КР Электроснабжение для редакции 1.10.2013. КР Электроснабжение для редакции 1.10. Рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине Электроснабжение ( учебное пособие) Направление 140400. 62 Электроэнергетика и электротехника Профиль Электроснабжение
 Скачать 12.75 Mb.
|
|
Рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине «Электроснабжение» ( учебное пособие) Направление: 140400.62 Электроэнергетика и электротехника Профиль: «Электроснабжение» г. Камышин 2013г. Содержание
ВведениеОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Система электроснабжения – это часть электроэнергетики промышленности, транспорта, агропромышленного комплекса и всех остальных составяющих жизнедеятельности людей. В современных условиях работа инженера, опирающегося на современные средства вычислительной техники, приобретает творческий характер, так как необходимо принимать нестандартные решения. Цель практических занятий – овладение навыками расчетов систем электроснабжения, в том числе с помощью ПЭВМ. В результате изучения практического курса студент должен: знать: методики расчета электрических нагрузок цехов и предприятия; методику расчета центра электрических нагрузок основы технико-экономических расчетов в электроснабжении; методику выбора числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсирующих устройств; методы расчетов токов короткого замыкания в системах электроснаб- жения на напряжении до 1000 В и выше 1000 В; методику расчета мощности компенсирующих устройств на предприятии; уметь: применять перечисленные методики для расчетов систем электроснаб- жения, определять состав оборудования систем элетроснабжения и его пара- метры, схемы электроснабжения объектов; применять ПЭВМ для расчета задач электроснабженэлектроснабжения. Объем и темы практических занятий приведены в табл. 1. Таблица 1 Модуль дисциплины Темы практических занятий, трудоемкость (объем в часах) 1 1. Методы определения электрических нагрузок (2 часа) 2. Определение центра электрических нагрузок (2 часа) 3. Выбор варианта схемы электроснабжения предприятия по технико-экономическим показателям (2 часа) 2 4. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов (2 часа) 5. Расчеты токов короткого замыкания в системах электроснаб- жения (2 часа) 6. Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей (2 час) 3 7. Выбор оптимальной схемы цеховой электрической сети (2 часа) 8. Расчет компенсирующих Курсовая работа по дисциплине «Электроснабжение» на тему «Электрические нагрузки» выполняется студентами 3 курса очной формы обучения по направлению 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника». Курсовая работа (КР) – учебная работа, выполненная на начальном этапе курсового проектирования, позволяющая путем решения одной или нескольких взаимосвязанных конкретных инженерных задач закрепить и обобщить теоретические знания, выработать умение пользоваться справочной и нормативно-технической документацией, изучить на практике методы научных исследований, закрепить навыки производства расчетов, составления и оформления конструкторских и технологических документов по отдельной учебной дисциплине. Курсовую работу рекомендуется проводить после завершения теоретического курса или параллельно с ним в соответствии с учебным планом дисциплины. Цель курсовой работы: изучить виды электрических нагрузок и методы определения номинальной мощности трехфазных и однофазных электроприемников, среднесменной мощности и пиковой нагрузки. Изучить основные и вспомогательные методы определения расчетных нагрузок предприятия. Индивидуальные задания позволяют систематизировать, закрепить и углубить полученные теоретические знания по дисциплине; сформировать умение применять теоретические знания при решении поставленных инженерных задач; способствуют развитию творческой инициативы, самостоятельности и ответственности; формируют умение использовать справочную, нормативную и правовую документацию. Вырабатываемые компетенции: знать основные и вспомогательные методы определения электрических нагрузок, уметь определять электрические нагрузки отдельных электроприемников и системы электроснабжения в целом (ПСК 6.3). В пособии приведены краткие сведения из теории, задания по курсовой работе в виде задач и примеры их выполнения. Для закрепления материала даются контрольные вопросы для самопроверки. Для облегчения выполнения задания даны справочные материалы и список рекомендуемой литературы. Данные своего варианта определяются двумя последними цифрами номера зачетной книжки. Если получаемое число больше 50, то следует для нахождения номера варианта вычесть 50. Таблица 6.2 Основные технические данные цеховой ТП
