD2000 в данном случае требуется только передать необходимые данные для
расчѐтов в текстовый файл, то есть графический пакет является своеобразным буфером.
Анализ вариантов диалога человек-компьютер, при расчѐте вышеуказанных режимов,
позволил найти четыре способа передачи паспортных данных оборудования в
программу AutoCAD2000, связанную с выполнением расчѐтов:
– гиперссылки к записи СБД с выборкой данных из записи с помощью SQL
запросов во время выполнения расчѐтов;
– занесение данных, выбранных из СБД в виде расширенных данных графических
элементов;
– занесение данных, выбранных из СБД в виде атрибутов блоков;
– использование штатного интерфейса AutoCAD2000 с СБД с последующей
выборкой и корректировкой данных при необходимости.
Первые три метода обладают в различной степени необходимостью ввода данных
с клавиатуры, на что требуется определѐнное время. Последний вариант позволяет в
максимальной степени автоматизировать ввод данных. Пользователю предоставляется
воспользоваться всеми возможностями AutoCAD2000 для графического изображения
электрической схемы. Выделяя поэлементно графические объекты схемы для
дальнейших расчѐтов необходимо связать их с паспортными данными, которые, в
результате проведенной работы, можно не вводить с клавиатуры, а связав графическую
интерпретацию схемы с базой данных Access. Найденная возможность использования
штатного интерфейса также предполагает передачу информации об оборудовании в
текстовый файл двумя способами:
– comma-delimited format при котором переданные данные будут отображены
разделѐнными запятой;
– space-delimited format при котором данные будут разделены пробелами.
Штатный интерфейс предполагает обработку данных (с последующим
получением результата), полученных в программе AutoCAD2000 как математическим
пакетом MathCAD2000, так и языками программирования высокого уровня, в состав
которых входят C++, Visual Fortran и другие. В этом случае обязательным является
способность языка читать текстовые файлы (расширение *.txt).
На кафедре «Электрические станции» Белорусского национального технического
университета для расчѐта самозапуска электродвигателя разработан и используется в
учебном процессе программный комплекс SAMOSAPU, разработанный на базе
алгоритмических языков Паскаль и Фортран и работает под управлением Windows ХР.
Программный комплекс предназначен для расчета самозапуска электродвигателей
напряжением 6 кВ собственных нужд (СН) ТЭЦ. При расчете самозапуска
электродвигателей автоматически выполняются расчеты: исходного установившегося
режима, режима короткого замыкания, группового выбега электродвигателей в
бестоковую паузу и группового самозапуска электродвигателей после восстановления
напряжения. Особенностью программы является наличие встроенной базы данных,
содержащей сведения о трансформаторах СН ТЭЦ о секциях напряжением 6 кВ распределительных устройств (РУ) СН ТЭЦ связях между секциями 6 кВ, об
электродвигателях напряжением 6 кВ и механизмах СН. Информация в базе данных
ограничена сведениями, необходимыми для расчета самозапуска электродвигателей.
Эти данные постоянно находятся в запоминающем устройстве персонального
компьютера (ПК) и легко могут быть изменены, удалены или внесены их другие
значения. Это позволяет исключить большие затраты времени и труда по сбору,
предварительной обработке и заданию исходных данных в случае периодически по-
вторяющихся расчетов. Результаты расчета самозапуска электродвигателей
представляются в виде осциллограмм напряжения и тока секции (секций), скоростей
вращения электродвигателей в процессе самозапуска. Исходные данные для каждого
конкретного расчета формируются в виде таблиц, содержащих условия расчета и
необходимые пояснения.
Программа представляет собой комплекс, включающий в себя программу-
диспетчер и отдельные программные блоки, позволяющие выполнять операции с базой
данных, расчет самозапуска электродвигателей и отображение результатов расчета.

ссылка на материал