Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу

• Название: Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 3.43 Mb.
• Имя файла: Dok_PROKT_E-FIKATsII_soft_Word.doc
• Тип: Методические указания; #420913
• страница: 31 из 31

Или в комплексной форме записи:

___ ___

Z _RL = R _L + j X _L = 12 + j16 [ Cм ]. Z _RC = R _C + j X _C = 12 – j16 [ Oм ].

2. 
   Коэффициент мощности RL цепи составляет:
   

Соs φ _RL = R _L / Z _RL = 12 / 20 = 0,6 .

3. Полное сопротивление в комплексной форме записи RLRC цепи определяется выражением:

___ ___ __ __ __

Z = (Z _RL  Z _RC ) / (Z _RL+Z _RC ) = (12 + j16 ) (12 – j16 ) / (12 + j16 +12 – j16) =

= 400 / 24 = 16,66 [ Oм ].

Тогда коэффициент мощности этой цепи будет равен 1: Соs φ = 1 .

3. 
   Токи RL и RC цепей:будут иметь зничения:
   

__ __

I _RL= U / Z _RL= 220 / (12 + j16 ) = 220 (12 – j16 ) / (12 ² + 16 ² ) = 6,6 – j8,8 [А];

__ __

I_RС = U / Z _RС= 220 / (12 – j16 ) = 220 (12 + j16 ) / (12 ² + 16 ² ) = 6,6 +j8,8 [ А ].

Или:

_________ ___________

I _RL =  I _AL² + I_XL ² =  6,6 ² + 8,8 ² = 11 [ A ];

__________ ___________

I _RC =  I _AL ² + I _XL ² =  6,6 ² + 8,8 ² = 11 [ A ]

I RС IXС IХL I RL I АС I АL Рисунок 12.11  Векторная диаграмма RLRC цепи.

4. Суммарный ток RLRC цепи:будет равен:

I = I _RL + I _RC = ( 6,6 – j8,8 ) ( 6,6 +j8,8 ) = 13,2 [ A ]

5. Векторная диаграмма RLRC цепи представлена на рисунке 4.2.6.

6. Активная мощность RLRC цепи:составит:

Р = U  I  Соs φ = 220  13,2 1 = 2904 [ A ]

Очевидно, что полная мощность равна активной мощности, так как коэффициент мощности RLRC цепи равен единице. Осуществлена полная компенсация реактивной мощности и наблюдается резонанс токов.

Задача № 9. Решение.

1. Резонансная частота ω [ 1 / с ] RLRC цепи определяется выражением: ω = ( R _L² – L / С ) ^0,5  ( L  C ) ^–0,5  ( R _С² – L / С ) ^–0,5

После преобразованитй получим:

ω²= ( R _L²  L / С )  ( L  C ) ^{– 1}  ( R _С² – L / С ) ^{– 1} ;

ω²= [ ( R _L² С – L ) / С ]  [ ( L  C )  ( R _С² С – L ) / С ] ^{– 1};

ω²= ( R _L²  С – L )  ( R _С²  L С ² – L²  С ) ^{– 1};

ω² ( R _С²  L  С ² – L²  С ) = ( R _L² С – L ) ;

ω²  R _С²  L С ² – ω² L²  С – R _L²  С + L = 0 ;

( ω²  R _С²  L ) С ² – (ω²  L² + R _L² ) С + L = 0 .

Получили квадратное уравнение относительно емкости конденсатора С.

2. Найдем индуктивность дросселя:

L = X _L / ω = X _L /2  π  f = 2 /2  3,14  50 = 2 / 314 = 0,00637 [ Гн ].

3. Подставим значения сопротивлений и индуктивности в квадратное уравнение и найдем емкость фазосдвигающего конденсатора С:

( 314 ²  3 ²  0,00637 ) С ² – ( 314 ²  0,00637 ) С + 0,00637 = 0 ;

5653,51 С ² – 628,06 С + 0,00637 = 0 ;

___________________________

628,06 ±  628,06 ² – 4  5653,51  0,00637 628,06 ± 627,95

С _1,2 = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– = ––––––––––––––– =

2  5653,51 11307,02

= 0,05546 ± 0,055536 [ Ф ] ;

С ₁ = 0,9986  1 [ Ф ]; С ₂ = 0,0001 [ Ф ] = 100 [ мкФ ]

4. Вычислим реактивные сопротивления конденсаторов:

X _С1 = 1 /ω С ₁ = 1 /2  π  f С ₁ = 1 /2  3,14  50  1 = 0,003185 [ Ом ] ;

X _С2 = 1 /ω С ₂ = 1 /2  π  f  С ₂ = 1 /2  3,14  50  0,0001 = 31,85 [ Ом ] .

