35333

Электроснабжение цеха редукторов станкостроительного завода

Курсовая

Энергетика

Незаменима роль электричества в автоматизации и телеуправлении производственных процессов. Здесь ни один вид энергии, известный современной науке, не может полностью заменить электрическую энергию.

Русский

2014-03-24

5.37 MB

13 чел.

Содержание

Введение

2

1 Общая часть

3

1.1 Краткая техническая характеристика объекта и электрооборудования

3

2 Внутрицеховая силовая сеть

5

2.1 Выбор рода тока, напряжения и схемы внутрицехового электроснабжения

5

2.2 Расчет электрических нагрузок

5

2.3Компенсация реактивной мощности

13

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

15

2.5 Определение центра электрических нагрузок

16

2.6 Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции

19

2.7 Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

19

2.8 Выбор марок и сечений проводников на всех участках силовой сети

23

2.9 Выбор магистральных, распределительных и троллейных шинопроводов, распределительных пунктов, шкафов

31

2.10Расчет токов короткого замыкания

33

2.11 Расчет и выбор питающей линии напряжением выше 1000 В

35

3 Цеховая трансформаторная подстанция

38

3.1Выбор типа трансформаторной подстанции

38

3.2 Выбор электрооборудования

38

4 Спецвопрос

40

4.1 Разработка мероприятий по ограничению потерь мощности и электрической энергии в электрических сетях и трансформаторах

40

5 Литература

44


Введение

Возможность передачи электрической энергии на расстояния, достигающие нескольких сотен и даже тысяч километров, обусловливает строительство электростанций вблизи мест нахождения топлива или на многоводных реках, что оказывается более экономичным, чем подвозить большое количество топлива к электростанциям, расположенным вблизи потребителей электроэнергии.

Возможность преобразования электрической энергии в механическую с помощью электроприводов, т. е. применение для получения энергии конструктивно простых и удобных для эксплуатации электродвигателей вместо громоздких и сложных паровых машин и двигателей внутреннего сгорания, позволяет более рационально использовать производственные площади предприятий, снижать эксплуатационные расходы, осуществлять автоматизацию производственных процессов. Вот почему современные промышленные предприятия насыщаются электродвигателями мощностью от нескольких ватт до нескольких сотен и даже тысяч киловатт. О масштабах применения электродвигателей свидетельствует тот факт, что в настоящее время они потребляют более 50 % всей электроэнергии, производимой в стране. Широкое применение находит электричество не только в промышленности, но и на транспорте: с его помощью приводятся в движение поезда, трамваи, троллейбусы и даже автомобили.

Однако роль, возможности и масштабы применения электрической энергии не будут полностью охарактеризованы, если не сказать о ее использовании в технологиях различных производств: с ее помощью варят сталь, сваривают и режут металлы, наносят на поверхность металлов стойкие антикоррозийные покрытия и т.д.

Незаменима роль электричества в автоматизации и телеуправлении производственных процессов. Здесь ни один вид энергии, известный современной науке, не может полностью заменить электрическую энергию.


1 Общая часть

1.1 Краткая техническая характеристика объекта и

электрооборудования

Объектом проектирования является цех редукторов станкостроительного завода. Цех представляет собой отдельно стоящее одноэтажное здание размерами 24х36 м. Стены цеха железобетонные, толщина внешних стен 0,3 м, внутренних стен 0,15 м. Размер колонн 0,3х0,75 м. Высота цеха от пола до ферм перекрытия 10 м, пол цеха бетонный.

В цехе установлено электрооборудование, технические характеристики которого представлены в таблице 1. Электроприемники получают питание от сети трехфазного переменного тока напряжением 380В. Электроприемники цеха относятся к II категории по надежности электроснабжения. Схема электроснабжения цеха смешанная принято с учетом размещения электроприемников в цехе и их номинальной мощности.

Распределительная сеть цеха выполнена кабелем марки АВВГ, проложенным в трубах. Режим нейтрали распределительной сети глухозаземленный.

Питающая сеть цеха выполнена кабелем марки АВВГ, проложенным на лотках, стенах. Режим работы нейтрали питающей сети глухозаземленный.

В качестве узлов питания схемы внутрицехового электроснабжения используются:

  1.  распределительные шкафы типа ПР8501;
  2.  распределительные шинопроводы типа ШРА4-250;
  3.  троллейные шинопроводы типа ШТР-100-42-1УЗ.

Питание электроприемников цеха осуществляется от комплектной трансформаторной подстанции типа 2КТП-400/10/0,4 ОАО Компании «Электромонтаж».

В состав комплектной трансформаторной подстанции входит следующее электрооборудование:

  1.  трансформатор типа ТМЗ-400-10/0,4 - 2 шт;
  2.  шкаф ввода высокого напряжения типа ШВВ-1 - 2 шт;
  3.  шкаф ввода низкого напряжения типа ШНВ-2- 2 шт;
  4.  линейный шкаф типа ШНЛ-1 -3шт;
  5.  линейных шкафов типа ШНЛ-4- 2 шт;
  6.  секционный шкаф типа ШНС-1 - 1 шт.

С целью снижения потребления реактивной мощности из энергосисте-

мы предусмотрено подключение компенсирующего устройства типа УК4 0,38 - 100 УЗ в количестве 2 штук по центральной схеме подключения компенсирующего устройства.

Для внешнего электроснабжения цеха выбран кабель марки ААШв. Сечение кабеля 185мм2 проверено по экономической плотности, по нагреву рабочим током, по термической стойкости при протекании тока короткого замыкания и по допустимому отклонению напряжения. Кабельная линия внешнего электроснабжения работает в режиме изолированной нейтрали. Кабель внешнего электроснабжения выбран с учетом расчетной нагрузки цеха и характеристик энергетической системы, представленных в таблице 2.

В спецвопросе курсового проекта описаны мероприятия по ограничению потерь мощности и электрической энергии в электрических сетях и трансформаторах.


2 Внутрицеховая силовая сеть

2.1 Выбор рода тока, напряжения и схемы внутрицехового

электроснабжения

Род тока и номинального напряжения принимается согласно исходным данным таблицы 2. Система трехфазного переменного тока, с номинальным напряжением 380 В.

Для питания электроприемников цеха используется смешанная схема внутрицехового электроснабжения.

Для цеха выбрана смешанная схема внутрицехового электроснабжения, так как от отдельных распределительных шкафов отходят самостоятельные линии, от некоторых питаются мелкие электроприёмники запитанные последовательно, имеются троллейные шинопроводы.

2.2 Расчет электрических нагрузок

Всё электрооборудование и необходимые исходные данные определяются в соответствии с индивидуальным вариантом и заносятся в таблицу 3.

Расчет электрических нагрузок выполняется по форме Ф636-90 представленной в таблице 3 для распределительного шинопровода МР-1.

Все электроприемники группируются по характерным категориям с одинаковыми kи и tgφ.

В каждой строке таблицы 3 указываются электроприемники одной характерной категории.

Расчет выполняется для каждой характерной категории электроприемников отдельно.

Название характерной категории электроприемников указываются в графе 1 таблицы 3 согласно таблице 1.

Количество электроприемников n, шт., для каждой характерной категории электроприемников указывается в графе 2 таблицы 3.

