- •1. Общие сведения о цели и порядке выполнения заданий
- •2. Текст заданий
- •2.1. Задание №1. Расчет электрических нагрузок Выбор сечения кабельных и воздушных линий электрических сетей
- •2.2. Задание № 2. Расчет токов короткого замыкания
- •3. Методические рекомендации
- •3.1. Расчет электрических нагрузок. Определение расчетных токов
- •3.2. Выбор сечения линий электропередачи
- •3.3. Расчет токов короткого замыкания.
- •Базисные напряжения принимаются равными средним номинальным напряжения сети
- •4.Исходные данные
- •5. Схемы электроснабжения
2. Текст заданий
2.1. Задание №1. Расчет электрических нагрузок Выбор сечения кабельных и воздушных линий электрических сетей
Задание №1 (РГР1) содержит две задачи.
Задача 1. Расчет электрических нагрузок.
Найти расчетные мощности и токи по кабельным линиям к электродвигателям Д1 и Д2, кабельным линиям Л3 и Л4 и воздушной линии Л1.
Задача 2. Выбор сечения кабельных и воздушных линий.
Выбрать тип и сечения кабельных линий к каждому из электродвигателей Д1 и Д2, кабельных линий Л3 и Л4 и воздушной линии Л1.
2.2. Задание № 2. Расчет токов короткого замыкания
Задание №2 (РГР2) содержит три задачи.
Задача 1. Найти наибольшие значения установившихся, начальных (сверхпереходных) и ударных з токов короткого замыкания (КЗ), протекающие через каждый из электрических аппаратов в РУ-6 кВ ГПП. Расчет выполнить методом относительных единиц.
Задача 2. Найти наибольшие значения установившихся, начальных и ударных токов КЗ, при КЗ на шинах 6 кВ РП (КТП). Расчет выполнить методом относительных единиц.
Задача 3. Проверить значения токов КЗ от энергосистемы, найденные в задачах 1 и 2, методом именованных единиц.
Студенты специальности АЭ выполняют домашние задания в полном объеме. Студенты специальности ТЭ выполняют домашние задания в сокращенном виде по указанию преподавателя. .
3. Методические рекомендации
3.1. Расчет электрических нагрузок. Определение расчетных токов
За расчетный ток при выборе сечения кабельных линий к одиночному электродвигателю (двигатели Д1 и Д2 на рисунках 1-9) рекомендуется принимать номинальный ток этого двигателя I НОМ., который определяется по паспортным данным из выражения
I НОМ. = Р НОМ. /( U НОМ. η cosφ), (1)
где Р НОМ., U НОМ,. η и cosφ – номинальные (паспортные) значения из исходных данных
Для нахождения расчетного тока при выборе сечения кабельных линий Л3 и Л4 необходимо сначала определить расчетные мощности силовой нагрузки и освещения, которые питаются по выбираемой линии.
Расчет электрических нагрузок для выбора сечения кабельных линий Л3 и Л4 рекомендуется выполнять методом коэффициента максимума (методом упорядоченных диаграмм) и методом коэффициента спроса. При этом расчетную активную мощность силовой нагрузки Р Р.С, при числе электродвигателей n ≥ 4, определяют методом коэффициента максимума по выражению
PР.С == КИ * КМ * РУСТ, (2)
где КИ - коэффициент использования;
КМ - коэффициент максимума;
КМ т - установленная мощность.
В качестве коэффициента использования студентам специальности ТЭ можно принять средневзвешенное значение коэффициента загрузки К З.СР
КИ = К З.СР = , (3)
где n - суммарное число электродвигателей, получающих питание по рассматриваемой кабельной линии; К З – коэффициент загрузки i-ого электродвигателя.
Студентам специальности АЭ необходимо учесть коэффициент включения.
Коэффициент максимума КМ определяется по справочной литературе в зависимости от коэффициента использования КИ и эквивалентного числа электродвигателей nЭ [2,3,4.5].
Реактивная мощность силовой нагрузки Q Р.С определяется из выражения
Q Р.С = К М.Р* КИ * , (4)
где К М.Р. - коэффициент максимума реактивной мощности (принимает два
значения: 1,0 при nЭ >10 или 1,1 при nЭ ≤10 [2,3];
QНОМ - реактивная мощность, потребляемая электродвигателем в номинальном режиме работы
QНОМ = РНОМ * tgφ / η, (5)
где tgφ определяется через коэффициент мощности двигателя, известный из паспортных данных (см. таблицу 4).