5. Полное сопротивление в комплексной форме записи RLRC цепи определяется выражением:

___ ___ __ __ __

Z ₂ = (Z _RL ? Z _RC2 ) / (Z _RL+Z _RC2 ) = (8 + j2 ) (3 – j32 ) / (8 + j2 +3 – j32) =

= 8,29 – j0,11 [ Oм ];

___ ___ __ __ __

Z ₁ = (Z _RL  Z _RC1 ) / (Z _RL+Z _RC1 ) = (8 + j2 ) 3 / (8 + j2 +3) =

= 2,21 + j0,14 [ Oм ].

Реактивным сопротивлением X _С1 пренебрегаем за его малостью. Величина реактивной составляющей суммарного сопротивления Z_1,2 в обоих случаях пренебрежимо мала и может считаться стремящимся к нулю.

Тогда коэффициент мощности этой цепи будет равен 1: Соs φ = 1 .

4. Коэффициент мощности RL цепи равен:

Соs φ = R _L / Z _RL = 8 / ( 8 ² + 2 ² ) ^0,5 = 0.97 .

5. Активная мощность RLRC цепи составляет:

Р ₁ = U ² / R ₁ = 36 ² / 2,21 = 586 [ Вт ];

Р ₂ = U ² / R ₂ = 36 ² / 8,29 = 156 [ Вт ].

Так как коэффициент мощности этой цепи равен 1 ( Соs φ = 1 ), то полная мощность цепи соответсвенно равна:

S ₁ = U ² / Z ₁ = 36 ² / 2,21 = 586 [ ВA ];

S ₂ = U ² / Z ₂ = 36 ² / 8,29 = 156 [ ВA ].

Задача № 10. Решение.

1. Коэффициент мощности некомпенсированной RL цепи равен:

Соs φ = Р / S = Р / U  I = 1200 / 220 ? 11 = 0.455 .

2. После улучшения коэффициента мощности активная составляющая суммарного тока останется неизменной, поэтому справедливо равенство:

I _А = I Соs φ = I _КСоs φ _К . [ А ].

Тогда ток компенсированной RLС цепи будет равен:

I _К = I Соs φ / Соs φ _К =11  0,455 / 0,91 = 0.455 [ А ].

3. Ток, протекающий через конденсатор С равен:

I _C = I Sin φ – I _К Sin φ _К = I  ( 1 – Cos ² φ ) ^0,5 – I _К ( 1 – Cos ² φ _К) ^0,5 =

= 11 ( 1 – 0,455 ²) ^0,5 – 5,5 ( 1 – 0,91 ²) ^0,5 =

= 11 ( 1 – 0,207) ^0,5 – 5,5( 1 – 0,83) ^0,5 = 11  0,793 ^0,5 – 5,5 0,17 ^0,5 =

= 11  0,89 – 5,5 0,41 = 9,8 – 2,25 = 7,55 [ А ].

4. Реактивная мощность конденсатора Q _C будет равна:

Q _C = I _C U = 7,55  220 = 1661 [ ВАр ].

5. Емкость конденсатора составит:

С =1 / ω Х _С = 1 /2  π  f Х _С = I _С /2  π  fU = I_С U /2  π fU ² =

= Q_С/2  π fU ² = 1661 /2  3,14  50  220 ² = 0,000109 [ Ф ] = 109 [мкФ].

Задача № 11.

Ответ: С = 426 [ мкФ ]. Активная и реактивная составляющие тока до компенсации реактивной мощности составляют: I _А =30 [ A ]; I _Р =52 [ A ].

Активная и реактивная составляющие тока осле компенсации реактивной мощности составляют: I _АК =30 [ A ]; I _РК =22,5 [ A ]. Суммарный ток цепи после компенсации реактивной мощности равен: I _К = 37,7 [ A ].


Задача № 12.

Ответ: Q _C = 5?45 [ кВАр ]. После частичной компенсации реактивной мощности суммарный ток электроприемника равен: I _К = 42 [ A ], полная мощность: S _К = 9,3 [ кВА ], реактивная мощность : Q _К = 3,92 [ кВАр ].

До компенсации реактивной мощности коэффициент мощности цепи был равен: Соs φ = 0,5 , суммарный ток электроприемника: I = 58 [ A ], полная мощность: S = 12,6 [ кВА ], реактивная мощность : Q = 9,37 [ кВАр ].