Номинальная мощность рном, кВт, одного электроприемника характерной категории указывается в графе 3 таблицы 3.

Общая номинальная (установленная) мощность электроприемников характерной категории Рном, кВт, определяется по формуле:

Pном=n ģ pном,                                       (1)


где n количество электроприемников в характерной категории, шт;

pном номинальная мощность одного электроприемника характерной категории, кВт.

Рном1=2 ģ 30 = 60 кВт;

Рном2=3 ģ 35,5 = 106,5 кВт;

Рном3=2 ģ 40 = 80 кВт;

Рном4=2 ģ 7,5 = 15 кВт;

Рном5=6 ģ 42,5 = 255 кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 4 таблицы 3.

Коэффициент использования электроприемников характерной категории kи определяется по таблице 9 [5.8] с учетом режима работы электроприемника, указанного в таблице 1 и указывается в графе 5 таблицы 3. При наличии в справочных материалах интервальных значений  для расчета принимаются наибольшие значения.

ки = 0,16;

ки = 0,16;

ки = 0,16;

ки = 0,16;

ки = 0,16.

Коэффициент мощности электроприемников характерной категории tgφ определяется по таблице 11 [5.8] с учетом значения коэффициента мощности cosφ и указывается в графе 6 таблицы 3.

tgφ1 =0,51;


tgφ2 =0,88;

tgφ3 =0,67;

tgφ4 =0,75;

tgφ5 =0,65.

Средняя активная мощность характерной категории электроприемников Рс, кВт, определяется по формуле:

                                             Рс=kи ģ Рном,                                (2)

где kи коэффициент использования электроприемников характерной категории;

Рном общая номинальная (установленная) мощность характерной категории электроприемников, кВт.

Рс1 = 0,16 ģ 60 = 9,6 кВт;

Рс2 = 0,16 ģ 106,5 = 17,04 кВт;

Рс3 = 0,16 ģ 80 = 12,8 кВт;

Рс4 = 0,16 ģ 15 = 2,4 кВт;

Рс5 = 0,16 ģ 255 = 40,8 кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 7 таблицы 3.

Средняя реактивная мощность характерной категории Qс, квар, определяется по формуле:

                                            Qс=Рс ģ tg,                               (3)

где Рс - средняя активная мощность характерной категории электроприемников, кВт;

tq - коэффициент мощности характерной категории  электро-

приемников.

Qc1=9,6 ģ 0,51 = 4,9 квар;

Qc2=17,04 ģ 0,88 = 15 квар;

Qc3=12,8 ģ 0,67 = 8,6 квар;

Qc4=2,4 ģ 0,75 = 1,8 квар;

Qc5=40,8 ģ 0,65 = 26,5 квар.

Результаты расчета заносятся в графу 8 таблицы 3.

Далее расчет выполняется для всего узла питания МР-1. Результаты расчета заносятся в строку «Итого по МР-1».

Общее количество электроприемников n, шт, по узлу питания определяется по формуле:

                                        n=n1+n2+n3+n4+n5,                             (4)

где n1,n2,n3,n4,n5 количество электроприемников в каждой характерной категории, шт.

n =2 + 3 + 2 + 2 + 6 =15шт.

Результаты расчета заносятся в графу 2 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

По графе 3 таблицы 3 определяется наименьшая рнмин и наибольшая рнмак мощности электроприемников из всех характерных категорий.

рнмин= 7,5 кВт; рнмак= 42,5 кВт.                      (5)

Результаты расчета заносятся в графу 3 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Общая номинальная (установленная) мощность узла питания РномУП, кВт, определяется по формуле:

РномУП= Рном1+ Рном2 + Рном3 + Рном4ном5,               (6)

где Рном1, Рном2, Рном3, Рном4ном5 номинальные (установленные) мощности характерных категорий электроприемников, кВт.

РномУП= 60 + 106,5 + 80 + 15 + 255 = 516,5 кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 4 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Средняя активная мощность узла питания РсУП, кВт, определяется по формуле:

                        РсУП= Рс1+ Рс2с3+ Рс4с5,                          (7)

где Рс1с2с3с4с5 средние активные мощности характерных категорий электроприемников, кВт.

РсУП= 9,6 + 17,04 + 12,8 + 2,4 + 40,8 = 82,64 кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 7 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Средняя реактивная мощность узла питания QсУП, квар, определяется по формуле:

                         QсУП= Qс1 +Qс2 +Qс3+Qс4 +Qс5,                          (8)

где Qс1, Qс2, Qс3, Qс4, Qс5 средние реактивные мощности характерных категорий электроприемников, квар.

QсУП=4,9 + 15 + 8,6 + 1,8 + 26,5 = 56,8 квар.

Результаты расчета заносятся в графу 8 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Средневзвешенный коэффициент использования kи определяется по формуле:

(9)

где  - общая номинальная (установленная) мощность узла пита-

ния, кВт;

- средняя активная мощность узла питания, кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 5 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Средневзвешенный коэффициент реактивной мощности tq определяется по формуле:

                                      (10)

где  - средняя реактивная мощность, квар;

- средняя активная мощность узла питания, кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 6 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Коэффициент мощности  определяется по таблице 11 [5.8] с учётом значения коэффициента мощности tgφ и указывается в графе 6 таблицы 3.

= 0,82.

Эффективное число электроприемников nэ, шт, определяется по формуле:

                                    (11)

где  - общая номинальная (установленная) мощность узла питания, кВт;

рнмак номинальная мощность наиболее мощного электроприемника,

подключенного к узлу питания, кВт.

Найденное по этой формуле число nэ, оказалось больше n, тогда принимаем nэ=n=15 шт.

Результат заносится в графу 9 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Коэффициент расчетной нагрузки  определяется по таблице 6 [5.8] с учетом значения средневзвешенного коэффициента использования kи и эффективного числа электроприемников nэ=1,46.

Результаты расчета заносятся в графу 10 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Расчетная активная мощность узла питания , кВт, определяется по формуле:

=РсУП  ģ kр,                             (12)

где  - средняя активная мощность узла питания, кВт;

- коэффициент расчетной нагрузки.

= 82,64 ģ 1,46 = 120,7 кВт.

Результаты расчета заносятся в графу 11 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Расчетная реактивная мощность узла питания , квар, определяется по формуле:

 

=QсУП, так как nэ 10                           (13)

 

где  - средняя реактивная мощность, квар.

= 56,8 квар.


Результаты расчета заносятся в графу 12 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Полная расчетная мощность узла питания , кВА, определяетсяпо формуле:

                            (14)

где  - расчетная активная мощность узла питания, кВт;

- расчетная реактивная мощность, квар.

Результаты расчета заносятся в графу 13 строки «Итого по МР-1»

таблицы 3.

Значение расчетной токовой нагрузки узла питания , определяется по формуле:

                                 (15)

где UномУП номинальное напряжение узла питания, кВ;

- полная расчетная мощность узла питания, кВА.

Результаты расчета заносятся в графу 14 строки «Итого по МР-1» таблицы 3.

Далее расчет узлов питания выполняется аналогично. Результаты

расчетов представлены в таблице 3.


2.3 Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности способствует снижению установленной мощности генератора, трансформаторной мощности подстанций, увеличивает пропускную способность системы электроснабжения без увеличения сечениятоковедущих частей.

