3032

8.Для электроприемников 2-й группы определяются среднесменные активные и реактивные нагрузки, эффективное число электроприемников, коэффициенты максимума для активной мощности и для реактивной. Затем определяются суммарные расчетные нагрузки. Расчетные нагрузки 2-й группы равны среднесменным. Все расчеты выполняются аналогично предыдущим.

9.Приближенно находится мощность осветительных приемников в цехе:

Росв			= Руд Fц;					(16)
Qосв			= Росв tgϕ,					(17)
где Fц – площадь цеха;
Pуд = 0,02 кВт/м2;
tgϕ – зависит от типа ламп (для ламп ДРЛ принять 0,33).
10. Далее определяются суммарные среднесменные и расчетные нагрузки:
Р = Р1				+ Р2	+ Р		;	(18)
с			с	с	осв
Р	р	= Р1		+ Р2	+ Р	;		(19)
			р	р	осв
Q = Q1				+ Q2 + Q		;		(20)
с			с	с	осв
Q	р	= Q1		+ Q2	+ Q .			(21)
			р	р	осв
11. Суммарная расчетная мощность депо определяется по формуле:
S р =			Pp2 + Qp2 .					(22)

12.Исходные данные и результаты расчетов заносятся в таблицу 4.

13.На основе полученных данных о расчетной нагрузке необходимо определить центр месторасположения главной понижающей подстанции (ГПП) или трансформаторной подстанции (ТП). Исходные данные берутся из таблиц 2 и 3. Проектирование системы электроснабжения предприятия предусматривает рациональное размещение на его территории заводской и цеховых подстанций. Для выбора места их размещения на генплан предприятия наносится картограмма нагрузок (рис. 2). Для каждого цеха силовые нагрузки до и выше 1 кВ изображаются отдельными кругами или секторами в круге. Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1 кВ. Центр

11

круга совпадает с центром нагрузок цеха, а площадь пропорциональна расчетной нагрузке.

Таблица 4

Исходные данные и результаты расчетов

Мощность Мощность

Наименование Количество единицы общая Ки cosφ tgφ Pсм Км Рр Qр Sр

Ки≥0,6

1.Краны

2.Металлорежущие

станки

3.Переносной

электроинструмент

Итого

Ки≤0,6

4.Вентиляторы

5.Компрессоры

6.Шкафы сушильные

7.Электрические печи

Итого

Всего по депо

Радиус круга определяется по формуле

r	=	Pi ,	(23)
i		πm

где т – площадь цеха; Рi – расчетная нагрузка соответствующего цеха. Координаты центра электрических нагрузок определяются по формулам:

			n	i
			∑ i
	=		Px
x			i=1			;	(24)
			n
0
			∑Pi
			i=1
			n
	=	∑Pi yi
y0			i=1	,			(25)
			n
			∑Pi

i=1

где хi, уi – координаты центра электрической нагрузки i-го цеха.

12

Трансформаторные подстанции максимально, насколько позволяют производственные условия, приближают к центрам нагрузок. Место расположения ГПП должно совпадать с центром электрических нагрузок, при необходимости с некоторым смещением в сторону источника питания.

Ширина, м

100

200

300

400 Длина, м

Рис. 2. Схема расположения цехов предприятия

14. Для выбора мощности трансформатора необходимо рассчитать пиковую нагрузку, возникающую при пуске самого мощного электродвигателя в депо. В нашем случае это двигатель компрессора мощностью 60 кВт. Пиковый ток в данном случае представляет собой пусковой ток двигателя компрессора плюс расчетный ток всей остальной нагрузки.

Iпик = Iпуск.наиб + I p ,			(26)
где Iпуск.наиб – наибольший пусковой ток двигателя компрессора;
I р – расчетный ток всей остальной нагрузки депо.
Iпуск.наиб = Iном.двиг Kпуск,			(27)
где Iном.двиг – номинальный ток двигателя компрессора;
Kпуск – пусковой коэффициент, в нашем случае Kпуск = 5.
I р =	Sp		(28)
		,
	1,73 380
13

где S p – суммарная расчетная мощность депо.

Iном.двиг = Рдвиг / 1,73 380 0,87,

(29)

где Рдвиг – номинальная мощность двигателя.

15. Предварительно мощность цехового(ых) трансформатора(ов) примем равной:

Sном.тр = S р / kз ,

(30)

где kз – коэффициент загрузки трансформатора; для 1-й категории надежности kз = 0,6÷0,7; для 2-й kз = 0,7÷0,8; для 3-й kз = 0,8÷0,9.