Справочные материалы
Таблица – Значения некоторых наиболее часто встречающихся тригонометрических функций

Угол  	Sin 	Cos 	tg 	Угол  	Sin 	Cos 	tg 
0 8 16 11 29	0 0,141 0,199	1 0,99 0,98	0 0,143 0,203	40 32 41 25 42 16	0,650 0,661 0,673	0,76 0,75 0,74	0,855 0,882 0,909
14 04 16 16 18 12	0,243 0,280 0,312	0,97 0,96 0,95	0,251 0,252 0,329	43 07 43 57 44 46	0,683 0,694 0,704	0,73 0,72 0,71	0,936 0,963 0,990
19 57 21 34 23 04	0,341 0,368 0,392	0,94 0,93 0,92	0,368 0,395 0,426	45 00 45 34 46 22	0,714 0,724	0,70 0,69	1,000 1,020 1,049
24 30 25 51 27 08	0,415 0,436 0,456	0,91 9,90 0,89	0,456 0,484 0,512	47 09 47 56 48 44	0,733 0,742 0,751	0,68 0,67 0,66	1,076 1,108 1,138
28 21 29 32 30 41	0,475 0,493 0,510	0,88 0,87 0,86	0,540 0,567 0,593	49 27 50 12 50 57	0,759 0,768 0,776	0,65 0,64 0,63	1,168 1,201 1,233
31 47 32 52 33 54	0,527 0,543 0,558	0,85 0,84 0,83	0,629 0,640 0,672	51 41 52 25 54 08	0,785 0,752 0,800	0,62 0,61 0,60	1,266 1,239 1,333
34 55 35 54 36 52	0,572 0,586 0,600	0,82 0,81 0,80	0,698 0,724 0,750	56 38 60 00 61 00	0,835 0,866	0,55 0,50	1,518 1,732
37 49 38 44 39 39	0,613 0,626 0,638	0,79 0,78 0,77	0,776 0,802 0,828	63 15 66 25 70 00	0,893 0,916	0,45 0,40	1,990 2,290

Список использованной литературы
1. Правила устройства электроустановок.  М.; Энас  1999.

2. Рекомендации по проектирования, монтажу и эксплуатации зданий при применении устройств защитного отключения.  М.; «МЭИ»  2001.

3. ГОСТ 2.721 – 24 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

4. ГОСТ 2.722 – 68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Машины электрические.

5. ГОСТ 2.725 – 68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Устройства коммутационные.

6. ГОСТ 2.727 – 89 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Разрядники. Предохранители.

7. ГОСТ 2.731 – 81 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Приборы электровакуумные.

8. ГОСТ 2.732 – 68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Источники света.

9. ГОСТ 2.755 – 87 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.

Устройства коммутационные и контактные соединения.

10. ГОСТ 11691 – 66. Чертежи строительные. Условные графические обозначения элементов конструкций и элементов зданий.  М.; Госстандарт  1969. 104 с.

11. ГОСТ 13109—97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»

12. ГОСТ 21.608 – 84. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.  М.: Госстандарт  1984.

13. ГОСТ 21.613 – 88. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.  М.: Госстандарт  1988.

14. ГОСТ 21.614 – 88. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.  М.: Госстандарт  1988. 104 с.

15. СНиП 3.05.06 – 85. Электротехнические устройства.  М.: Стройиздат.  1986.

16. Камнев В.Н. Чтение схем и чертежей электроустановок.  М.: Высшая школа  1990. 144 с.

17. Электрические системы. Электрические сети. Под ред. В.А. Вешкова, В.А. Строева. – М.: Высшая школа  1998.

18. Филатов И.В., Гурнина Е.В. Электроснабжение электротехнических установок.  М.: МГОУ  1979.  160 с.

19. Мокшанцев Г.Ф., Орлов П.С. Электрические расчеты сетей и проводок. Учет и эффективное использование электрической энергии. Ярославль: 

ЯГСХА  2002. 102 с.

20. Чтение графической проектной и исполнительской электротехнической документации. Под ред. П.С. Орлова. Ярославль:  ЯГСХА  2005.  37 с.

21. Александров К.А., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы.  М.: Радио  1990.

22. Бенфман В.И., Ловицкий Н.Н. Проектирование силового электрооборудования промышленных предприятий. М. Госэнергоиздат. 1960.  586 с.

23. Анцев И.Б., Симико В.Н. Основы проектирования внутренних элект- рических сетей.

24. Кутеков С.А., Гончаров С.В. Практическое пособие по электрическим сетям и электрооборудованию. С.Пб. Лань 2011.

25. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. М. Форум – Искра – М 2007. 214 с.

26. Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предрпиятий. М. Кнорус. 2011. 368 с.

2 7. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. М. Академия. 2008. 412 с.

28. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М. Академия. 2009. 319 с.

29. Гужов Н.П., Ольховский В.Я,, Павлюченко Д.А. Системы электроснабжения //  Ростов н/Д,; Феникс, 2011. – 302 с.

30. Ополева Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения. — М.:ФОРУМ: ИНФРАМ, 2006.  480 с.
31. Воротницкий В., Бузин С. Реклоузер – новый уровень автоматизации и управления ВЛ 6(10) кВ. // Новости электротехники № 3 (69) 2011. С. 1  14.