Для снижения потребления реактивной мощности необходимо выполнить искусственную компенсацию реактивной мощности из условия, что энергетическая система устанавливает значение рекомендуемого коэффициента мощности tg= 0,36 ÷ 0,38.

Для компенсации реактивной мощности цеха наиболее рационально использовать схему центральной компенсации реактивной мощности. Схема подключения компенсирующего устройства представлена на рисунке 1.

1 - понижающий трансформатор;

2 коммутационная аппаратура;

3 отходящая линия;

4 устройство компенсации;

5 устройство автоматического регулирования.

Рисунок 1 Схема подключения компенсирующего устройства.

Минимальная мощность компенсирующих устройств , квар, опреде-

ляется по формуле:

                        (16)

где  - расчетная активная мощность цеха со сторонними потребителями, кВт;

- фактический коэффициент мощности на шинах ВН трансформаторной подстанции цеха до установки компенсирующих устройств;

- рекомендуемый коэффициент мощности.

388,2 ģ (0,87 - 0,37) = 194,1 квар.

Стандартная мощность компенсирующего устройства подключаемого на шину одного распределительного устройства определяется по формуле:

                                 (17)

где  - минимальная мощность компенсирующего устройства, квар;

nсшРУ количество сборных шин распределительного устройства.

Тип компенсирующего устройства выбирается по таблице 121 [5.8] с учетом:

  1.  мощности,
  2.  номинального напряжения,
  3.  климатического условия,
  4.  размещения в помещении.

Выбраны компенсирующие устройства типа УК4-0,38-100 У3 в количестве 2 штук.

Общая мощность компенсирующих устройств = 200 квар и ука-


зывается в графах 8 и 12 таблицы 3.

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

Число трансформаторов подстанции определяется в зависимости от категории электроприемников по надёжности электроснабжения. Поскольку электроприемники цеха по надёжности электроснабжения относятся к II категории, выбирается двухтрансформаторная подстанция.

Рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме выбирается с учётом характера нагрузки и вида трансформаторной подстанции.

Поскольку электроприемники цеха по надёжности электроснабжения относятся к II категории и выбрана двухтрансформаторная подстанция, рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме принимается =0,7 - 0,8. Фактический коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме  определяется по формуле:

                               (18)

где полная расчётная мощность цеха, кВА;

nтр число трансформаторов цеховой подстанции, шт;

номинальная мощность одного трансформатора, кВА.

Рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме  определяется с учетом системы охлаждения трансформатора:

= 1,4.

Фактический коэффициент загрузки трансформатора в аварийном

режиме , определяется по формуле:

                                 (19)

где полная расчётная мощность цеха, кВА;

номинальная мощность одного трансформатора, кВА.

По результатам расчётов на трансформаторной подстанции устанавливается два трансформатора с номинальной мощностью = 400 кВА.

2.5 Определение центра электрических нагрузок

Оптимальное размещение подстанции на территории цеха является одним из важных вопросов построения системы электроснабжения.

Для определения местоположения подстанции находится центр электрических нагрузок (ЦЭН) цеха, который является символическим центром потребления электрической нагрузки. Расположение подстанции в ЦЭН позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и обеспечить минимальную протяженность внутрицеховых электрических сетей, минимальный расход проводникового материала и потери электрической энергии.

Территория цеха принимается за плоскость, на которой расположены электроприемники, каждый из которых имеет свою среднюю активную мощность Рс и свои координаты на плане х, y.

Координата х0, мм, ЦЭН цеха определяется по формуле:

                                     (20)

где x-координата электроприемников на плане цеха, мм;

Рс- средняя активная мощность, кВт.


Координата у0, мм, ЦЭН цеха определяется по формуле:

                                      (21)

где y-координаты электроприемников на плане цеха, мм;

Рс- средняя активная мощность, кВт.

Результаты расчетов представлены в таблице4.

Таблица 4-Определение центра электрических нагрузок

№ ЭП

xi,мм

yi,мм

Рс,кВт

Рс·xi,кВт мм

Рс·yi,кВт мм

1

25

302

4,8

120

1449,6

2

80

302

4,8

384

1449,6

3

115

300

5,68

653,2

1704

4

161

291

6,4

1030,4

1862,4

5

217

292

6,4

1388,8

1868,8

6

139

247

5,68

789,5

1403

7

100

227

1,2

120

272,4

8

48

220

1,2

57,6

264

9

253

260

5,68

1437

1476,8

10

281

301

6,8

1910,8

2046,8

11

331

301

6,8

2250,8

2046,8

13

373

256

6,8

2536,4

1740,8

14

384

302

6,8

2611,2

2059,6

15

441

303

6,8

2998,8

2060,4

16

440

256

6,8

2992

1740,8

17

395

215

1,44

568,8

309,6

18

422

215

1,44

607,7

309,6

19

361

151

4,08

1472,9

616,1

20

269

151

4,08

1097,5

616,1

21

461

111

4,08

1880,9

452,9

22

459

85

4,08

1872,7

346,8


Продолжение таблицы 4

№ ЭП

xi,мм

yi,мм

Рс,кВт

Рс·xi,кВт мм

Рс·yi,кВт мм

23

438

62

4,08

1787

253

24

417

87

4,08

1701,4

355

25

390

64

4,08

1591,2

261,1

26

341

62

4,08

1391,3

253

27

462

26

2,48

1145,8

64,5

28

427

26

2,48

1059

64,5

29

388

26

2,48

962,2

64,5

30

311

20

1,6

497,6

32

31

271

51

1,6

433,6

81,6

32

271

95

1,6

433,6

152

33

211

23

4,4

928,4

101,2

34

149

21

4,4

655,6

92,4

35

205

107

4,4

902

470,8

36

153

107

4,4

673,2

470,8

37

87

15

3,6

313,2

54

38

38

15

3,6

136,8

54

39

81

60

2

162

120

40

98

92

2

196

184

41

99

115

2

198

230

42

100

141

2

200

282

43

9

13

2,24

20,2

29,1

44

17

68

2,24

38,1

152,3

45

54

96

2

108

192

46

18

122

2,24

40,3

273,3

48

250

232

4,4

1100

1020,8

49

270

232

4,4

1188

1020,8

50

288

232

4,4

1267,2

1020,8

51

307

232

4,4

1350,8

1020,8

52

331

125

1,6

529,6

200

Итого

191,12

49791,1

34661,2

По результатам расчета получается, что ЦЭН расположен в точке с координатами (261; 181), в масштабе (19575; 13575)

2.6. Определение местоположения цеховой трансформаторной подстанции

При определении местоположения цеховой КТП учитываются следующие факторы:

  1.  координаты центра электрических нагрузок;
  2.  технологический процесс цеха;
  3.  координаты источника питания (ГПП);
  4.  характер окружающей среды цеха.

Размеры выбранной КТП не позволяют поместить ее внутри цеха.

Для цеха редукторов станкостроительного завода выбирается пристроенная цеховая КТП, непосредственно примыкающая к зданию снаружи и установленная вдоль оси А между осями 4 и 5.

2.7 Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

Провода и кабели, выбранные по номинальному и максимальному току, в нормальном режиме могут испытывать нагрузки значительно превышающие допустимые из-за перегрузок электроприемников, а также при однофазных и междуфазных коротких замыканий, поэтому электроприемники и участки сети должны защищаться защитным аппаратом - плавким предохранителем.

