16

Министерство высшего образования Российской Федерации

Тверской Государственный Технический Университет

Кафедра электроснабжения и электротехники

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Часть II

(электроснабжение)

Методические указания к практическим занятиям

для студентов дневной и заочной форм обучения

специальности 140211

Тверь 2011

Методические указания разработаны в соответствии с государственным образовательным стандартом направления 650900, специальность 140211. Предназначены для студентов дневной и заочной форм обучения.

Методические указания обсуждены и рекомендованы к печати на заседании кафедры ЭС и Э (протокол №2 от 27 сентября 2010 г.).

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Часть II

(электроснабжение)

Методические указания к практическим занятиям

для студентов дневной и заочной форм обучения специальности 140211

Составитель: Енин А.С.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности 140211 всех форм обучения. Они соответствуют рабочим программам и могут быть использованы для проведения практических занятий и выполнения контрольных работ.

Вариант индивидуального задания предлагается преподавателем или принимается в соответствии с номером зачётной книжки студента по таблицам приложения.

1. Контрольные задания

Задание №1. Выбрать основные элементы схемы электроснабжения цеховых распределительных пунктов РП1, РП2 и РП3 (рис.1). Исходные и справочные данные приведены в таблицах П1…П9.

Задание №2. Выбрать мощность силового трансформатора цеховой подстанции, используя результаты решения задачи №1.

Задание №3. Выбрать и проверить защитную аппаратуру цеховой электросети, используя результаты решения задач №1 и №2.

2.Методические указания

К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

2.1. Задание №1

Для выбора элементов электрической сети напряжением до 1000 В следует произвести расчет электрических нагрузок [1].

Общая методика определения расчетных электрических нагрузок промышленных потребителей изложена в [2,3,4]. В соответствии с методом упорядоченных диаграмм в цеховых электросетях рассчитываются нагрузки трёх уровней.

I уровень – это линии электрической сети, связывающие отдельные элетроприемники (ЭП) с узлом нагрузки - шинопроводом (ШР) или распределительным пунктом (РП), к которому они подключены. Нагрузка первого уровня определяется по формулам:

P_MI = К_З*Р_НОМ ≈ Руст, кВт; Q_MI = P_MI*tg _НОМ, квар,

где: Руст – установленная мощность ЭП, кВт; Р_НОМ - номинальная мощность приводного электродвигателя (ЭД), кВт; tg_НОМ - номинальный коэффициент реактивной мощности; Кз – коэффициент загрузки ЭД по активной мощности.

Рис.1 Схема электроснабжения цеха

Предварительно по справочникам [3,5,6] или по таблице П3 необходимо выбрать тип электродвигателя в соответствии с исходными данными.

Для ЭД механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме, необходимо учесть продолжительность включения (ПВ):

Р_НОМ=Р_ПАСП*√ПВ.

Результаты расчёта нагрузки первого уровня сводятся в таблицу П4.

II уровень - это линии электрической сети, обеспечивающие связь между узлами электрической нагрузки, например, между РП и цеховой трансформаторной подстанцией (ЦТП). Расчетная нагрузка этого уровня определяется по формулам:

Р_МII = К_М*ΣК_Иi*Р_УСТi = Км*Рсм, кВт,

Q_МII = К_МQ*ΣК_Иi*Р_УСТi*tgφ_СМi = К_МQ*Q_СМ , квар,

где: К_иi - коэффициент использования отдельного ЭП, входящего в группу (принимается по таблице П2); K_M, K_MQ - коэффициент максимума группы ЭП по активной и реактивной мощности соответственно; ΣК_Иi*Р_УСТi = Рсм – среднесменная нагрузка группы ЭП, кВт; tgφ_СМi - среднесменный коэффициент реактивной мощности отдельного ЭП.

При этом K_M = f(n_Э,К_ИГР),

где: n_Э - эффективное число ЭП в группе; К_ИГР - групповой коэффициент использования за наиболее загруженную смену.

n_Э = (ΣР_УСТi )² / ΣР²_УСТi ,

К_ИГР = (ΣК_Иi*Р_УСТi) / ΣР_УСТi .

Используя значения n_Э и К_ИГР по [2,3] находят Км.

К_МQ = 1 при n_Э > 10 или К_МQ = 1,1 при n_Э ≤ 10 .

В ряде случаев Км = 1. Это справедливо для ЭП, имеющих К_И ≥ 0,6 и равномерный график нагрузки, например, для вентиляторов, дымососов, компрессоров и т.д.

Расчет производится отдельно для каждого узла нагрузки – РП, ШР. На основании расчетной нагрузки II уровня выбирается питающая сеть: линии W24, W25, W26.

Расчётная нагрузка линий W25 и W26 равна нагрузкам II уровня РП2 и РП3 соответственно, а нагрузка W24 определяется как сумма нагрузок РП1 и РП2 умноженная на коэффициент разновремённости (Кр = 0,7…1).

Результаты расчёта нагрузки второго уровня сводятся в таблицу П5.

Выбор марок проводов и кабелей производится по рекомендациям, изложенным в [1,5,6]. В контрольном задании выбираются и проверяются только проводники, указанные в таблице П6.

Сечение проводников в общепромышленных сетях напряжением до 1000 В выбирается по длительно допустимому току I_ДД, после чего электрическая сеть проверяется по потере напряжения.

I_ДД ≥ I_{РАБ max} = I_Мj,

где I_{РАБ max} - максимальный рабочий ток линии, А; I_Мj - расчётный ток соответствующего уровня, А.

При расчетах следует учитывать способ прокладки проводников.

После выбора проводников производится их проверка по допустимой потере напряжения:

ΔU = Σ(√3*I_Мj *R_j *cosφ_j + √3*I_Мj *X_j *sinφ_j) =

= Σ(P_Мj*R_j + Q_Мj*X_j) / U_НОМ, В,

где P_Мj, Q_Мj - расчетная нагрузка соответствующего уровня, Вт, вар; R_j, X_j - активное и реактивное сопротивление соответствующих участков сети, Ом; U_НОМ - номинальное напряжение, В.

В соответствии с [7] отклонение напряжения от номинального на зажимах ЭД в нормальном режиме работы допускается в пределах 5 %. Учитывая, что на шинах ЦТП, как правило, U = 400 В, следует определить, находится ли напряжение на зажимах ЭД в заданных пределах. Если потеря напряжения окажется больше допустимой, следует увеличить сечение проводников.

Результаты расчёта сводятся в таблицу П7.