Uк,% I0,% Ввода ВН Низковольтные Холостого хода Короткого замыкания Вводной Секционный Линейный КТП-1600 ТМЗ 2 1600 D/YН 3,3 16,5 5,5 1,3 ШВВ ШН-12 ШНС-12 ШНЛ- В данном курсовом проекте приведён расчёт электроснабжения района, который включает в себя промышленные предприятия ( механо-сборочный цех №1 и маломощный цех №2) и сельский населённый пункт. Цель выполнения курсовой работы - формирование у будущего инженера-электрика системы знаний и практических навыков, необходимых для решения задач, связанных с электроснабжением промышленных и сельскохозяйственных предприятий, городских и сельских населенных пунктов. При выполнении курсового проекта для промышленного предприятия определяем расчётные нагрузки по узлам питания и по цеху в целом, сечение проводов, кабелей и токоведущих шин сети цеха. Определяем расчётную мощность трансформаторов ТП-1(промышленного предприятия). Для сельского населённого пункта выбирается число ТП и место их расположения в населённом пункте, на плане местности намечаем трассы и составляется схемы ВЛ 0,38 кВ. Выполняем расчёт электрических нагрузок и выбираем номинальные мощности трансформаторов проектируемых подстанций 10/0,4 кВ в населённом пункте. Также выбирается марка и сечение ВЛ по методу экономических интервалов и проверяются по длительно допустимому току. Производится проверка всех линий на величину допустимой потери напряжения наиболее приближённых и удалённых потребителей в режиме максимальных и минимальных нагрузок. Проверяется сеть на величину провала напряжения при пуске асинхронных двигателей. Выполняется расчёт тока трёхфазного, двухфазного и однофазного к.з. электрической сети. Производится выбор электрической аппаратуры питающих и распределительных ВЛ. Рассчитывают токи плавких вставок предохранителей для защиты трансформаторов ТП и проверяется их селективность. выполняется защита от грозовых перенапряжений с указанием мест устройств повторных заземлений нулевого провода и грозозащитных заземлений изоляторных крюков, а также расчёт заземляющего устройства ТП населённого пункта. Определяются технико-экономические показатели передачи электроэнергии по сети 0,38 кВ населённого пункта. Выполняется чертёж силовой электрической сети цеха №1, его однолинейная расчётная схема, план размещения электроприёмников сельского населённого пункта, а также общая схема электроснабжения промышленного предприятия и населённого пункта. 1 Электрические нагрузки
Под электрической нагрузкой понимают электрический ток и мощность электроприемника, цеха или завода в целом. Различают следующие значения электрических нагрузок: средние за наиболее загруженную смену Рсм; расчетные максимальные Рр; пиковые – Рпик кратковременные длительностью 1-2 сек. Электрические нагрузки определяют для выбора и проверки токоведущих элементов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов и преобразователей по пропускной способности (нагреву), а также для расчета потерь, отклонений и колебаний напряжения, выбора защиты и компенсирующих устройств. Расчет электрических нагрузок начинают с определения номинальной мощности Рном каждого электроприемника независимо от его технологического процесса. Затем определяют среднюю мощность (затраченную в течение наиболее загруженной смены), максимальную расчетную мощность участка, цеха, завода или объекта в целом. Номинальной (установленной) мощностью Рном одного электроприемника называется мощность, обозначенная на заводской табличке в его паспорте, на колбе или цоколе источника света. Номинальная мощность отдельных трехфазных электроприемников принимается равной: 1) для электродвигателей (металлорежущих станков, вентиляторов, компрессоров, насосов и др.) это фактически потребляемая активная мощность (кВт) Рф = Рп / η = Рном+ Δ Р, (1) где Рп – паспортная активная мощность электродвигателя, кВт; η – коэффициент полезного действия; Рном – полезная активная мощность, совершающая работу, кВт; ΔР – собственные потери активной мощности электродвигателя, кВт. 2) Для значительной группы электродвигателей активная номинальная мощность равна паспортной или установленной, так как в период максимальной нагрузки электроприемников потери мощности электродвигателей ΔР компенсируются мощностью не участвующих в работе электроприемников: Р уст = Р ном = Р п., (2) Следовательно, фактическую активную мощность определяют для электродвигателей большой мощности. 3) Для всех видов нагревательных электроприемников (печей сопротивления, сушильных шкафов, нагревательных приборов и др.) всегда Рном= Рп (3) 4) Для электроприемников длительного режима работы, заданных полной мощностью (силовых, печных, сварочных трансформаторов и др.) Рном = Sп∙ cosφ, (4) где Sп – паспортная полная мощность трансформатора, кВА; cosφ– коэффициент мощности. 