Главные функции аппаратуры управления и защиты:

  1.  включение и отключение электроприемников и электрических цепей;
  2.  электрическая защита их от перегрузки, коротких замыканий, понижения напряжения или самозапуска;
  3.  регулирование числа оборотов электродвигателей;
  4.  реверсирование двигателей;
  5.  электрическое торможение.

Номинальный ток двигателей электроприемника Iном, А, определяется по формуле:

                              (22)

где Рном- номинальная активная мощность электроприемника, кВт;


Uном- номинальное линейное напряжение сети, кВ;

ηном- номинальный коэффициент полезного действия;

cosφном- номинальный коэффициент мощности.

Результаты расчета заносятся в графу 4 таблицы 5.

Расчетный ток , А, определяется по формуле:

,                                   (23)

где Iном- номинальный ток, А.

= 56,6 А,

Пусковой ток двигателей электроприемника, А, определяется по формуле:

= 5 Iном,                                (24)

где Iном - номинальный ток двигателей электроприемника.

= 5 56,6 = 282,5А.

Результаты расчета заносятся в графу 5 таблицы 5.

Для защиты электроприемника, подключенного к распределительном шинопроводу, необходимо выбрать аппарат защиты ПН-2, установленный в распределительном шинопроводе. Их основная функция: защита электрических сетей от токов короткого замыкания.

Номинальное напряжение предохранителя ., выбирается по условию:

                              (25)

где Uном.ЭП.- номинальное напряжение электроприемника, кВ.

0,38 кВ 0,38 кВ.

Ток плавкой вставки предохранителя Iп.в., А, определяется из условий:

  1.  по длительному максимальному току линии

                                  (26)

где - максимальный расчетный ток, А.

60 А56,6 А.

  1.  по пусковому току

(27)

где  - пусковой ток двигателей электроприемника, А.

113 А.

По таблице 64 [5.8] выбирается стандартное значение тока плавкой вставки предохранителя:

                                 Iп.в.=120 А.

По таблице 64 [5.8] в соответствии со значением тока плавкой вставки предохранителя выбирается номинальный ток патрона предохранителя ., А, по условию:

                                  (28)

где- ток плавкой вставки предохранителя, А.


250 А120 А.

Согласно выполненным расчетам выбирается предохранитель типа

ПН-2 на номинальное напряжение = 0,38 кВ, ток патрона предохранителя  = 250 А, ток плавкой вставки предохранителя Iп.в. = 120 А.

Результаты выбора предохранителя представлены в графах 4,5 таблицы 5.

Далее расчет узлов питания выполняется аналогично.

Для защиты электроприемника, подключенного к распределительному шкафу, необходимо выбрать автоматический выключатель ВА51-31 установленный в распределительном шкафу. Их основная функция: защита электрических сетей от токов короткого замыкания.

Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям:

а) по номинальному напряжению

 

                               Uном  Uном.уст;                                 (29)

                                 0,38 0,38;

б) по номинальному току теплового расцепителя

  ģ;                             (30)

где кт.р-коэффициент теплового расцепителя, о.е.

1,35 ģ 18 = 24,3 А

По таблице 65 [5.8] выбираем ближайшее большее значение тока теплового расцепителя , А:

=25 А

в) по номинальному току электромагнитного расцепителя

1,2 ģ                               (31)


1,2 ģ 90 = 108 А

=котс  ģ                                 (32)

где котс-коэффициент отсечки электромагнитного расцепителя, о.е.

=7 ģ 25=175 А

г) по номинальному току автоматического выключателя

≥                                       (33)

где -расчетный ток линии, А.

100 18 А

Согласно выполненным расчетам выбирается автоматическийвыключатель типа  на номинальное напряжение= 0,38 кВ, номинальный ток автоматического выключателя = 100 А, ток теплового расцепителя автоматического выключателя =25 А, ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя =175 А.

Результаты выбора предохранителя представлены в графах 2, 3,4,5 и 7 таблицы 6.

Далее выбор остальной защитной и коммутационной аппаратуры производится аналогично. Результаты в таблице 6.

2.8 Выбор марок и сечений проводников на всех участках

силовой сети

Номинальный ток двигателей электроприемника Iном, А, определяется по формуле (22).

Расчетный ток электроприемника, А, определяется по формуле (23).

Проводник проложен в помещении с характеристикой: сухое помещение без наличия опасности механического повреждения.

По таблице 28 [5.8] с учетом характеристики окружающей среды вы


брана марка кабеля: АВВГ.

По таблице 31 [5.8] с учетом характеристики окружающей среды выбирается способ прокладки кабеля: защищенные многожильные провода в неметаллической оболочке в стальных трубах и глухих стальных коробах.

Электродвигатель с номинальным напряжением Uном = 0,38 кВ подключен к сети с глухозаземленной нейтралью, поэтому кабель должен иметь 5 жил.

По таблице 24 [5.8] определяется длительная допустимая температура нагрева жил кабеля tжил = 55.

По таблице 24 [5.8] в зависимости от способа прокладки кабеля определяется расчетная температура окружающего воздуха  = 25.

Фактическая температура окружающего воздуха согласно индивидуальному заданию  = 25.

Поправочный температурный коэффициент при отклонении фактической температуры окружающего воздуха от расчетной kт = 1,00, определенный по таблице 47 [5.8] с учетом температур tжил,  и .

Допустимый длительный ток кабеля , А, определяется по таблице 38 [5.8] для температуры жил tжил = 55 и температуры окружающего воздуха  = 25 из условия:

,                                     (34)

56,6 А 60 А.

Значение допустимого длительного тока  заносится в графу 8 строки таблицы 5.

Допустимый длительный ток , А, для фактической температуры окружающего воздуха определяется по формуле:

,                                (35)

где  - допустимый длительный ток кабеля;

- поправочный температурный коэффициент.

Результат расчета заносится в графу 9 строки таблицы 5.

Для фактической температуры окружающего воздуха проверяется выполнение условия:

.                                     (36)

56,6 А60 А.

Сечение выбранного кабеля проверяется на соответствие выбранному аппарату защиты по условию:

,                               (37)

где  - коэффициент защиты, характеризующий кратность допустимого длительного тока кабеля , по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата  (принимается  = 1).

1 ģ 120,

60 А120 А

Маркировка выбранного кабеля: АВВГ 5х70.

Далее выбор кабелей производится аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице 6.

Расчет длин кабелей и труб распределительной сети производится согласно рисунка 2 и исходя из высоты установки электроприемника, высо-

ты установки шинопровода, глубины прокладки кабеля в полу, длины по плану.

Расчет длины кабеля и трубы рассмотрим на примере фрезерного станка.

Длина трубы , мм, определяется по формуле:

,                               (38)

где 3100- длина вертикальных участков, мм;


- длина по плану, мм.

.

Длина кабеля Lкл, мм, определяется по формуле:

,                                       (39)

где 1,1 - коэффициент запаса.

= 5198 мм

Рисунок 2 - Схематичное расположение трубы

Расчет длин кабелей и труб распределительной сети производится согласно рисунка 3 и исходя из высоты установки электроприемника, высоты установки распределительного шкафа, глубины прокладки кабеля в полу, длины по плану.

