Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу
 Скачать 3.43 Mb.
|
U - напряжение на зажимах электрической машины [ В ];Cоs φ ; Cоs φ 2 - коэффициент мощности потребителя электрической энергии до и после подключения фазосдвигающего конденсатора. Экономия электрической энергии Δ W [ Вт час ] вследствие уменьшения реактивных потерь линии за время t [ час ] определяет выражение:
где: R - сопротивление фазного провода линии электропередачи от трансформатора до потребителя электрической энергии [ Ом ]. Экономия возможна при увеличении загрузки сети. При снижении коэффициента мощности Cos φ с 1 до 0,8 сила тока возрастает в 1,25 раза: 1 / 0,8 = 1,25. Потери на нагрев проводов растут пропорционально квадрату тока линии: 1,25 2 = 1,56. При Cos φ = 0,5 потери возрастают в 4 раза. Для компенсации потерь устанавливают фазосдвигающие конденсаторы типов КМ (с пропиткой диэлектрика минеральным маслом) и КС (с пропиткой диэлектрика синтетическими жидкостями с высокой диэлектрической проницаемостью) В обозначении конденсатора КМ1 – 0,22 – 4,5 – 3У3 первая цифра обозначает габарит ( размеры ) конденсатора, вторая – рабочее напряжение в киловольтах [кВ], третья – полную мощность S [ кВАр ], четвертая – трехфазное исполнение, У3 – умеренный климат. Емкость С [ Ф ] фазосдвигающего конденсатора при частичной компенсации сдвига фаз определяется выражением:
Из выражения (4.52) определяется тангенс угла потерь tg φ2 после компенсации:
Из ( 4.53 ) определяется полная потребляемая мощность S2 [ ВА] электроприемника при неполной компенсации сдвига фаз:
где φ1и φ2 - углы сдвига фаз между током и напряжением на зажимах электрической машины до и после компенсации; Q 2 -потребляемая электроприемником реактивная мощность после неполной компенсации сдвига фаз [ ВАр ]; ω- круговая частота питающего тока. Величина емкости конденсатора С [ Ф ] при полной компенсации сдвига фаз между током и напряжением на зажимах электрической машины . определяется выражением:
Таблица 4.16 Значения коэффициента с в зависимости от материала провода
5 Выбор шинопроводов, проводов и кабелей на напряжение до 1 кВ Устройство для канализации электрической энергии на предприятиях, состоящее из горизонтальных изолированных изоляторами шин, как правило, защищенных ограждающими конструкциями, называются шинопроводами. Шинопроводы главным образом применяются в электроустановках напряжением до 1 кВ для передачи больших мощностей. 5.1 Шинопроводы Основными преимуществами шинопровода перед другими типами линий напряжением до 1 кВ являются: 1 легкая перестановка, замена и изменение длины ответвлений при эксплуатации, что обеспечивает питание электроприемников при перестановке или замене технологического оборудования, как правило, без перестановки или замены шинопровода; 2 возможность проведения электромонтажа после окончания строительных работ и установки оборудования; 3 малая стоимость и высокая скорость электромонтажных работ; 4 высокая надежность проводников и изоляции современных конструкций шинопроводов; 5 возможность незначительной реконструкции сети путем частичного демонтажа или добавления новых секций шинопроводов; 6 возможность многократного использования секций и других узлов шинопроводов без снижения показателей надежности. По этим причинам шинопроводы стали основным видом линий электрических сетей напряжением до 1 кВ. Шинопроводы не могут применяться во взрывоопасных зонах, а также в сложных условиях окружающей среды. Шинопроводы мгут быть открытыми и защищенными. Открытые шинопроводы представляют собой неизолированные шины, проложенные на изоляторах по опорным конструкциям на высоте не менее 3,5 м от пола и 2,5 м от настила грузоподъемного крана Защищенные магистральные шинопроводы по сравнению с незащищенными: имеют высокую строительную готовность; малогабаритны и ремонтопригодны; имеют повышенную надежность. Длина секций шинопроводов унифицирована и кратна 770 мм. Сечение короба магистрального шинопровода 160 300 мм. Выпускают секции прямые, переходные, подгоночные. Троллеи, троллейные шинопроводы, кабели в лотках и блоках труб прокладывают на высоте 7 – 15 м вдоль стены, по подкрановой балке. Характеристики магистральных шинопроводов приведены в таблице 5.1. Магистральные шинопроводы предназначены для питания распределительных шинопроводов и распределительных пунктов и отдельных мощных электроприемников. Таблица 5.1 – Технические данные магистральных шинопроводов
