Задания контрольной работы составлены в ста двадцати вариантах. Номера вариантов и перечень вопросов и задач приведены в таблице 2.
Вариант контрольной работы определяется по номеру фамилии студента в журнале группы или выдается преподавателем.
Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради и написана, синей или черной пастой, разборчивым почерком. Допускается оформление контрольной работы с использованием персонального компьютера, в соответствии с требованиями действующего положения.
При оформлении контрольной работы необходимо записать вопрос или условие задачи.
Ответы на вопросы должны быть кратки, лаконичны, и полностью раскрывать суть вопроса.
Решая задачу, необходимо давать объяснения выполняемым действиям. Записав формулу, необходимо пояснить сущность величин, входящих в формулу, и их размерность, а затем выполнять действия с ними. В тексте выполняемой контрольной работы необходимо указывать ссылку на учебную литературу, методические пособия, перечень которых должен быть приведен в конце тетради. В конце тетради также необходимо оставить, как минимум, один чистый лист для рецензии и замечаний.
Если контрольная работа не зачтена, то необходимо на чистых листах тетради дополнить ответы на вопросы, дать правильный ответ или правильно решить задачу. Исправления в тексте контрольной работы не допускаются.
Если контрольная работа не сдана на проверку или не исправлены ошибки после проверки контрольной работы, то студент не допускается к сдаче зачета или экзамена по предмету.
МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Пример 1.(Задачи 54–67).
Для электропривода комбайна КА–90 рассчитать ток уставки максимальной токовой защиты и подобрать стандартное значение уставки по шкале блока защиты, встроенного в магнитный рудничный пускатель. Проверить надежность срабатывания защиты в соответствии с требованиями «Правил безопасности» при заданном токе короткого двухфазного замыкания в конце защищаемой линии. Сделать вывод по результатам проверки. Исходные данные для расчета приведены в таблице.
Таблица – Исходные данные для расчёта
| № задачи | Наименование машины (механизма) | Uн, В | Рн, кВт | cоsjн | hн, % | 
| Количество | Iк.з.(2), А | Примечание |
| Комбайн КА–90 | 0,86 | 84,2 | 6,0 | – |
Решение.
1. Определяется расчетный ток уставки максимальной токовой защиты по формуле
I у. расч. = Iпуск.,
где Iпуск. – пусковой ток электродвигателя комбайна, А, определяется по формуле
Iпуск. = кп × Iн., А;
Iпуск.
где кп. – кратность пускового тока, кп. = _________ = 6;
Iн.
Iн – номинальный ток электродвигателя, А, определяется по формуле
Рн. × 103
Iн = ___________________________, А,
Ö3 × Uн.× соsjн.× hн.
где Рн. – номинальная мощность электродвигателя, кВт;
Uн.– номинальное напряжение, В;
соsjн.– коэффициент мощности электродвигателя при номинальной нагрузке;
hн.– коэффициент полезного действия электродвигателя при номинальной нагрузке;
подставляется в формулу в относительных единицах;
220 × 103
Iн = _________________________________ = 154 А.
Ö3 × 1140 × 0,86 × 0,842
I у. расч. = 6 × 154 = 924 А.
2. Выбирается рудничный магнитный пускатель, в который встроена максимальная токовая защита, по условиям:
Uн.ап. = 1140 В = Uн.дв. = 1140 В; Iн.ап. = 320 А > Iн.дв. = 154 А;
Рн.ап. = 320 кВт > Рн.дв. = 220 кВт.
Принимается рудничный магнитный пускатель ПВВ-320Т.
По условию Iу.станд. = 1000 А > I у. расч. = 924 А принимается стандартное значение уставки 1000 А, что соответствует второму делению по шкале блока ПМЗ.
3. Защита, встроенная в рудничный магнитный пускатель, проверяется на надежность срабатывания в соответствии с требованием Правил безопасности по условию
I к.з.(2)
¾¾¾¾¾¾ ³ 1,5;
Iу.станд.
где I к.з.(2) – ток короткого двухфазного замыкания в наиболее электрически удаленной точке сети, А.
¾¾¾¾ = 2,01>1,5.
Условие проверки соблюдается.
Пример 2.(Задачи 91–105).
Рассчитать электрическое освещение камеры электровозного гаража шириной –
а = 10 м, длиной - в = 25 м и высотой - Н = 4 м. Стены и потолок камеры побелены. Напряжение осветительной сети 127 В.
Решение.