Расчет длины кабеля и трубы рассмотрим на примере фрезерного станка.

Рисунок 3 - Схематичное расположение трубы

Длина трубы , мм, определяется по формуле:

,                                (40)

где 1300- длина вертикальных участков, мм;

- длина по плану, мм;

.

Длина кабеля Lкл, мм, определяется по формуле:

,                     (41)

где 1,1 - коэффициент запаса.

= 16592 мм.

Расчет длины кабеля от КТП до распределительных шкафов Lкл, мм, определяется по формуле:

                     (42)

где 1,1 - коэффициент запаса.

8400- длина вертикальных участков, мм;

- длина по плану, мм.

Расчет длины кабеля от КТП до распределительного шинопровода Lкл, мм, определяется по формуле:

                 (43)

где 1,1 - коэффициент запаса.

6500- длина вертикальных участков, мм;

- длина по плану, мм.

Расчет длины кабеля от КТП до троллейного шинопровода Lкл, мм, определяется по формуле:

               (44)

где 1,1 - коэффициент запаса.

9000- длина вертикальных участков, мм;

- длина по плану, мм.

Далее расчет длин кабелей и труб в распределительной и питающей сетях выполняется аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице 7.


Таблица 7 -Результат выбора длины кабелей и труб.

Узел

питания

Номер

электропиемника по плану

Длина кабеля по

плану, Lпл, мм

Высота

установки

Длина кабеля Lк, мм

Длина трубы Lтр, мм

Характеристика трубы (материал, диаметр, толщина стенки)

узла

питания, мм

электроприемник, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

КТП

РП-1

28977

0

600

-

-

РП-1

17

1586

600

400

3725

2886

Т32 2,8

РП-1

18

1801

600

400

3962

3101

Т32 2,8

РП-1

51

7498

600

400

11658

8798

Т40 3,0

51

50

1605

400

400

2866

2605

Т40 3,0

50

49

1530

400

400

1683

2530

Т32 2,8

49

48

1680

400

400

2948

2680

Т25 2,8

КТП

РП-2

37937

0

600

50971

-

-

РП-2

43

2926

600

400

5199

4226

Т40 3,0

РП-2

44

1564

600

400

3701

2864

Т40 3,0

РП-2

45

5011

600

400

7492

6311

Т40 3,0

РП-2

46

6056

600

400

8642

7356

Т40 3,0

КТП

РП-3

29968

0

600

38367

-

-

РП-3

37

3438

600

400

5762

4738

Т50 3,0

РП-3

38

8925

600

400

11798

10225

Т50 3,0

РП-3

39

3741

600

400

6095

5041

Т40 3,0

РП-3

40

4132

600

400

6525

5432

Т40 3,0

РП-3

41

6024

600

400

8607

7324

Т40 3,0

РП-3

42

8078

600

400

10866

9378

Т40 3,0

КТП

РП-4

19334

0

600

30508

-

-

РП-4

33

3467

600

400

5794

4767

Т50 3,0

РП-4

34

2194

600

400

4394

3494

Т50 3,0

РП-4

35

8364

600

400

11181

9664

Т50 3,0

РП-4

36

8056

600

400

10842

9356

Т50 3,0

КТП

РП-5

19516

0

600

30708

-

-

Продолжение таблицы 7

Узел

питания

Номер

электроприемника по плану

Длина кабеля по

плану, Lпл, мм

Высота

установки

Длина кабеля Lк, мм

Длина трубы Lтр, мм

Характеристика трубы (материал, диаметр, толщина стенки)

узла

питания, мм

электроприемника, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

РП-5

19

13283

600

400

16592

14583

Т50 3,0

РП-5

20

8987

600

400

11866

10287

Т50 3,0

РП-5

26

7373

600

400

10091

8673

Т50 3,2

РП-5

30

4901

600

400

7371

6201

Т40 3,0

РП-5

31

2241

600

400

4445

3541

Т40 3,0

РП-5

32

4971

600

400

7448

6271

Т40 3,0

РП-5

52

8970

600

400

11847

10270

Т40 3,0

КТП

РП-6

1938

0

600

11372

-

-

РП-6

21

8860

600

400

11726

10160

Т50 3,0

РП-6

22

6553

600

400

9189

7835

Т50 3,0

РП-6

23

4581

600

400

7020

5881

Т50 3,0

РП-6

24

7096

600

400

9786

8396

Т50 3,0

РП-6

25

5805

600

400

8366

7105

Т50 3,2

РП-6

27

2761

600

400

5017

4061

Т40 3,0

РП-6

28

1968

600

400

4145

3268

Т40 3,0

РП-6

29

3991

600

400

6370

5291

Т40 3,0

КТП

МР-1

31265

0

2500

41542

-

-

МР-1

1

1625

2500

400

5198

4725

Т70 3,2

МР-1

2

1775

2500

400

5363

4875

Т70 3,2

МР-1

3

975

2500

400

4483

4075

Т70 3,2

МР-1

4

2450

2500

400

6105

5550

Т70 3,2

МР-1

5

2375

2500

400

6023

5475

Т70 3,2

МР-1

6

5514

2500

400

9476

8614

Т70 3,2

МР-1

7

6450

2500

400

10505

9550

Т70 3,0

Продолжение таблицы 7

Узел

питания

Номер

электроприемника по плану

Длина кабеля по

плану, Lпл, мм

Высота

установки

Длина кабеля Lк, мм

Длина трубы Lтр, мм

Характеристика трубы (материал, диаметр, толщина стенки)

узла

питания, мм

электроприемника, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

МР-1

8

7775

2500

400

11963

10875

Т40 3,0

МР-1

9

3975

2500

400

7783

7075

Т70 3,2

МР-1

10

900

2500

400

4400

4000

Т70 3,2

МР-1

11

900

2500

400

4400

4000

Т70 3,2

МР-1

13

6075

2500

400

10093

9175

Т70 3,2

МР-1

14

825

2500

400

4318

3925

Т70 3,2

МР-1

15

750

2500

400

4235

3850

Т70 3,2

МР-1

16

6075

2500

400

10093

9175

Т70 3,2

КТП

ТР-1

28273

-

-

41000

-

-

КТП

ТР-2

27146

-

-

39761

-

-

2.9 Выбор магистральных, распределительных и троллейных

шинопроводов, распределительных пунктов, шкафов

Распределительные шинопровода ШРА4(с алюминиевыми шинами) предназначены для передачи и распределения электроэнергии напряжением 380 В

при возможности непосредственного присоединения к ним электроприемников в системах с глухозаземленной нейтралью.

Распределительные шинопроводы прокладываются на вертикальных стойках.

Троллейные шинопроводы ШТР-100-42-1У3 предназначены для выполнения в производственных помещениях троллейных линий в сетях трехфазного переменного тока напряжением 660 В, частотой 50-60 Гц. Номинальный ток шинопроводов100 А. Шинопроводы применяются для питания мостовых кранов.

Троллейные шинопроводы прокладываются вдоль стены или подкрановой балки.

Распределительные шинопроводы выбираются по следующим условиям:


  1.  по номинальному напряжению

 Uном.шUном.ЭП,                                   (45)

где Uном.ЭП- номинальное напряжение электроприемника, В.

