1. Выбор и обоснования схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта. 3

Название	1. Выбор и обоснования схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта. 3
Дата	14.05.2018
Размер	308.38 Kb.
Формат файла
Имя файла	Kursovaya_Lomikhina.docx
Тип	Реферат #43713
страница	4 из 4

1 2 3 4

5.Выбор силовых трансформаторов.

Трансформатор - это электромагнитный статический преобразователь с двумя или более неподвижными обмотками, который преобразует параметры переменного тока: напряжение, ток, частоту, число фаз.

Трансформаторы разделяются, в зависимости от:

- числа фаз преобразуемого напряжения, на однофазные и многофазные

(обычно трёхфазные);

- числа обмоток, приходящихся на одну фазу трансформируемого напряжения, на двухобмоточные и многообмоточные;

- способа охлаждения, на сухие (с воздушным охлаждением) масляные

(обмотки и магнитная система погружаются в металлический бак, заполненный трансформаторным маслом).

- от формы магнитопровода: на стержневые, броневые и бронестержневые;

- от назначения: силовые общего назначения, специального назначения, импульсные, для преобразования частоты;

Число и мощность трансформаторов выбирается по:

- Графику нагрузки потребителя и подсчитанным величинам средней и максимальной мощности;

- Технико-экономическим показателям отдельных намеченных вариантов числа и мощности трансформаторов с учётом капитальных затрат и эксплуатационных расходов;

- Категории потребителей с учётом наличия у потребителей нагрузок 1-й категории, требующих надежного резервирования;

- Экономически целесообразному режиму, под которым понимается режим, обеспечивающий минимум потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки.

Ориентировочно выбор числа и мощности трансформаторов может производиться по удельной плотности нагрузки (кВ*А/м2) и полной расчётной нагрузке объекта (кВ*А).

Число и мощность трансформаторов выбирается по перегрузочной способности трансформатора. Допустимые суммарные перегрузки для трансформаторов, установленных внутри помещения, не должно превышать 20%. После выявления всех перечисленных показателей сравниваемых вариантов рассматривают вопрос об обеспечении необходимой надежности и резервирования электроснабжения при выходе из строя одного из трансформаторов. ПУЭ допускается до 140% в аварийном режиме продолжительностью 5 суток не более 6 часов в сутки

1 вариант

Sтр =

, кВ*А

Sтр =

= 143,6 кВ*А

kз =

kз =

= 0,77

При аварии оставшийся в работе трансформатор сможет пропустить мощность 1,4* S_n ≥ S_м_a_х
1,4*160≥201,1
Таблица 3 – Каталожные данные трансформаторов

ТМ-100/10	ТМ-160/10
Uвн = 10 кВ	Uвн = 10 кВ
Uнн = 0,4 кВ	Uнн = 0,4 кВ
∆Pxx = 0,365 кВт	∆Pxx = 0,565 кВт
Pкз = 1,97 кВт	Pкз = 2,65 кВт
Uкз = 4,5 %	Uкз= 4,5 %
Iхх = 2,6 %	Iхх = 2,4 %

Определяю потери активной мощности в трансформаторе:

1. ∆Р_т = ∆Р_ст+ ∆Р_об*К_з² , кВт

∆Р_ст≈ Pхх = 0,365 кВт;

∆Р_об ≈ Pкз = 1,97 кВт;

∆Р_т = 0,365 + 1,97 * 0,77² = 1,5 кВт

Определяю потери реактивной мощности в трансформаторе:

∆Q_ст≈I_хх*S_н.т* 10^-2 = 2,6 * 100 *10^-2= 2,6 кВар

∆Q_рас≈U_кз * S_н.т* 10^-2 = 4,5 * 100 *10^-2 = 4,5 кВар

∆Q_т = ∆Q_ст + ∆Q_рас* К_з² , кВар

∆Q_т = 2,6 + 4,5 * 0,77² = 5,2 кВар

Определяю полные потери мощности в трансформаторе:

∆Sт = √Р_т²+ Q_т² = √1,5² + 5,2² = 5,4кВ*А

Определяю потери активной энергии в трансформаторе:

t = 8760 *

= 2920 ч

∆W_а.т = ∆W_ст+ ∆W_об = ∆Р_ст*t + ∆Р_об*К_з² *τ = ∆Рхх* t+∆Ркз * К_з² *τ, кВт* ч

∆W_а.т= 0,365 *2920 + 1,97*0,77²*3900 = 5621 кВт* ч

Определяю потери реактивной энергии в трансформаторе:

∆W_р.т =S_н.т*(I_хх* t + U_кз * К_з²*τ) * 10^-2, кВар* ч

∆W_р.т= 100 * (2,6* 2920 +4,5 *0,77² *3900) *10^-2 = 17997,3кВар* ч

Определяю полные потери энергии в трансформаторе:

∆W_т= √∆W_а.т² + ∆W_р.т², кВ*А* ч

∆W_т= √5621² + 17997,3² = 18854,4кВ*А*ч

Определяю потери активной мощности в трансформаторе:

2. ∆Р_т = ∆Р_ст+ ∆Р_об*К_з² , кВт

∆Р_ст≈ Pхх = 0,565 кВт;

∆Р_об ≈ Pкз = 2,65 кВт;

∆Р_т = 0,565 + 2,65 * 0,77² = 2,13 кВт

Определяю потери реактивной мощности в трансформаторе:

∆Q_ст≈I_хх*S_н.т* 10^-2 = 2,4 * 160 *10^-2= 3,84 кВар

∆Q_рас≈U_кз * S_н.т* 10^-2 = 4,5 * 160 *10^-2 = 7,2 кВар

∆Q_т = ∆Q_ст+ ∆Q_рас* К_з² ,кВар

∆Q_т = 3,84 + 7,2 * 0,77² = 8,11 кВар

Определяю полные потери мощности в трансформаторе:

∆Sт = √Р_т²+ Q_т² = √2,13² + 8,11² = 8,3кВ*А

Определяю потери активной энергии в трансформаторе:

t = 8760 *

= 2920 ч

∆W_а.т = ∆W_ст+ ∆W_об = ∆Р_ст*t + ∆Р_об*К_з² *τ = ∆Рхх* t+∆Ркз * К_з² *τ, кВт* ч

∆W_а.т= 0,565 *2920 + 2,65*0,77²*3900 = 1649,8 кВт* ч

Определяю потери реактивной энергии в трансформаторе:

∆W_р.т =S_н.т*(I_хх* t + U_кз * К_з²*τ) * 10^-2, кВар* ч

∆W_р.т= 160 * (2,4* 2920 +4,5 *0,77² *3900) *10^-2 = 27861,4кВар* ч

Определяю полные потери энергии в трансформаторе:

∆W_т= √∆W_а.т² + ∆W_р.т², кВ*А* ч

∆W_т= √1649,6² + 27861,4² = 27910,2кВ*А*ч

2 - вариант
kз =

= 0,62

Таблица 4- Каталожные данные трансформаторов

ТМ-160/10	ТМ-160/10
Uвн = 10 кВ	Uвн = 10 кВ
Uнн = 0,4 кВ	Uнн = 0,4 кВ
∆Pxx = 0,565 кВт	∆Pxx = 0,565 кВт
Pкз = 2,65 кВт	Pкз = 2,65 кВт
Uкз = 4,5 %	Uкз= 4,5 %
Iхх = 2,4 %	Iхх = 2,4 %

Определяю потери активной мощности в трансформаторе:

∆Р_т = ∆Р_ст+ ∆Р_об*К_з² , кВт

∆Р_ст≈ Pхх = 0,565 кВт;

∆Р_об ≈ Pкз = 2,65 кВт;

∆Р_т = 0,565 + 2,65 * 0,62²= 1,6 кВт

Определяю потери реактивной мощности в трансформаторе:

∆Q_ст≈I_хх*S_н.т* 10^-2 = 2,4 * 160 *10^-2= 3,84 кВар

∆Q_рас≈U_кз * S_н.т* 10^-2 = 4,5 * 160 *10^-2 = 7,2 кВар

∆Q_т = ∆Q_ст+ ∆Q_рас* К_з² ,кВар

∆Q_т = 3,84 + 7,2 * 0,62² = 6,6 кВар

Определяю полные потери мощности в трансформаторе:

∆Sт = √Р_т²+ Q_т² = √1,6² + 6,6² = 6,79кВ*А

Определяю потери активной энергии в трансформаторе:

t = 8760 *

= 2920 ч

∆W_а.т = ∆W_ст+ ∆W_об = ∆Р_ст*t + ∆Р_об*К_з² *τ = ∆Рхх* t+∆Ркз * К_з² *τ, кВт* ч

∆W_а.т= 0,565 *2920 + 2,65* 0,62²*3900 = 5622,5кВт* ч

Определяю потери реактивной энергии в трансформаторе:

∆W_р.т =S_н.т*(I_хх* t + U_кз * К_з²*τ) * 10^-2, кВар* ч

∆W_р.т= 160 * (2,4* 2920 +4,5 * 0,62²*3900) *10^-2 = 22006,7кВар* ч

Определяю полные потери энергии в трансформаторе:

∆W_т= √∆W_а.т² + ∆W_р.т², кВ*А* ч

∆W_т= √5622,5² + 22006,7² = 22713,5кВ*А*ч

Окончательно выбираю 2 вариант, два трансформатора S=160 кВ*А и S=160 кВ*А

6.Расчет токов короткого замыкания на шинах 0,4 кВ цеховой подстанции.

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока. Всё электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учётом величин этих токов. Различают следующие виды коротких замыканий:

- трёхфазные (симметричные) - когда три фазы соединяются между собой без соединения с землей;

- однофазные - одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю;

- двухфазные - две фазы соединяются между собой без соединения с землей;

- двойное замыкание на землю – две фазы соединяются между собой и с землей.

Для предотвращения коротких замыканий необходимо правильно вычислить величины токов короткого замыкания и по ним выбирать необходимую аппаратуру, защиту и средства для ограничения токов короткого замыкания.

При отсутствии данных r₀ можно определить расчётным путём:

r₀ =

,

где;

S – сечение проводника, мм²

γ – удельная проводимость металла, м/Ом∙мм²

Принимается:

γ= 30 м/Ом∙мм² для алюминия;

γ= 50 м/Ом∙мм²для мед

γ= 30 м/Ом∙мм² для стали

При отсутствии данных х₀ можно принять равным

х₀ = 0,4 м/Ом∙мм² – для воздушных линий;

х₀ = 0,06 м/Ом∙мм² – для кабельных линий

х_{0 пр} = 0,09 м/Ом∙мм² – для проводов;

х₀ = 0,15 м/Ом∙мм² – для шинопроводов

При расчёте однофазных токов короткого замыкания значение удельных индуктивных сопротивлений петли «фаза-нуль» принимается равным:

х₀ = 0,15 м/Ом∙мм² –для кабельных линий до 1 кВ и проводов в трубах;

х₀ = 0,6 м/Ом∙мм² –для воздушных линий до 1 кВ;

Удельное активное сопротивление петли «фаза-нуль» определяется для любых линий по формуле:

r_оп = 2r₀

Производим расчет токов короткого замыкания: $d:\cossaks\архивы\электромеханика\эсн_\рисунки\7.0.jpg$

$c:\documents and settings\admin\рабочий стол\7.2.jpg$ $c:\documents and settings\admin\рабочий стол\7.3.jpg$

Заключение

Системы электроснабжения, обеспечивающие электрической энергией промышленные объекты, оказывают существенное влияние на работуэлектроприводов, осветительных, преобразовательных и электротехнологических установок и, в конечном счете, на производственный процесс в целом. Надежное и экономичное снабжение электроприемников электроэнергией требуемого качества — необходимое условие нормального функционирования любого промышленного предприятия.

В связи с этим специалисты в области электроснабжения должны иметь глубокие знания целого комплексавопросов проектирования электроустановок промышленных объектов.

Системы электроснабжения, обеспечивающие электрической энергией промышленные объекты, оказывают существенное влияниена работу электроприводов, осветительных, преобразовательных и электротехнологических
установок и, в конечном счете, на производственный процесс в целом.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок.

г. Астана, 2016 г., 320 стр. (министерство энергетики и министерство ресурсов РК).

2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П., Электрическая часть электростанций и подстанций.

М.: Энергоатомиздат, 2016 г., 608 стр.

3. Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий и установок.

М.: Высшая школа, 2014 г., 376 стр.

4. Алиев И.И., Справочник по электротехники и электрооборудованию.

Ростов-на-Дону: Феникс, 2015 г., 480 стр.

5. Кнорринг Г.М., Справочник для проектирования электрического освещения.

М.: Энергия, 2016 г., 390 стр.

6. Шеховцов В.П., Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению.

М.: Форум, 2016 г, 136 стр.

7. Шеховцов В.П., Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования.

М.: Форум: ИНФРА-М, 2016 г., 214 стр.

1 2 3 4