Определяется световой поток всех светильников, необходимых для создания заданной минимальной освещенности по формуле
F = Емин. × S × Z × Кз × / Кисп., лм,
где Емин. – минимальная освещенность для камеры электровозного гаража Емин. = 10 лк, нормируемая в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от почвы [14, с.124-125,табл.XV.I];
S – площадь освещаемой рабочей поверхности, м2, определяется по формуле
S = а × в = 10 × 25 = 250 м2;
Z – коэффициент неравномерности освещения, равный отношению средней освещенности к минимальной, принимается Z = 1,3 –1,4 [3, с.400];
Кз – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение прозрачных элементов светильника при эксплуатации и снижение светового потока ламп к концу срока их службы; принимается Кз = 1,5 [14, с.128, табл.XV.4] для локомотивных гаражей при числе чисток светильников с лампами накаливания не менее одного раза в месяц;
Кисп. – коэффициент использования светового потока, представляющий отношение светового потока, падающего на рабочую поверхность, к световому потоку всех ламп.
По кривой 1 [ 3, рис. 18.5, а ] при показателе помещения i, определяемого по формуле
а × в
i = ––––––––––––,
н × (а + в)
где н – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью исходя из высоты камеры (Н = 4 м), расстояния светового центра светильника от потолка (примерно 0,3 м) и уровня рабочей поверхности (0,8 м).
н = 4 – 0,3 – 0,8 = 2,9 м.
10 × 25
i = ––––––––––––– = 2,5; принимается Кисп. = 0,38.
2,9 × (10 + 25)
F = 10 × 250 × 1,4 × 1,5 / 0,38 = 13816 лм.
Для освещения камеры принимаются светильники РП–100М с лампами накаливания мощностью 100 Вт,, имеющими световой поток 1540 лм; к.п.д. светильника h = 0,6 напряжением питания 127 В [ 3, с.394 ].
Определяется необходимое число светильников для освещения камеры по формуле
п = F / Fсв,
где Fсв, – световой поток светильника, лм, определяется по формуле
Fсв, = Fл × h = 1540 × 0,6 = 924 лм.
п = 13816 / 924 = 15.
Принимается 16 светильников, расположенных в два ряда (по 8 светильников в ряду).
Расстояние между светильниками (с учетом расстояния до стен камеры, вдвое меньшего, чем между светильниками): по длине – в/8 = 25/8 = 3,1 м; по ширине – а/2 = 10/2 =5 м.
Пример 3.(Задачи 91–105).
Для освещения конвейерного штрека длиной 270 м выбрать тип светильников определить их количество. Рассчитать мощность осветительного трансформатора и выбрать его тип. Рассчитать сечение рабочей жилы кабеля по длительному допустимому току нагрузки из условия нагрева, по потере напряжения. Выбрать магистральный кабель. Шахта отнесена к опасной по газу и пыли.
Решение.
1. В соответствии с областью применения (ПБ) принимается светильник типа РВЛ-20М.
2. Определяется количество светильников по формуле
,
где L – длина освещаемой части выработки, м;
L0 – расстояние между светильниками, м; расстояние между светильниками принимается 6 м [14].
Число светильников для освещения штрека определится
3. Определяется требуемая активная мощность для освещения конвейерного штрека по формуле
Росв. = Рл × nсв, Вт,
где Рл – мощность лампы светильника, Вт; для светильника РВЛ-20М – Рл. = 20 Вт.
Активная мощность светильников для освещения штрека определится
Росв.ш = Рл.× nсв.ш = 20 × 45 = 900 Вт.
4. Расчётная мощность трансформатора для осветительной нагрузки определяется по формуле
, кВ×А,
где hс – коэффициент полезного действия сети; h = 0,95;
hсв – электрический коэффициент полезного действия светильника; для светильника
РВЛ-20М = 0,85 [3];
cosjсв – коэффициент мощности светильника; cosjсв = 0,5.
Расчётная мощность трансформатора для освещения штрека определится
кВ×А.
По условию Sтр.н. = 4 кВ×А > Sтр.р.ш. = 2,2 кВ×А принимается осветительный аппарат
АОС-4В.
5. Определяется расчётный ток осветительного кабеля по формуле
, А.
Расчётный ток осветительного кабеля штрека определится.
А.
По условию Iдл.доп = 54 А > 10,1 А принимается кабель КГЭШ сечением рабочей жилы
4 мм2.
6. Определяется сечение рабочей жилы осветительного кабеля по потере напряжения по формуле
,
где g=50 м/Ом·мм2; удельная проводимость меди;
DUдоп.к. – допустимая потеря напряжения с осветительной сети, %; DUдоп.к. = 4 %;
Uн – номинальное напряжение сети, В.
М – максимальный момент нагрузки на осветительный кабель, Вт·м; определяется
по формуле.
, Вт×м,
где nсв – количество светильников;
Рл – мощность лампы светильника, Вт;
hсв – электрический коэффициент полезного действия светильника;
L0 – длина кабеля до первого светильника, м;
L – длина освещаемой части выработки, м;
1,1 – коэффициент, учитывающий провисание гибкого кабеля.