380 В 380 В

  1.  по номинальному току

Iном.ш,                                     (46)

где - рабочий максимальный ток.

250 А203 А.

Троллейные шинопроводы выбираются по следующим условиям:

а) по номинальному напряжению

 Uном.шUном.ЭП,                                   (47)

где Uном.ЭП- номинальное напряжение электроприемника, В.

  1.  В 380 В

б) по номинальному току

Iном.ш,                                    (48)

где - рабочий максимальный ток.

100 А55 А.

Шкафы распределительные силовые ПР8501. Предназначены для распре

деления электрической энергии, защиты электрический установок напряже

нием 660 В переменного тока частоты 50 и 60 Гц при перегрузках и корот-

ких замыканиях, для нечастых включений и отключений электрических цепей и пусков асинхронных двигателей.

2.10 Расчет токов короткого замыкания

Для выбора электрооборудования  и токоведущих частей в системах электроснабжения рассчитывают ток трехфазного симметричного

короткого замыкания.

Для расчета составляются 2 схемы:

а) расчетная,

б) замещения.

В расчетной схеме, представленной на рисунке 4, условными графическими изображениями указываются все элементы системы электроснабжения (воздушные и кабельные линии, силовые трансформаторы.

По расчетной схеме составляется схема замещения, представленная на рисунке 5, в которой каждый элемент системы электроснабжения указывается в виде сопротивлений (активного и реактивного).

Обязательно в обеих схемах должна быть указана точка короткого замыкания.

Разрешается в схеме замещения указывать только индуктивные сопротивления для следующих элементов:

а) генераторов.

б) силовых трансформаторов мощностью более 1600 кВА,

в) воздушных и кабельных линий напряжением выше 1 кВ,

Токи короткого замыкания можно рассчитать в именованных единицах

или относительных единицах. Результаты расчета при этом не изменяются.

При расчетах в относительных единицах задаются двумя базовыми величинами:

  1.  базовая мощность Sб и может быть принята равной мощности энергосистемы SбSсист.
  2.  базовое напряжение Uб принимается равное среднему напряжению в точке короткого замыкания UбUср.
  3.  сопротивление трансформатора , ое, определяется по формуле:

                               (49)


где  - номинальная мощность трансформатора ГПП, МВА.

.

  1.  относительное результирующее сопротивление до точки коротко-

го замыкания, ое, определяется по формуле:

.                                  (50)

                             (51)

где  - сопротивление трансформатора, ое;

- внутреннее сопротивление системы до шин ВН ГПП, ое.

  1.  базовый ток короткого замыкания в точке короткого замыкания ,

кА, определяется по формуле:

.                                      (52)

где  - базовая мощность, МВА;

- базовое напряжение, кВ.

     .

  1.  ток трехфазного симметричного короткого замыкания , кА, определяется по формуле:

.                                    (53)

где  - базовый ток короткого замыкания в точке короткого замыкания, кА;

- относительное результирующее сопротивление до точки короткого замыкания, ое.

     .

2.11 Расчет и выбор питающей линии напряжением выше 1 кВт

Для питающей линии напряжением выше 1 кВ выбран способ прокладки кабеля в траншее.

Условия выбора кабельной линии напряжением выше 1 кВ:

  1.  по экономической плотности тока

Расчетный ток питающей сети , А, определяется по формуле:

,                                     (54)

где Sр полная расчетная мощность передаваемая по линии, кВА;

 Uном номинальное напряжение линии, кВ.

По таблице 15[5.7] выбираетсяjэк = 1,2 А/мм2.

Экономически целесообразное сечение кабеля , ВА, определяется по формуле:

                                     (55)

где расчетный ток в часы максимума энергосистемы, А;

 jэк нормированное значение экономической плотности тока для заданных условий работы, А/мм2.

мм2.

Кабельные линии ААШв 3х16 подходят по экономической плотности тока.

  1.  по нагреву рабочим током

                                    (56)

где Iд.д. допустимый длительный ток кабеля, А;

КП1 поправочный температурный коэффициент (по таблице 9 [5.7] Кп1 = 1);;

КП2 поправочный коэффициент на число кабелей, лежащих рядом (по таблице 16 [5.7] Кп2 = 1).

Кабель ААШв 3х16 подходит по нагреву рабочим током.

  1.  по термической стойкости при протекании тока КЗ

Тепловой импульс тока КЗ, , определяется по формуле:

                                (57)

где Та постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ (таблица 14[5.7]), с;

время действия релейной защиты, с;

tв полное время отключения выключателя, с. 1,71

.

Минимальное сечение кабельной линии по термической стойкости при

протекании тока КЗ, мм2, определяется по формуле:

,                                     (58)

где Вк тепловой импульс тока КЗ, А2с;

Ст коэффициент, зависящий от материала проводника, его изоляции (по таблице 17 [5.7]Ст = 90).

Для ограничения токов короткого замыкания устанавливаются токоограничивающие реакторы или выполняется замена трехфазного двухобмоточного трансформатора ГПП на трехфазный трансформатор с расщепленной вторичной обмоткой.

По термической стойкости при протекании тока КЗ выбирается кабель ААШв 3х185.

  1.  по допустимому отклонению напряжения

,                         (59)

где расчетный ток линии, А;

  активное удельное сопротивление линии, Ом/км;

  индуктивное удельное сопротивление линии, Ом/км;

 cosφ, sinφ - коэффициенты мощности соответствуют tgφ в конце линии.

13,3 В

Необходимо высчитать процентное соотношение, которое должно соответствовать нормативам ПУЭ по допустимым потерям на линиях напряжением 10 кВ внутри предприятия не должны превышать 5%.

.                                    (60)

.

Допустимые потери удовлетворяют требованиям ПУЭ. Из трех полученных сечений выбираем большее. Сеть напряжением 10кВ работает в режиме изолированной нейтрали. В связи с этим выбран кабель ААШв 3х185.

3 Цеховая трансформаторная подстанция

3.1 Выбор типа трансформаторной подстанции

Подстанциейназывается электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, защиты и измерения.

Выбор трансформаторной подстанции выполняется с учетом следующих параметров:

  1.  количества трансформаторов;
  2.  мощности трансформаторов;
  3.  первичного и вторичного напряжения трансформаторов;
  4.  варианта исполнения.

Цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными (КТП), размещаемой в отдельном помещении.

Выбираем КТП разборного типа для примыкания к зданию цеха снаружи типа 2КТП -400/10/0,4 12-УЗОАО Компании «Электромонтаж».

3.2 Выбор электрооборудования

Электрооборудование цеховой трансформаторной подстанции выбирается с учетом категории электроприемников по надежности электроснабжения, расчета электрических нагрузок, выбора числа и мощности трансформаторов подстанции.

Цеховая трансформаторная подстанция состоит из:

  1.  трансформатора типа ТМЗ-400-10/0,4 - 2 шт;
  2.  шкафа ввода высокого напряжения типа ШВВ-1 - 2 шт;
  3.  шкафа ввода низкого напряжения типа ШНВ-2- 2 шт;
  4.  линейных шкафов типа ШНЛ-1 -2шт;
  5.  линейных шкафов типа ШНЛ-4- 2 шт;
  6.  секционного шкафа типа ШНС-1 - 1 шт.