Магистральные шинопроводы (тип ШМА на токи 1600 А, 2500 А, и 4000 А) собраны из вертикально расположенных (на ребро) изолированных изоляторами шин, находящихся внутри перфорированного кожуха. Число спаренных шин магистрального шинопровода 3, 4, 6. Магистральный шинопровод состоит из прямых и угловых секций с поворотом шин на ребро (на плоскость), ответвительных вертикальных и горизонтальных секций (в том числе с автоматами, плавкими вставками и рубильниками). Соединение шин при сборке блоков – в основном сваркой. Магистральные шинопроводы в цеху прокладывают на стойках высотой 3 м. В качестве опорных конструкций могут применяться кронштейны и тросовая подвеска. Для агрессивных сред гальванических цехов и участков применяют магистральные шинопроводы переменного тока ШМА – Х на токи 2500 А и 4000 А и шинопроводы постоянного тока ШМАД и ШМАДК на напряжение 1200 В и токи: 1600 А, 2500 А, 4000 А и 6300 А. Распределительные шинопроводы ШРА рассчитаны на номинальные токи: ШРМ – 100 А и 250 А; ШРА – 250 А, 499 А и 630 А. Технические характеристики распределительных шинопроводов (номинальные ток IН А и напряжение U Н В, активное r0 = R/L Ом/км и реактивное х0 = X/L Ом/км сопротивление фазы и сечение шин мм мм приведены в таблице 5.2. Таблица 5.2 – Технические характеристики распределительных шинопроводов
Распределительные шинопроводы ШРА с алюминиевыми и ШРМ с медными шинами предназначены для передачи электрической энергии напряжением 220 / 380 В с возможностью непосредственного подключения электроприемников с глухо заземленной нейтралью. Поперечное сечение короба распределительного шинопровода 80 260 мм. Технические характеристики осветительных шинопроводов переменного тока приведены в таблице 5.3. Таблица 5.3 – Технические характеристики осветительных шинопроводов
Технические характеристики троллейных шинопроводов переменного тока приведены в таблице 5.4. Таблица 5.4 – Технические характеристики троллейных шинопроводов
5.2 Провода и кабели В городах и крупных поселках с плотной застройкой передачу электрической энергии напряжением от 10 до 0,4 кВ чаще всего осуществляют кабельными линиями электропередач. Кабели, проложенные в каналах, надежно защищены от механических повреждений и доступны для осмотра и ревизии при эксплуатации. Если сооружение кабельных каналов невозможно или нецелесообразно, а изменение трассы влечет за собой большое удлинение линии, кабели прокладывают в бороздах пола. Если трасса не горизонтальна, то проложенный по ней кабель с бумажной, нормально пропитанной изоляцией будет постепенно осушаться из-за стекания пропиточной массы. По территории предприятия кабели прокладывают: в кабельных сооружениях (тоннелях до 100 кабелей; каналах до 30 кабелей; эстакадах до 50 кабелей; галереях больше 50 кабелей); по наружным несгораемым стенам зданий или по несгораемым поверхностям наружных сооружений предприятия; в земле (в траншеях — до 8 кабелей); в трубах, проложенных открыто или под землей (до 20 кабелей); по воздуху (на тросе или путем применения тросовых кабелей). В городах и поселках кабели обычно прокладывают в траншеях и гораздо реже в трубах под землей. Кабельные линии универсальные устройства передачи электроэнергии. Особенно выгодно их использование при относительно длинных линиях, тяжелых условиях окружающей среды, применении неразветвленных линий. Воздушные сети напряжением от 10 до 0,23 кВ применяются для распределения электрической энергии в поселках (напряжением 0,4 кВ в городах для уличного освещения). Для воздушных линий электропередач широкое применение находят изолированные и голые провода с одно- или многопроволочными токоведущим жилами. Электропроводки силовых и осветительных сетей, цепей связи, сигнализации, управления, измерения, в абсолютном большинстве случаев, выполняю изолированными проводами. Если при эксплуатации требуются частые или существенные изменения схем проводки, то ее прокладывают в установочных пластмассовых (реже металлических) коробах. На предприятиях применяют тросовые электропроводки, когда пучок проводов крепят к натянутому в цехе металлическом тросу. Несущие электропроводку тросы заземляют проводниками сечением 2,5 мм2, присоединяя их к нулевому проводу или к шине, соединенной с контуром заземления. Электроприемники подъемно-транспортных устройств (кранов, электроталей и тележек) питают гибкими кабелями или по троллеям, в том числе применяют троллейные шинопроводы заводского изготовления. Маркировка кабелей и проводов: АСБ — кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной изоляцией свинцовой оболочкой, ленточной