Курсач 0.5. Введение. Инновационные технологии в системе электроснабжения
 Скачать 349.05 Kb.
|
|
1.5 Расчет потерь мощности в трансформаторе Потери мощности в трансформаторах состоят из потерь активной и реактивной мощности. Потери активной мощности состоят из двух составляющих: потерь, идущих на нагрев обмоток трансформатора, зависящих от тока нагрузки и потерь, идущих на нагревание стали, независящих от тока нагрузки. Потери реактивной мощности состоят из двух составляющих: потерь, вызванных рассеянием магнитного потока в трансформаторе, зависящих от квадрата тока нагрузки, и потерь, идущих на намагничивание трансформатора, независящих от тока нагрузки, которые определяются током холостого хода. Рассчитываем потери активной мощности в трансформаторе  , кВт ,где  – потери активной мощности при работе трансформатора в режиме короткого замыкания, кВт;  – потери активной мощности в трансформаторе в режиме холостого хода, кВт.  кВт.Рассчитываем потери реактивной мощности в трансформаторе ΔQ, кВАр  ,где  – напряжение при коротком замыкании в трансформаторе в процентах от напряжения номинального;  – ток холостого хода в трансформаторе в процентах от тока номинального.  кВАр.Рассчитываем потери полной мощности в трансформаторе  , кВА  кВА.Полученные в ходе расчетов данные заносим в таблицу 5. Таблица 5 - Расчет потерь мощности в трансформаторе
Таким образом, потери мощности в трансформаторе зависят от номинальной мощности трансформатора, коэффициента загрузки и конструктивных особенностей. Знание потерь мощности в трансформаторе необходимо при выборе питающих сетей высокого напряжения и защитной аппаратуры. 1.6 Расчет и выбор сетей напряжением выше 1 кВ Согласно ПУЭ [4, пункт 1.3.28] сети напряжением выше 1 кВ подлежат проверке по экономической плотности тока, поэтому выбор такого кабеля осуществляется по сечению. Необходимо, чтобы допустимый ток, который может проходить по кабелю, был больше максимального тока, полученного в ходе расчета, а потери напряжения в линии составляли менее 5%. Кроме того, кабель должен быть проверен на термическое действие токов короткого замыкания. Рассчитываем максимальную активную мощность высоковольтной кабельной линии с учетом потерь мощности в трансформаторе  , кВт  кВт.Рассчитываем максимальную реактивную мощность кабельной линии напряжением 10 кВ  , кВАр  кВАр.Рассчитываем максимальную полную мощность высоковольтной кабельной линии  , кВА  кВА.Рассчитываем максимальную силу тока высоковольтной кабельной линии  А где  номинальное напряжение сети, кВ. Учитывая, что число часов использования максимума нагрузки в год Tm = 1000 – 3000 час/год, принимая к прокладке кабель марки ААШв по ПУЭ [4, таблица 1.3.36], определяем экономическую плотность тока  А/мм2.Рассчитываем экономически целесообразное сечение  , мм2  Принимаем по ПУЭ [4, таблица 1.3.16] кабель ближайшего стандартного сечения, то есть ААШв 3х16 с допустимым током  А, что больше тока максимального  16,4 А.Т.к электроприемники относятся к III категории по надёжности электроснабжения, в траншее проложен один кабель, температура в земле не отличается от стандартной t = 15ºС, то поправочный коэффициент на допустимый ток не вводим. По справочнику [7, таблица 4-79] определяем активное  = 1,95 Ом/км и реактивное  = 0,113 Ом/км сопротивления кабеля.Проверяем кабель по потерям напряжения  , которые согласно ГОСТ [8] не должны превышать 5% где  – длина высоковольтного кабеля, км.   Так как  , то кабель принимаем к предварительной прокладке. Окончательное решение будет принято после проверки кабеля на действие токов короткого замыкания. Все параметры сводим в таблицу 6.Таблица 6 – Выбор сетей напряжением выше 1 кВ
