Контрольная работа

Задача 1

Определить расчетные нагрузки P_p, Q_p, S_p, I_p, распределительного шкафа, к которому подключено силовое электрооборудование. Номера электроприемников, подключенных к распределительному шкафу серии ПР8501, в таблице 8. Технические характеристики оборудования в таблице 9.

Номинальное напряжение сети 0,38/0,22 кВ.

Результаты расчетов электрических нагрузок представить в виде таблицы 1.

Для электроприемника с номером указанным в таблице10, паспортными данными указанными в таблице 9 и подключенного к распределительному шкафу серии ПР8501:

1. начертить схему подключения электроприемника к распределительному шкафу;

2. определить расчетный ток I_р и пиковый ток I_пик электроприемника;

3. выбрать способ прокладки кабеля в сухом помещении;

4. выбрать сечение кабеля АВВГ по допустимому нагреву для фактической температуры окружающей среды +25^оС;

5. для защиты электроприемника определить тип аппарата защиты и его паспортные данные (с учетом технической характеристики распределительного шкафа серии ПР8501);

6. выбрать автоматический выключатель для защиты электроприемника от токов перегрузки и КЗ;

7. проверить защищенность кабеля аппаратом защиты;

8. рассчитать потерю напряжения на участке «распределительный шкаф – электроприемник», приняв длину кабеля l=15м, и сделать вывод о соответствии выбранного кабеля требованиям [3] по потери напряжения в нормальном режиме.

Таблица 8 – Номера электроприемников, подключенных к распределительному шкафу

Вариант	Номера электроприемников
1	1, 2, 4, 9, 13, 14, 15, 28, 29, 34, 35
2	4, 5, 6, 7, 10, 11, 18, 19, 22, 23, 24, 25
3	3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 26, 27, 31, 32
4	1, 2, 3, 5, 10, 11, 12, 21, 22, 28, 29
5	8, 12, 13, 14, 15, 20, 21, 22, 23, 29, 30
6	5, 6, 7, 10, 17, 19, 20, 30, 31, 32, 33
7	6, 7, 9, 10, 11, 12, 18, 23, 24, 25, 35
8	13, 14, 15, 16, 20, 23, 24, 30, 32, 33, 35
9	4, 5, 20, 22, 23, 26, 31, 32, 33, 34, 35
0	10, 11, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 31

Методические указания к выполнению задачи 1

В данной задаче расчет электрических нагрузок необходимо выполнить методом упорядоченных диаграмм. Порядок расчетов приведен в разделе IY. «Примерное содержание дисциплины» тема 2.5 «Расчет электрических нагрузок в электроустановках напряжением до 1 кВ».

В контрольной работе необходимо привести все пояснения расчетов электрических нагрузок и представить результаты в виде таблицы 1.

Таблица 9 – Технические данные оборудования

Номера электроприемников	Мощности электродвигателей, кВт	ки			Номинальные токи двигателей, ,А
1, 2, 3,	15 4 0,55	0,14	0,77	0,5	29,3 8,6 1,7	7 6 5
4, 5, 6, 7, 8	11 5,5 0,75	0,16	0,75	0,6	22 11,5 2,2	7,5 7 5
9, 10, 11, 12	18,5 7,5 2,5	0,25	0,79	0,65	36 16 4,5	7 7,5 5
13, 14, 15, 16, 17	7,5 1,5	0,14	0,71	0,6	15,6 2,8	7,5 5
18, 19, 20	22	0,16	0,83	0,65	41,3	6,5
21, 22, 23, 24	15 3 0,4	0,25	0,85	0,5	25,3 6,7 1,4	7 6 4
25, 26, 27	30	0,14	0,87	0,65	56	6,4
28, 29, 30	11 2,2	0,16	0,85	0,5	22 5	7,5 6
31, 32, 33, 34, 35	18,5 5,5	0,25	0,79	0,6	37,5 11,5	7 7