Тогда номинальный ток трансформатора найдем по формуле:

Iном.тр = Sном.тр / 1,73 380 0,87,

(31)

16. Предварительно примем напряжение короткого замыкания трансформатора равным 5,5 %, тогда кратность тока К3 на стороне низкого напряжения трансформатора будет равна 100/5,5, т. е. 18,18. Тогда ток К3 на шинах 380 В найдем:

Iкз = 18,18 Iном.тр .

(32)

17. Определим предварительное колебание напряжения dU по формуле:

dU = Iпик / Iкз 100 % .

(33)

18. В соответствии с ГОСТом необходимо сделать вывод о допустимости или недопустимости значения dU для условий эксплуатации локомотивного депо.

Теперь необходимо выбрать число и тип трансформаторов локомотивного депо, исходя из расчетной мощности. Сначала необходимо выбрать тип трансформатора, а затем указать их количество.

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов осуществляется на основании технико-экономических расчетов. Минимальное число источников питания определяется по категории надежности потребителей цеха. Если преобладают электроприемники первой категории надежности, то питание должно осуществляться от двух источников с обязательным наличием АВР; если второй категории – 2 источника. Если преобладают электроприемники третьей категории, например инструментальный цех, то возможен один источник.

14

Поэтому в цехах первой категории применяются двухтрансформаторные подстанции; второй – однотрансформаторные, но при условии резервного питания; третьей – однотрансформаторные. В цехах промышленных предприятий применяются стандартные трансформаторы 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.

19. Расчет сечения кабелей распределительной сети локомотивного депо на напряжение выше 1000 В производится по экономической плотности тока, пользуясь выражением

F =	I p	,	(34)
	J

где IР – расчетный ток в линии; J – экономическая плотность тока, выбирается по ПУЭ.

Расчетным током кабеля для питания трансформатора цеховой подстанции является номинальный ток трансформатора независимо от его фактической загрузки. При выборе магистральной схемы электроснабжения за расчетный ток принимается ток, определяемый по номинальной мощности трансформаторов, присоединяемых к магистрали и других приемников на напряжение выше 1000 В.

20. Большинство электроприемников потребляет через сеть реактивную мощность. Ее передача из сети вызывает повышение потерь активной мощности, электроэнергии и напряжения в сети. Для уменьшения этих потерь и увеличения пропускной способности линий и трансформаторов предусматривается в сетях потребителей установка компенсирующих устройств (КУ).

Источниками реактивной мощности на предприятии являются синхронные двигатели, конденсаторные батареи высоковольтные и низковольтные (причем низковольтные в 2 раза дороже). Мощность высоковольтных конденсаторных батарей ограничивается пропускной способностью трансформатора. Выбор стандартных конденсаторных батарей осуществляется округлением до ближайшей меньшей мощности, при этом нужно стремиться к минимальному количеству стандартных компенсирующих устройств.

Определяется суммарная мощность требуемых компенсирующих устройств:

Qсум = Qp − Pp tgϕ,

(35)

где tgϕ – задается в задании на проектирование, принять tgϕ = 2,1.

21. Определяется реактивная мощность, которая может быть передана через трансформатор(ы):

15

Q = (S	нтр	n k	)2 − Р ,	(36)
птр		з	см

где Sнтр – номинальная мощность выбранного трансформатора, n – количество трансформаторов, kз – коэффициент загрузки трансформатора.

22. Выбирается мощность высоковольтных и низковольтных конденсаторных батарей. Мощность высоковольтных конденсаторных батарей ограничивается пропускной способностью трансформатора. Выбор стандартных конденсаторных батарей осуществляется округлением до ближайшей меньшей мощности. При этом нужно стремиться к минимальному количеству стандартных компенсирующих устройств.

23. При выборе коммутационной и защитной аппаратуры силовой сети, выбору подлежат неавтоматические выключатели, контакторы и магнитные пускатели, автоматические выключатели и предохранители.

Выбор неавтоматических выключателей контакторов и магнитных пускателей производится по номинальному току электрооборудования, типоисполнению, например реверсивные и нереверсивные магнитные пускатели, и с учетом условий работы аппарата по режиму и окружающей среде. Для защиты от перегрузок одиночных электроприемников в магнитные пускатели встраиваются тепловые реле.

Выбор тепловых реле производится по условию

Iтр = (1,2 1,3)Iном,	(37)
где Iтр – номинальный ток теплового реле;	Iном – номинальный ток

электроприемника.

Для защиты одиночных и группы электроприемников от коротких замыканий применяют плавкие предохранители. Выбор плавких вставок предохранителей осуществляется по двум основным условиям:

Iн.вс ≥ Iном;				(38)
Iн.вс	≥	1	Iпик ,	(39)
		k

где Iн.вс – номинальный ток плавкой вставки; Iном – максимальный расчетный ток присоединения; Iпик – пиковый ток группы защищаемых приемников; k – коэффициент, учитывающий условия пуска электроприемников.