Таким образом, кабель, выбранный по экономической плотности тока, имеет почти тройной запас по току, что позволяет расширить производство, увеличить производительность без замены кабеля. Кроме этого, изоляция кабеля греется меньше, увеличивая срок его эксплуатации. 1.7 Расчет и выбор распределительных и питающих сетей напряжением до1 кВ Согласно ПУЭ [4, пункт 1.3.28] сборные шины в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений; сети промышленных предприятий напряжением U ≤ 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки в год предприятий (  ) до 4000-5000; ответвления к отдельным электроприёмникам напряжением U ≤ 1 кВ, не подлежат проверке по экономической плотности тока, поэтому выбор сетей осуществляем, исходя из следующих условий:  ;  ;  .В результате расчета электрических нагрузок максимальный ток, создаваемый электроприёмниками цеха, составил  .Принимаем к установке по ПУЭ [4, таблица 1.3.31] шины прямоугольного сечения с размерами 40 х 5 с  А > А. Согласно ПУЭ [4, пункт 1.3.23] при расположении шин плашмя допустимый ток уменьшаем на 5%, то есть  А > А.По справочнику [7, таблица 4-80] определяем активное  = 0,173 Ом/км и реактивное = 0,145 Ом/км сопротивления шин;.Проверяем шины по потерям напряжения   В.Пересчитываем потери напряжения в проценты   Так как  ;  %, то шины принимаем к предварительной прокладке. Окончательное решение будет принято после проверки шин на действие токов короткого замыкания.Выбор сетей напряжением до 1 кВ, идущих к шкафам. Из расчета электрических нагрузок известно, что  А.Рассчитываем ток расцепителя автоматического выключателя  , А ≥  · где  – поправочный коэффициент, учитывающий неточность калибровкирасцепителя, принимаем =1,25. ≥ 164,9·1,25 = 206,1 А.Принимаем по справочнику [9] выключатель типа ВА 51-35  .Согласно ПУЭ [4, таблица 1.3.7] принимаем к прокладке кабель АВВГ 2(4×70) с допустимым током с учетом четырехпроводных сетей Iд'= (140 · 0,92) ∙ 2 = 258 А > Imшр1 = 164,9 А. Проверяем кабель на установленную защитную аппаратуру по условию Iд' ≥ Iз·kз, где Iз – ток защиты, равный току расцепителя, А; kз – коэффициент защиты, принимаем по справочнику [3, таблица 2.10] kз =1,учитывая, что сети не требуют защиты от перегрузки и к установке принят выключатель с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой. Iд' = 258 А> (250·1) А. По справочнику [7, таблица 4-79] определяем активное r = 0,2235 Ом/км и реактивное x = 0,0306 Ом/км сопротивления. Проверяем кабель по потерям напряжения   Итак,  ;  , следовательно, кабель принимаем к окончательной прокладке. Остальные узлы расчитываем аналогичным образом, результаты расчета сводим в таблицу 7.Выбор кабеля к одиночному электроприёмнику. Согласно ПУЭ [4, пункт 1.3.28] сети напряжением U ≤ 1кВ, идущие к одиночному электроприемнику не подлежат проверке по экономической плотности тока, поэтому выбор кабеля осуществляем по току с условием Iд ≥ Im, Iд’≥Iз’·kз, ΔU≤5%. Рассчитываем номинальный ток двигателя отрезного станка  , А где  – коэффициент полезного действия (КПД), принимаем по справочнику [10, таблица 9.6]  . Таблица 7 Рассчитываем ток расцепителя , А где  – поправочный коэффициент, учитывающий неточностькалибровки расцепителя, принимаем  . А.Принимаем по справочнику [9] автоматический выключатель типа ВА 13-25  Согласно ПУЭ [4, таблица 1.3.7] принимаем к прокладке кабель АВВГ 4х2,5 с  А А,Проверяем кабель на установленную защитную аппаратуру по условию Iд' ≥ Iз·kз,  А,По справочнику [7, таблица 4-79] определяем активное r = 12,5 Ом/км и реактивное x = 0,104 Ом/км сопротивления. Проверяем кабель по потерям напряжения   Так как ; , то кабель принимаем к окончательной прокладке. Все остальные кабели выбираем аналогично, полученные данные заносим в таблицу 8.1.8 Расчет токов короткого замыкания Вычисление токов короткого замыкания производятся для определения условий работы потребителей при аварийных режимах; выбора электрических аппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей; проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики; проектирование защитных таблица 8. заземлений; подбора характеристик разрядников для защиты от перенапряжений. Для начала расчетов токов короткого замыкания строится упрощенная однолинейная схема согласно рисунку 2, по ней – схема замещения согласно рисунку 3. В данном курсовом проекте расчет сопротивлений схемы замещения осуществляется в именованных единицах (мОм). Точки короткого замыкания указаны на рисунке 3. |
,кВАр
, А/мм2
А
, %