Таблица 10 – Номера электроприемников

Вариант	Номер электроприемника	Вариант	Номер электроприемника
1	31	6	19
2	7	7	23
3	3	8	30
4	10	9	26
5	14	0	22

Задания по расчету распределительной сети следует выполнять в следующем порядке:

1. начертить схему подключения электроприемника к распределительному шкафу;

2. определить номинальный ток каждого двигателя электроприемника по формуле:

,

где Р_ном – номинальная активная мощность электроприемника, кВт;

U_ном – номинальное линейное напряжение сети, кВ;

– номинальный коэффициент полезного действия;

– номинальный коэффициент мощности.

3. определить расчетный ток Iр в зависимости от числа двигателей электроприемника по условиям:

   • для одного двигателя ;

   • для нескольких двигателей .

Пиковый ток – максимальный ток, возникающий с электрической сети длительностью 1-2 секунды.

В качестве пикового тока для одного асинхронного двигателя принимается его пусковой ток, который обычно указывается в паспорте:

,

где – кратность пускового тока, задана в таблице 9.

При небольшом количестве подключенных к линии электродвигателей (n=2÷5) или в многодвигательном приводе (кран, станок)

,

где – наибольший пусковой ток из двигателей, входящих в группу, А;

– сумма номинальных токов без учета номинального тока двигателя

с наибольшим пусковым током, А.

4. выбрать способ прокладки кабеля по [16, табл.31];

5. выбрать сечение кабеля в следующем порядке:

6. определить температурный коэффициент к_т для фактической температуры окружающей среды при расчетной температуре окружающей среды и температуре нагрева жилы указанной в [8, п.1.3.10] по [15, табл.47] или по [8, табл.1.3.3];

7. определить допустимый длительный ток I_д.д. для расчетной температуры окружающей среды по [16, табл.38] или по [8, табл.1.3.7];

8. определить допустимый длительный ток I^_д.д для фактической температуры по формуле:

I^_д.д. = к _т I_д.д.,

6. проверить выполнение условия: I_р  I^_д.д.;

7. записать маркировку выбранного кабеля (например, ВВГ 5(1×2,5) или АВВГ 4×4).

   6. выбрать автоматический выключатель в следующем порядке:

      1. определить тип автоматического выключателя из технической характеристики распределительного шкафа серии ПР8501 по [16, табл79];

      2. определить коэффициент теплового расцепителя автоматического выключателя

Для автоматических выключателей серии ВА принимаются следующие значения коэффициента теплового расцепителя :

для выключателей ВА51-25 и ВА51-31-1 (Iном до 63 А), ВА51-31	– 1,35
для выключателей ВА51Г и ВА52Г	– 1,20
для других выключателей данной серии	– 1,25

Таблица 11 – Технические данные автоматических выключателей с комбинированным расцепителем серии ВА51 и ВА51Г

Тип выключателя	Номинальный ток, А		Ток отсечки при токе
	выключателя, Iном	расцепителя, Iномр	переменном	постоянном
ВА51Г-25	25	0,3; 0,4; 0,5 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6	—	—
		2,0; 2,5; 3,15; 4; 5
ВА51-25		6,3; 8	7; 10	7
		10; 12,5
		16; 20; 25
ВА51-31-1 ВА51Г-25	100	6,3; 8	3; 7; 10	3; 7
		10; 12
		16
		20,25
		31,5; 40; 50; 63; 80
		100
ВА51-31		6,3; 8
		10; 12,5
ВА51Г-31		16
		20; 25
		31,5; 40
		50; 63
		80; 100
ВА51-33 ВА51Г-33	160	80; 100; 125; 160	10	6
ВА51-35	250	80	12	10
		100; 125		8
		160; 200; 250		6
ВА51-37 ВА51-39	400	250; 320; 400	10	6
	630	400; 500; 630

3. определить ток уставки теплового расцепителя по таблице 11 из условия:

4. определить ток уставки электромагнитного расцепителя из условия:

В таблице 11 для автоматических выключателей типа ВА ток уставки электромагнитного расцепителя задается коэффициентом отсечки при переменном токе . Поэтому ток уставки электромагнитного расцепителя (паспортные данные) рассчитать по формуле:

5. определить номинальный ток выключателя из условия:

6. определить номинальное напряжение выключателя из условия:

7. записать тип автоматического выключателя и указать его паспортные данные (например, ВА51-33 , , , )

6. проверить защищенность кабеля автоматическим выключателем по условию:

8. рассчитать потерю напряжения на участке «распределительный шкаф – электроприемник» по формуле:

где Р – активная мощность передаваемая по линии, кВ;

l – длина линии, м;

F – сечение кабеля, мм²;

С – коэффициент, определяемый уровнем напряжения и системой сети, родом тока и материалом жил провода или кабеля (таблица 12).

Таблица 12 – Значения коэффициента С

Номинальное напряжение сети , кВ	Система сети и род тока	Значения коэффициента С для проводов
		с медными жилами	с алюминиевыми жилами
0,66 / 0,38	Три фазы с нулевым проводом	231	139
	Две фазы с нулевым проводом	92	56
0,38 / 0,22	Три фазы с нулевым проводом	77	46
	Две фазы с нулевым проводом	34	20
	Одна фаза и нулевой провод	12,8	7,7

8. сделать вывод о соответствии выбранного кабеля требованиям [3] по потери напряжения в нормальном режиме.

Задача 2

В соответствии с исходными данными (таблица 13) для рисунка 1:

1. выбрать марку и количество жил кабеля для прокладки в земле (в процессе эксплуатации кабель не подвергается растягивающим усилиям);

2. выбрать сечение кабельной линии по экономической плотности тока;

3. проверить выбранное сечение на нагрев рабочим током;

4. рассчитать значения токов трехфазного короткого замыкания в точках к₁, к₂, к₃, к₅;

5. проверить выбранный кабель на стойкость к действию тока короткого замыкания;

6. проверить выбранный кабель на соответствие ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения» по потере напряжения (сделать вывод о соответствии кабеля требованиям ГОСТ 13109-97)

Рисунок 1 – Схема внутризаводского электроснабжения

Таблица 13 – Исходные данные задачи 2

Исходные данные		Вариант
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	Мощность энергетической системы Sсист., МВА	480	900	650	400	520	700	800	750	600	580
	Внутреннее сопротивление системы до шин напряжением U1 ГПП предприятия хс*, о.е.	1,8	1,6	1,9	1,5	2,1	1,6	1,7	1,5	1,1	2,0
	Номинальная мощность трансформатора ГПП Sн.тр., МВА	16	10	6,3	16	25	6,3	10	16	25	6,3
	Напряжение высшей стороны U1, кВ	110	110	35	110	110	35	110	35	110	35
	Напряжение низшей стороны U2, кВ	6	10	6	10	6	10	6	10	6	6
	Напряжение короткого замыкания трансформатора ГПП Uк%	10,5	10,5	7,5	10,5	10,5	7,5	10,5	7,5	10,5	7,5
	Длина кабельной линии от ГПП до КТП l, км	0,95	0,8	0,7	1,29	0,86	0,75	0,93	1,35	1,06	0,84
	Мощность трансформатора на КТП Sн.КТП, кВА	1000	400	630	1000	630	400	1600	2500	1000	400
	Напряжение U3, кВ	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23	0,4/0,23
	Число часов использования максимума нагрузки Тм, ч.	4500	3200	3500	4800	5000	5800	4200	3800	4300	5500
	Время действия релейной защиты tр.з., с	1,0	1,1	1,5	2,0	1,3	1,7	1,2	1,4	1,8	1.2
	Полное время отключения выключателя tв, c	0,1	0,12	0,1	0,2	0,15	0,1	0,12	0,15	0,08	0,12