Таблица 9 Распределение электрических нагрузок по шинам ЦТП

Сборная шина 1 (СШ1)

Сборная шина 2 (СШ2)

УП

Рр, кВт

QР, квар

УП

Рр, кВт

QР, квар

ОС-1

4,68

1,28

ОС-3

2,34

0,64

ОС-2

4,68

1,28

ОС-4

2,34

0,64

СП-1

100

102

ОС-5

4,68

1,28

СП-3

100

102

СП-2

100

102

РП-2

20,2

7,3

МР-1

120

56,8

РП-4

41,4

12,5

РП-1

23,2

12

ТР-1

44

4,4

РП-3

29,8

13,2

ТР-2

44

4,4

РП-5

34,6

16,8

КУ

РП-6

49,5

21,9

КУ

Итого:

358,96

235,16

Итого:

366,49

225,26

Отклонение нагрузки:

4%

Отклонение нагрузки:

2%


4 Спецвопрос

4.1 Разработка мероприятий по ограничению потерь мощности и электрической энергии в электрических сетях и трансформаторах.

Передача электрической энергии от источников питания к потребителям связана с потерей части мощности и энергии в системе электроснабжения (трансформаторах, линиях, реакторах). Эти потери определяются током, протекающим по линии, и величиной передаваемого напряжения.

Применение повышенного напряжения в электрических сетях, например 10 кВ (вместо 6 кВ), 380 В и 660 В, а также глубокого ввода напряжения 35 кВ и выше значительно снижает потери мощности и электроэнергии.

Следует подчеркнуть, что потери в трансформаторах определяются также числом часов их работы, поэтому одним из условий, обеспечивающих экономию электроэнергии в трансформаторах, является отключнение их при малых загрузках. Это возможно осуществить, если в ночное (не рабочее) времяпитать электроустановки, предназначенные для ремонтных работ, дежурного освещения и пр., от одного трансформатора. Питание указанных потребителей при этом обеспечивается наличием перемычек на низшем напряжении между цеховыми подстанциями. Другим условием экономии электроэнергии в трансформаторах является установление рационального режима работы включенных трансформаторов, что обеспечивается установлением оптимального коэффициента загрузки, зависящего от соотношения между активными и реактивными составляющими потерь.

Потери мощности и электроэнергии в воздушных и кабельных линиях.

Снижение потерь электроэнергии. Это снижение может быть получено в основных звеньях системы электроснабжения промышленных предприятий втрансформаторах, силовых и осветительных сетях и шинопроводах.

Потери электрической энергии в трансформаторах. Они составляют значительную величину и должны быть доведены до возможного минимума путем правильного выбора мощности и числа трансформаторов, рационального режима их работы, а также исключения холостого хода при малых загрузках.Количество одновременно работающих трансформаторов в зависимости от нагрузки должно определяться дежурным персоналом из условий минимальных потерь электрической энергии в трансформаторах.

Потери электрической энергии в линии. Эти потери зависят от сопротивления, тока линии и времени потерь; поэтому для уменьшения потерь следует снижать не только величину тока, но и величину сопротивления ли-


нии, для чего при наличии парных линий необходимо включать их параллельно.

Применение повышенных напряжений 20 кВ и 660 В для сетей промышленных предприятий также значительно сокращает потери электроэнергии в питательных и распределительных сетях промышленных предприятий.

При составлении схемы внешнего и внутреннего электроснабжения следует выбирать вариант, при котором отсутствуют на линиях реакторы, или вариант, при котором потери в реакторах минимальны. Например, вариант электроснабжения предприятий на напряжении 6 кВ с реакторами сравнивается по технико-экономическим показателям с вариантом электроснабжения на напряжении 20 кВ без реакторов.

Регулирование графиков нагрузки. Следует стремиться к получению равномерного графика нагрузки, благодаря чему повышается использование установленного оборудования и одновременно снижаются потери электроэнергии. Снижение значения суммарного максимума нагрузки позволяет при неизменной установленной мощности трансформаторов обеспечить питание большего числа потребителей. Снижение значения суммарного максимума нагрузки предприятия и выравнивание графика могут быть достигнуты (по договоренности с энергосистемой) смещением времени начала работы (предприятий и обеденных перерывов цехов), а также установлением часов работы цехов.

Потери электрической энергии в осветительных сетях. Эти потери составляют: в машиностроении - до 7%, влегкой и пищевой промышленности - до 10% отобщепотребляемой электроэнергии, расходуемой на электрическое освещение.

Основные мероприятия по снижению потерь, экономному и рациональному расходованию электрической энергии - чистотасветовых проемов и естественный свет; систематическая очистка осветительной арматуры и электрических ламп; своевременная побелка потолков и стен; правильное размещение осветительных приборов; своевременное включение и отключение источников освещения.

Потери мощности в трансформаторе являются одной из основных характеристик экономичности конструкции трансформатора. Полные нормированные потери состоят из потерь холостого хода (XX) и потерь короткого замыкания (КЗ). При холостом ходе (нагрузка не присоединена), когда ток протекает только по обмотке, присоединенной к источнику питания, а в других обмотках тока нет, мощность, потребляемая от сети, расходуетсяна создание магнитного потока холостого хода, т.е. на намагничивание маг-


нитопровода, состоящего из листов трансформаторной стали. Посколькупеременный ток изменяет свое направление, то направление магнитного потока также меняется. Это значит, что сталь намагничивается и размагничивается попеременно. При изменении тока от максимума до нуля сталь размагничивается, магнитная индукция уменьшается, но с некоторым запаздыванием, т.е. размагничивание задерживается (при достижении нулевого значения тока индукция не равна нулю точка N). Задерживание в перемагничивании является следствием сопротивления стали переориентировке элементарных магнитов.

Кривая намагничивания при перемене направления тока образует так называемую петлю гистерезиса, которая различна для каждого сорта стали и зависит от максимальной магнитной индукции Втах. Площадь, охватываемая петлей, соответствует мощности, затрачиваемой на намагничивание. Так как при перемагничивании сталь нагревается, электрическая энергия, подводимая к трансформатору, преобразуется в тепловую и рассеивается в окружающее пространство, т.е. безвозвратно теряется. В этом физически и заключаются потери мощности на перемагничивание.

Кроме потерь на гистерезис при протекании магнитного потока по магнитопроводу возникают потери на вихревые токи. Как известно, магнитный поток индуктирует электродвижущую силу (ЭДС), создающую ток не только в обмотке, находящейся на стержне магнитопровода, но и в самом его металле. Вихревые токи протекают по замкнутому контуру (вихревое движение) в месте стали в направлении, перпендикулярном направлению магнитного потока. Для уменьшения вихревых токов магнитопровод собирают из отдельных изолированных листов стали. При этом чем тоньше лист, тем меньше элементарная ЭДС, меньше созданный ею вихревой ток, т.е. меньше потери мощности от вихревых токов. Эти потери тоже нагревают магнитопровод. Для уменьшения вихревых токов, потерь и нагревов увеличивают электрическое сопротивление  стали путем введения в металл присадок.

Снижение потерь энергии достигается путем: максимальной загрузки электроприемников, силовых трансформаторов и линий; ограничения времени работы электрооборудования, особенно сварочного, на холостом ходу; регулирования уровня напряжения в сети более высокой его ступени.