5) Для электродвигателей (электрических кранов, тельферов, электрических лифтов, пожарных насосов и др.), работающих в повторно-крактовременном режиме, паспортную мощность приемников приводят к номинальной длительной мощности при ПВ = 100 %  , (5)где ПВ – повторное включение электроприемника, в процентах (задается технологическим процессом, учитывает работу в течение 8ч. – наиболее загруженной смены или в течение суток – 24 ч.). Стандартные значения ПВ= 15, 25, 40, 60 %. 6) Для электроприемников повторно-кратковременного режима работы, заданных полной мощностью (сварочных трансформаторов и машин),  (6)Пример 1: Определить номинальную активную мощность трехфазного сварочного трансформатора. Sп=36 кВА; ПВ-40%; cos =0,4. Решение:  .7) Для ламп накаливания – мощности, Вт или кВт, указанной на колбе или цоколе лампы. 8) Для газоразрядных ламп – мощности, Вт или кВт, указанной на колбе или цоколе с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре. Порядок приведения однофазных нагрузок к условной трехфазной мощности Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется величина неравномерности (Н)  , (7)где Рф. нб., Р ф. нм. – мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт. При Н > 15 % и включении на фазное напряжение: Р у(3) = 3 Рнб.ф.(1), (8) где Р у(3) — условная приведенная трехфазная мощность, кВт; Рмф(1) – однофазная нагрузка наиболее загруженной фазы, кВт. При Н >15 % и включении на линейное напряжение:
Ру(3) =  Рнб.ф.(1) (9)
Ру(3) = 3 Рнб.ф.(1) (10) Однофазные электроприемники, включенные на фазные и междуфазные напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью не выше 15 % (Н ≤ 15 %), учитывают как трехфазные той же суммарной мощности (сумма всех однофазных нагрузок). Примечание. Расчет электроприемников повторно-кратковременного режима производится после приведения к длительному режиму. При включении электроприемников на фазное напряжение:  , (11)где Sпв– паспортная мощность, кВА; Рном.ф – номинальная мощность максимально нагруженной фазы, кВт. При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз однофазных электроприемников определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (рис.1).  (12) (13) (14)Из полученных результатов выбирается наибольшее значение Рф. нб. При включении однофазных нагрузок на фазное напряжение нагрузка каждой фазы определяется суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу (рис. 2).   Пример 2: Три однофазных сварочных трансформатора с указанными ниже паспортными данными включены на напряжение 380 В. Определить условную трехфазную номинальную мощность Рном.у, если: S1 = 80 кВА; ПВ1 = 50%; cosφ1 = 0,5; S2 = 30 кВА; ПВ2 = 65%; cosφ2 = 0,53; S3 = 32 кВА; ПВ3 = 65%; cosφ3 = 0,54. Решение. Номинальные приведенные мощности трансформаторов: Рном.1 = S1∙  ∙cosφ1 = 80∙ = 28 кВт;Рном.2 = 30∙  ∙0,53 = 13 кВт;Рном.3 = 32∙ ∙0,54 = 14 кВт.Нагрузка наиболее нагруженной фазы при включении трансформаторов на соответствующие фазы: Ра = (Рав+Рса) / 2 = (28+14) / 2 = 21 кВт; Рв = (Рав+Рвс) / 2 = (28+13) / 2 = 20,5 кВт; Р с= (Рас+Рвс) / 2 = (14+13) /2 = 13,5 кВт. Неравномерность загрузки фаз:  Ннаиболее нагруженной фазой является фаза А: Ра = Рном.ф =21 кВт. Условная трехфазная номинальная мощность: Рном.у = 3Ра= 3∙ 21= 63 кВт. 1.2 Расчет средней нагрузки Средняя нагрузка учитывает количество мощности, израсходованной в период наиболее загруженной смены. Согласно суточному графику работы промышленных предприятий наиболее загруженной считают первую смену в течение 8 ч работы. 1. Для действующих промышленных предприятий средняя активная Рсм(кВт) и реактивная Qсм (кВА) мощности за наиболее нагруженную смену можно определить по имеющемуся графику нагрузки: Рсм = Wа / Тсм; (15) где Wа – активная энергия, кВт∙ч; Тсм – продолжительность работы электроприемника за смену, ч; Qсм = Wр/ Тсм, (16) где Wр – реактивная энергия, квар∙ч. 2. Для вновь проектируемых промышленных предприяти средняя активная р (кВт) и реактивная q (квар) мощности каждого одиночного электроприемника определяются по коэффициенту использования: рсм= рном∙ ки; qсм= pсм∙ tgφп, (17) где ки – коэффициент использования электроприемника, характеризует использование активной мощности (справочные данные); tgφп – паспортное значение коэффициента реактивной мощности. Рассматривая электрическую нагрузку в комплексе, присоединенную к трансформаторной подстанции, сменную мощность суммируют:  ;  , (18)3. Среднюю активную мощность можно определить по данным об удельных расходах электроэнергии на единицу продукции:  (19)где wуд – удельный расход электроэнергии [6]; М – общее количество продукции в натуральном выражении за наиболее загруженную смену; Т – длительность наиболее загруженной смены. 4. По данным об удельных плотностях нагрузки руд на 1 м2 площади цеха F. Рср= р уд ∙ F(20) |