Составляется расчётная схема осветительной сети конвейерного штрека.
АОС-4 5 270
nсв.штр. = 45.
Рисунок. 1- Расчётная схема осветительной сети штрека
Определяются момент нагрузки и сечение рабочей жилы осветительного кабеля штрека
Вт×м;
мм2.
Окончательно принимается кабель КГЭШ 3´6 + 1´4.
Пример 4.(Задачи 91–105).
Рассчитать освещение квершлага длиной 280 м. Крепление квершлага бетонное, высота 3,5 м. Шахта опасна по газу и пыли. Напряжение осветительной сети 127 В.
Решение.
При напряжении осветительной сети 127 В принимаем светильники РВЛ-20М с люминесцентной лампой ЛБ20ПТБ40 мощностью 20 Вт (световой поток Fл= = 980 лм) и располагаем их перпендикулярно к оси квершлага. Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью принимается 3,2 м исходя из высоты камеры (3,5 м), расстояния светового центра светильника от потолка (0,3 м).
По ПТЭ [14] находится для квершлага минимальная горизонтальная освещенность на почве выработки Ег = 2лк, а также коэффициент запаса кз = 1,6.
Наименьшая освещенность будет на перпендикулярной к квершлагу линии между двумя светильниками. Поскольку на этой линии каждый светильник должен обеспечить половину нормируемой освещенности (1 лк), расчет выполняется для одного светильника.
Определим значение Iα, пользуясь кривой распределения силы света светильника РВЛ-20М в поперечной плоскости (кривая 5 на рис. 18.2, б) [3, с. 402-403].
Хотя угол αнам не известен, но из кривой 3 видно, что при α = 0 ÷ 75° значение Iαпримерно постоянно и составляет 90 кд. Тогда согласно выражению
Iα= I ׀α ×Fл/1000 = 90 × 980/1000 = 88,2 кд.
Пользуясь формулой (18.6) [], определяем cosα
cosα = 
= 
= 0,57,
откуда находится значение тангенса угла α: tg α = 1,43. Половина расстояния между светильниками
L0/2 = Н × tg α = 3×1,43 = 4,29 м. Принимаем с небольшим запасом L0 =8 м.
Число светильников для освещения квершлага определяется по формуле
;
где L – длина освещаемой части выработки, м;
L0 – расстояние между светильниками, м;
Число светильников для освещения квершлага определится
шт.
Расчётная мощность трансформатора для освещения квершлага определится
кВ×А.
По условию Sтр.н. = 4 кВ×А > Sтр.р. = 1,73 кВ×А принимаются осветительный трансформатор АОС-4 [6].
Сечение силовой жилы осветительного кабеля определяется по формуле
100 М
Fосв. = ¾¾¾¾¾¾¾, мм2 ;
g ×Uн2 ×DUдоп.
где М - максимальный момент нагрузки на осветительный кабель, Вт·м; определяется по формуле
n св. ×Рл L
М = ¾¾¾¾ × 1,1×(L о + ¾), Вт·м;
hсв 2
где L о – расстояние до первого светильника, м;
DUдоп.- допустимая потеря напряжения в осветительной сети, %;
DUдоп.= 4% [14].
Расчет сечения силовой жилы осветительных кабелей осуществляется в соответствии с расчетной схемой, приведенной на рисунке 1.
АОС-4 5 280
nсв.кверш. = 35.
Рисунок 1 - Расчетная схема осветительной сети квершлага
Определяется момент нагрузки на осветительный кабель квершлага
35×20 280
М = ¾¾¾¾ × 1,1×(5 + ¾¾) = 131353 Вт·м;
0,85 2
Определяется сечение силовой жилы осветительного кабеля квершлага
100 × 131353
F = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 4,0 мм2 .
50 × 4 × 1272
Определяется расчётный ток осветительного кабеля по формуле
, А.
Расчётный ток осветительного кабеля квершлага определится
А.
По условию Iдл.доп = 54 А > Iосв. = 7,9 А принимается кабель КГЭШ сечением рабочей жилы 4 мм2.
Окончательно для освещения квершлага к прокладке принимается кабель, сечением силовой жилы 4 мм2, КГЭШ 3´4 + 1´2,5 [16].
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Таблица 2 – Варианты заданий для контрольной работы
| Номер варианта | Номера вопросов и задач | ||||
| І | ІІ | ІІІ | ІV | V | |
Продолжение таблицы 2
| Номер варианта | Номера вопросов и задач | ||||
| І | ІІ | ІІІ | ІV | V | |
Продолжение таблицы 2
| Номер варианта | Номера вопросов и задач | ||||
| І | ІІ | ІІІ | ІV | V | |