Расчетная мощность освещения РР.О. определяется методом коэффициента спроса КС.О. по выражению
РР.О = КС.О *Р УСТ.О, (6)
где КС.О - коэффициент спроса освещения; Р УСТ.О. - установленная мощность осветительных приборов (принимается 10% от установленной мощности силовых нагрузок).
Значения – коэффициент спроса КС.О для освещения приведены в [2 3]: КС.О =1 для небольших производственных зданий и для линий, питающих отдельные осветительные щитки; КС.О =0,85 для крупных производственных зданий, состоящих из многих помещений; КС.О с=0,8 для административно-бытовых корпусов и т.д.
Реактивной мощностью, расходуемой аппаратами в цепях управления освещением, пренебрегаем.
Полная расчетная мощность SР по кабельным линиям Л3 (или Л4):
SР = , (7)
Расчетный ток
IР= SР / ( *U), (8)
где U - номинальное напряжение электрической сети, в которой расположена рассматриваемая линия.
Расчетная мощность воздушной дикий Л1 (Л2) складывается из расчетной мощности нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, и потерь мощности в трансформаторе Т1 (Т2) ГПП.
Расчетная мощность нагрузки, , подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, определяется по заданному графику нагрузки в часы максимума (таблица 3).
При выборе сечения воздушных линий за расчетную принимается максимальная из средних значений мощности на интервале в 30 минут. В соответствии с таблицей 3 для интервала в 30 минут известно три значения активной мощности. Следовательно, среднее значение
P СР = . (9)
По определению расчетная мощность равна наибольшей из средних, т.е.
РР.Н = РСР.НАИБx (10)
Для нахождения РСР.НАИБx нужно найти 30-тиминутный интервал, для которого ΣРi в (9) наибольшая.
Для определения расчетной реактивной мощности QР нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, используются заданные в таблице 2 значения потребленной за год активной энергии W АГ, потребленной за год реактивной энергии W РГ, времени использования максимума нагрузки Т М, и коэффициента реактивной мощности tgφ. В исходных данных заданы только две величины из четырех перечисленных. При этом в зависимости от номера варианта Для определения расчетной реактивной мощности QР.Н нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, используются следующие формулы.
Если задано значение tgφ, то
QР.Н = РР * tgφ . (11)
Если tgφ не задан, то его значение определяется
tgφ = W РГ / W АГ (12)
Если значение W АГ г не задано, то
W АГ == РР * Т М. (13)
Расчетная активная (реактивная) мощность воздушной дикий Л1 (Л2) равна сумме расчетной активной (реактивной) мощности нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, и потерь активной (реактивной) мощности в трансформаторе Т1 (Т2) ГПП.
Расчетные потери активной мощности в трансформаторе
ΔРТ = РХ + * РК (14)
где РХ - потери мощности холостого хода;
РК -потери мощности в обмотках при протекании по ним номинальных токов (в паспорте трансформатора указывается как потери короткого замыкания);
β- коэффициент загрузки трансформатора.
При выполнении домашнего задания значение РХ и РК находятся из справочной литературы по известному типу трансформатора Т1(табл. 2).
Коэффициент загрузки трансформатора
β=SР./S НОМ. (15)
где Sр.Н – расчетная мощность нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП
Sр.Н. = (16)
где РР.Н и QР.Н определяются по формулам (9) - (13).
Расчетные потери реактивной мощности в трансформаторе
ΔQТ = [IХ%/100% +( *UК%)/100%]SНОМ. (17)
где IХ% и UК%-ток холостого хода (в процентах) и напряжение короткого замыкания (в процентах) из паспортных данных трансформатора (по справочной литературе).
Расчетные мощности нагрузки по линии Л1 (Л2)
РР.Л = РР.Н + ΔРТ ; (18)
Q Р.Л = QР. + ΔQТ ; (19)
S Р.Л = . (20)
Расчетный ток по линии Л1 (Л2) определяется по выражению (8).