16

24. Суммарные капиталовложения в комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) определяются в соответствии с оборудованием, входящим в

еесостав.

1)Шкаф ввода/вывода напряжения (ШВВ). Наличие шкафа определяется схемой питания подстанции на заводе (при магистральной схеме он необходим, при радиальной нет). В шкафу установлен выключатель нагрузки, используемый в качестве коммутационного аппарата.

2)Трансформатор (Т). Внутри цеха можно применять сухие трансформаторы, но они дороже. Масляные трансформаторы применяются внутри цеха при условии беспрепятственной выкатки их наружу.

3)Распределительные устройства низкого напряжения. Обязательным элементом является шкаф ввода низкого напряжения (ШВН).

4)Шкафы отходящих линий (ШОЛ). Их применяют при наличии мощных приемников.

5)Секционный шкаф (ШНС). Он применяется для двух трансформаторных подстанций при питании потребителей 1-й категории.

Суммарные капиталовложения в комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) можно определить по формуле:

K = Kтp + Kку + Kру + Kшк,

(40)

где Kтр – капитальные вложения на покупку трансформатора;

Kку – капитальные вложения на покупку компенсирующих устройств;

Kру – капитальные вложения на покупку распределительного устройства; Kшк – капитальные вложения на покупку шкафов ввода/вывода напряжения.

25. Выбор наилучшего варианта.

Наилучшим с экономической точки зрения считается вариант с наименьшими затратами. Варианты, отличающиеся меньшими, чем на 10 % считаются равноэкономическими. Среди равноэкономических вариантов предпочтительней варианты с наилучшими техническими показателями: 2 трансформатора с компенсацией на низкой стороне; хуже 1 трансформатор.

Выбор типа трансформаторов производится с учетом условий их установки, охлаждения, температуры и состояния окружающей среды и т. п. Для цеховых трансформаторов могут быть применены масляные трансформаторы, сухие и сухие с литой изоляцией, заменяющие трансформаторы с негорючим заполнением. При этом для внутрицеховых подстанций рекомендуется преимущественно применять сухие трансформаторы, для встроенных и пристроенных подстанций – масляные.

17

Для выбора наиболее выгодного варианта необходимо рассмотреть минимум 3 варианта с применением трансформаторов различной мощности и типа. Необходимо помнить, что при выполнении расчета с помощью ЭВМ сохранение расчета происходит на диск С в папку KR в файл под названием Raschet. При сохранении каждого следующего расчета этот файл будет перезаписан.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Перечислите особенности электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта.

2.Поясните порядок определения расчетной нагрузки.

3.Для чего рассчитывается эффективное число электроприемников?

4.Как определяется место расположения ГПП (ТП)?

5.Поясните порядок выбора мощности трансформатора участковой подстанции.

6.Нарисуйте схему электрических соединений КТП и поясните их конструктивное устройство.

7.Как производится компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения нетяговых потребителей предприятий ж.-д. транспорта?

8.Приведите классификацию основных типов электроприемников.

9.Надежность системы электроснабжения. Принципы обеспечения надежности. 10. Поясните порядок расчета колебания напряжения.

18

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Караев Р.И. Электрические сети энергосистемы / Р.И. Караев, С.Д. Волобринский, И.Н. Ковалев. – М.: Транспорт, 1988. – 480 с.

2.Князевский Б.А. Электроснабжение промышленных предприятий / Б.А. Князевский, Б.Ю. Липкин. – М.: ВШ, 1986. – 400 с.

3.Электроснабжение промышленных предприятий: методические указания к курсовому проектированию / сост. Ю.П. Свиридов, С.М. Пестов. – Ульяновск, 2005. – 42 с.

4.Основы электроснабжения промышленных предприятий / А.А. Ермилов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

5.Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий / Б.И. Кудрин. –

М.: «Интермет Инжиниринг», 2005.

7.Справочник по проектированию электроснабжения / под ред. Ю.Г. Барыбина.

– М.: Энергоатомиздат, 1990.

8.Кноринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Г.М. Кноринг, Г.М. Фадин, В.Н. Сидоров – 2-е издание. – СПб.: Энергоатомиздат, 1992.

19

ПРИЛОЖЕНИЯ

Образец оформления титульного листа пояснительной записки

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ (КОНТРОЛЬНАЯ) РАБОТА по дисциплине

«Основы электроснабжения предприятий транспорта»

Вариант №

Выполнил: студент 3 курса

(Ф.И.О.)

Группа

Проверил: Козменков О.Н.

Самара 2012

20