броней, покрытой пряжей; ААБ — как АСБ, но с алюминиевой оболочкой; АСБГ — как АСБ, но без пряжи (неизолированный); АСРГ — как АСБГ, но кабель не бронирован, с резиновой изоляцией жил. ААШв — с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, с наружным покровом из поливинилхлоридного шланга (покров не поддерживает горения, поэтому рекомендуется для широкого применения); АНРГ — как АСРГ, но с оболочкой из негорючей найритовой резины. В марках кабеля первая буква обозначает материал жил (А — алюминий; отсутствие буквы А в маркировке означает наличие медной жилы), вторая — материал оболочки (А — алюминий, С -— свинец). Буква Б означает, что кабель бронирован стальными лентами; буква Г — отсутствие наружного покрова; Шв — наружный покров выполнен в виде шланга из поливинилхлорида. Изоляция: Р — резиновая, П — полиэтиленовая, В — поливинилхлоридная, отсутствие обозначения — бумажная с нормальной пропиткой. Броня стальными лентами — Б; плоской оцинкованной стальной проволокой — П; то же, но круглой — К; КПВЛ, КПВЛЭ — кабели многожильные гибкие, подвесные, внутренней установки, лифтовые (до 380 В; сечение 1 мм2); ВВГ — кабели силовые с пластмассовой изоляцией (660 В; сечение 1,5; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0 мм2); КМПВ, КМПВЭ, КМПЭВ, КМПЭВЭ, КМПЭВЭВ кабели малогабаритные с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией в поли-винилхлоридной оболочке (500 и 1000 В; сечение 0,35—1,5 мм2); ОКБ-М, ОКС-М, ОК/А-МП, ОК/Т-МП, ОКА-МП, ОК-М, ОКВО-М, ОК-М2(2,9/0,9), ОК-М(0,9) - кабели волоконно-оптические магистральные, городские, подвесные, самонесущие и внутри-объектные (одномодовое и многомодовое волокно); АПВ — алюминиевый провод с поливинилхлоридной изоляцией: АПРТО — алюминиевый провод с резиновой изоляцией для прокладки в трубах, с оплеткой; РКГМ, ПВКВ — провода силовые гибкие с изоляцией из крем-нийорганической резины для выводных концов электрических машин (660 В; сечение 0,75120 мм2); ПВMP — провода высоковольтные монтажные теплостойкие с изоляцией из кремнийорганической резины (3; 4; 6 кВ); ППВ — провода с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией, плоские (450 В; 1000 В; сечение 1,52,5 мм2); ПВ1, ПВЗ — провода с медной жилой с поливинилхлоридной изоляцией (450 В; сечение 0,510,0 мм2 для ПВ1; 0,595,0 мм2 для ПВЗ). 5.3 Электрические расчеты сетей и проводок 5.3.1 Основные физические характеристики проводов и кабелей Основные физические характеристики металла проводов и кабелей даны в таблице 5.5. Изменение удельного сопротивления материала проводника в зависимости от температуры выражается температурной зависимостью: R(t) =R(0)[1 + (t 20)]. (5.1) Нагрузки проводников, проложенных на открытом воздухе определены из температуры среды + 25 º С. Предельно допустимая температура нагрева проводников прията + 55 º С для проводов и кабелей с резиновой изоляцией и + 70 º С для голых проводов. Если температура проводников отличается от + 25 º С, то допустимые нагрузки корректируются в соответствии с таблицей 5.6. Для голых проводов поправочные коэффициенты применяют только в случаях, если температура среды значительно превышает табличные значения. Таблица 5.5 Свойства проводников
Реактивное сопротивление ХL [Ом / км] круглых проводов, расположенных в вершинах равностороннего треугольника определяет выражение: ХL= [0,1445lg (2D/d)] + 0,0157; (5.2) где D расстояние [ мм ] между осями проводов; если провода расположены на одной прямой, то D=1,26 а; а расстояние между проводами [ мм ];; d диаметр проводов [ мм ]. Для плоских шин и шин из уголковой стали, расположенных по одной прямой реактивное сопротивление ХL [Ом / км] определяется выражением: ХL= [0,1445lg (1,26а / RЭ)] ; (5.3) где а расстояние между осями шин [ мм ]; RЭ = 0,2235 (b+ ) эквивалентный радиус плоского шинопровода; эквивалентный радиус RЭ [ мм ] шинопровода из равнобокого уголка определяет выражение:  эквивалентный радиус шинопровода из равнобокого уголка [ мм ]; bи ширина и толщина полосы (полки уголка) [ мм ]. Значения полного сопротивление ZЛП [Ом/км] воздушной линии электропередач приведено в таблице 5.7. Таблица 5.7 Полное сопротивление ZЛП [Ом/км] воздушной линии электропередач
Примечания: М медный провод; А – алюминиевый провод; ПС стальной провод; цифра указывает сечение провода S [ мм 2 ]. Значения активного и индуктивного сопротивления проводов приведено в таблице 5.8. Таблица 5.8 – Активное и индуктивное сопротивление проводов
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