Линии более высоких напряжений (110 кВ и выше) имеют, как правило, большую протяженность и обладают помимо активного и индуктивного сопротивлений еще и активной Од и реактивной Вл проводимостями, которые необходимо учитывать при расчете этих линий;U1, I1 и cos -напряжение, токи коэффициент мощности в начале линии U2, I2 и cos - в конце линии.

Активная проводимость линии Gл обусловлена активными потерями на корону. Корона представляет собой разряд на проводах, связанный с ионизацией воздуха вокруг провода. Корона возникает в тех случаях, когда напряженность, (градиент) электрического поля у поверхности провода превышает электрическую прочность воздуха. Помимо потерь электроэнергий, корона может вызвать коррозию проводов и арматуры гирлянд изоляторов, высокочастотные помехи в линиях связи и радиолиниях.

Одним из факторов, влияющих на уменьшение потерь от короны, является увеличение сечения провода воздушной линии. Поэтому при выборе проводов воздушных линий напряжением 110 кВ и выше из условия допустимых потерь на корону следует принимать сечения не ниже: АС70-для линий напряжением 110 кВ; АС120- для линий 154 кВ; АС240- для линий 220 кВ; АС600-для линий 330 кВ.


5 Литература

5.1 ГОСТ 2.105-95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам.

5.2 ГОСТ 2.109-73 ЕСКД Основные требования к чертежам.

5.3 ГОСТ 21.613-88 Система проектной документации для строительства. Силовое оборудование. Рабочие чертежи.

5.4 ГОСТ 21.614-88 Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.

5.5 ГОСТ 13109-97 Электрическаяэнергия. Совместимостьтехнических средствэлектромагнитная. Нормыкачестваэлектрическойэнергии всистемахэлектроснабженияобщегоназначения.

5.6 Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. Дополненное с исправлениями - Ч. ООО «ИСЦ Дизайн-Бюро», 2004 - 848с.

5.7 Гнётова С. Н. Методические рекомендации по организации выполнения и защиты курсового проекта по дисциплине «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий» для специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий». - Ч.: ЧМК,2003. - 76с.

5.8 Гнётова С. Н. Справочное пособие к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий» для специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий». - Ч.: ЧМК,2003. - 148с.

5.9 Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 528 с.

5.10 http://revolution.allbest.ru/physics/00375126_0.html.

5.11 http://www.montag-electro.com/Transformator-39.html.


5

2

3

2

4

1СШ

и

i

1

5

2

4

и

i

2

3

2СШ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31288. Дослідження схем активних випрямлячів в пакеті Electronics Workbench 1.11 MB
  Робота подібних випрямлячів як правило заснована на тому що при одній полярності вхідна напруга з деяким масштабним коефіцієнтом подається на вихід а при іншій – вихідна напруга підтримується рівною нулю однонапівперіодний випрямляч чи інвертованій вхідній напрузі двонапівперіодний випрямляч. Побудувати схеми випрямлячів в пакеті Electronics Workbench для контролю за вихідними параметрами необхідно до виходів випрямлячів підключити вольтметр та осцилограф. Для кожного з побудованих випрямлячів визначити його тип.
31289. Дослідження комбінаційних схем, реалізованих за методом декомпозиції 1.2 MB
  Знайти гарантовано мінімальний вираз для довільної функції можна лише перебравши всі варіанти різних способів групування в процесі мінімізації що реально лише для невеликої кількості аргументів. З точки зору підходів до спрощення логічних виразів функції з якими має справу схемотехнік доцільно розділити на три групи: функції невеликої кількості аргументів €œоб’єктивні€ функції багатьох аргументів €œсуб’єктивні€ функції багатьох аргументів. До першої групи відносять функції трьохп’яти аргументів. Статистичний аналіз реальних схем...
31290. Дослідження схем синхронних та асинхронних цифрових автоматів з пам’яттю в пакеті Electronics Workbench 2.88 MB
  При моделюванні роботи синхронного автомата синхросерію слід подавати з генератора коливань обравши прямокутну форму імпульсів з параметрами близькими до вказаних на рис. Побудування логічних вентилів при синтезі синхронного автомата Якщо потрібно сформувати пам’ять автомата на Ттригерах не слід шукати їх в бібліотеці елементів так як їх фізично не існує необхідно побудувати Т тригер з JK тригера походячи з таблиці переходів. Часові діаграми роботи автомата слід скопіювати через буфер до редактора Paint або іншого графічного...
31291. Вивчення структури контролера КРВМ-2 та його засобів вводу-виводу 677.5 KB
  ЯПВВ - комірка програмованого вводу-виводу. Забезпечує зв’язок з зовнішніми об’єктами за будь-яким напрямком. До складу комірки входить мікросхема КР580ВВ55, порти якої з’єднані із зовнішніми приладами через шинні підсилювачі К589АП16, 2 шинних формувача КР580ВА86, мікросхеми К555ИД4 (здвоєний дешифратор 2 входи – 4 виходи), мікросхеми К155ТМ8 (4 D-тригери), К155ЛА3 (4 елементи 2І-НІ).
31292. Розрахунок генераторів пилкоподібної напруги 408 KB
  широко використовуються генератори пилкоподібної лінійнозмінної напруги. Часову діаграму пилкоподібної напруги наведено на рис.1 Часова діаграма пилкоподібної напруги Основними параметрами такої напруги є: тривалість робочого і зворотного ходу пилкоподібної напруги; період проходження імпульсів ; амплітуда імпульсів ; коефіцієнт нелінійності і коефіцієнт використання напруги джерела живлення .
31293. Розрахунок схем активних фільтрів 778 KB
  Апроксимація характеристик активних фільтрів зводиться до вибору таких коефіцієнтів цих поліномів що забезпечують найкраще в тому чи іншому значенні наближення до бажаних амплітудночастотної АЧХ чи фазочастотної характеристик фільтра.1 де відносна частота; частота зрізу; порядок фільтра. В фільтрі Чебишева апроксимуюча функція вибирається так щоб в смузі пропускання фільтра отримати відхилення його характеристики від ідеальної що не перевищує деякої заданої величини.2 де постійний коефіцієнт що визначає нерівномірність АЧХ...
31294. Мінімізація логічних функцій 449.5 KB
  Основна задача при побудові систем керування дискретними обєктами і процесами на основі логічних функцій: приведення логічних функцій керування до найбільш простого виду при якому система керування буде виконувати свої задачі. Для ручної мінімізації логічних функцій використовуються карти Карно і діаграми Вейча причому останні будують як розгорнення кубів на площині карти Карно.
31295. Тема: Синтез комбінаційних схем на мікросхемах середнього ступеня інтеграції Мета заняття:Закріпити отр. 1.08 MB
  Традиційно ця назва застосовується до вузлів робота яких не описується досить простим алгоритмом а задається таблицею відповідності входів і виходів.1 Якщо декодер має входів виходів і використовує всі можливі набори вхідних змінних то . Число входів і виходів декодера вказують таким чином: декодер 38 читається €œтри на вісім€ 416 410 неповний декодер. Мультиплексор – це функціональний вузол що здійснює підключення комутацію одного з декількох входів даних до виходу.