ыбор сечения токоведущего элемента

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА№1.

РАЗРАБОТКА схемы электропитания потребителя тока низкого напряжения.

 

Выполнил: Вдовенко В.Ю.

Проверила: Макашева С.И.

 

Хабаровск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Исходные данные…………………………………………………………..3

2. Определение мощности трехфазного потребителя переменного тока…4

3. Выбор сечения токоведущего элемента…………………………….…….7

4. Выбор защитной и коммутационной аппаратуры электроизмерительных приборов ……………………………………..……………………………..11

5. Оценка недоотпуска электроэнергии потребителям при перерывах в электроснабжении………………………………………………………...15

6. Приложение 1……………………………………………………………..17

7. Список литературы……………………………………………………….18

сходные данные

Вариант 322

Таблица 1.

Напряжение первичной обмотки трансформатора, U1, кВ	Напряжение вторичной обмотки трансформатора, U2,кВ	Активная мощность i-го потребителя, Рi, кВт Р1= Р2= Р3= Р4= Р5=	Угол сдвига фазы тока относительно напряжения i-го потребителя, φi, гр.эл. φ1= φ2= φ3= φ4= φ5=	Длина проводника, L, км	Параметр потока отказов трансформаторной подстанции напряжением 6-10 кВ, λТП,отказ/1 ТП·год	Параметр потока отказов линии электропередачи напряжением до 1 кВ, λЛ, отказ/на 100 км·год	Продолжительность поиска повреждений и производства ремонтных работ, час. t поиск = t рем =
	0,38	0,6 1,4 0,9 0,8	0,87 0,95 0,96 0,91 0,94	1,4	0,065	75(20)	6,5(30) 30(35)

 

 

Рис.1 Расчетная схема электроснабжения.

 

 

пределение мощности трехфазного потребителя переменного тока.

2.1. Реактивная мощность потребителя выражается следующим выражением:

, (2.1)

где Р_i- активная мощность i-го потребителя в кВт, φ_i- угол сдвига фазы тока относительно напряжения i-го потребителя.

 

2.2. Рассчитаем полную мощность каждого потребителя:

,(2.2)

где Р_i- активная мощность i-го потребителя в кВт, Q_i- реактивная мощность i-го потребителя в кВт.

 

2.3. Разделим однофазные потребители между фазами трехфазной системы так, чтобы выполнялось условие:

, (2.3)

где Р_А, Р_В, Р_С – активные мощности фаз А, В и С трехфазной системы электроснабжения соответственно, кВт.

,(2.4)

где Р₁ – активная мощность первого потребителя, кВт; Р_n – то же для n-го потребителя.

P_А=P₁=2 кВт

P_В=P₂+P₃=2 кВт

P_С=P₄+P₅=1,7 кВт

 

2.4. Определим реактивные мощности каждой фазы:

,(2.5)

где Q₁ – реактивная мощность первого потребителя, кВАР; Q_n – то же для n-го потребителя.

Q_A=Q₁=0,03 кВАР

Q_B=Q₂+Q₃=0,0329 кВАР

Q_C=Q₄+Q₅=0,0271 кВАР

2.5. Рассчитаем полые мощности каждой из фаз:

(2.6)

где P_A-активная мощность А фазы, кВА; Q_A – реактивная мощность А фазы, кВАр.

 

2.6. Полная активная мощность, потребляемая из трехфазной цепи, равна:

, (2.7)

где Р_А, Р_В, Р_С – активные фазные мощности фаз А, В и С соответственно, кВт.

Р=2+2+1.7=5.7 (кВт)

2.7. Реактивная мощность, потребляемая из трехфазной цепи, определяется:

,(2.8)

где Q_А, Q_В, Q_С - реактивные фазные мощности фаз А, В и С соответственно, кВАР.

Q=0,03+0,0329+0,0271=0,09 (кВАр)

2.8. Полная мощность, потребляемая трехфазным потребителем, равна:

(2.9)

где Р – активная мощность, потребляемая в трехфазной цепи, кВт, Q – реактивная мощность, потребляемая в трехфазной цепи, кВАр.

 

 

ыбор сечения токоведущего элемента

К токоведущим частям относятся неизолированные и изолированные проводники, предназначенные для соединения источников с приемниками энергии через различные переключающие аппараты.

Для присоединения группы потребителей к питающей системе чаще всего используются провода и кабели. Кабелями называют проводники тока, изолированные между собой и от земли бумажной, пластмассовой или резиновой изоляцией и помещенные в свинцовую, алюминиевую, полихлорвиниловую или резиновую оболочку. Оболочка служит гидроизоляцией жил. В целях предохранения от механических повреждений гидроизолирующей оболочки кабель покрывают броней. Броню покрывают асфальтированным жгутом. Различают кабели силовые и кабели связи.

Силовые кабели служат для электрических соединений оборудования и аппаратуры между собой и с шинами распределительных устройств, а также линий, соединяющих между собой отдельные электроустановки. Кабели характеризуются конструкцией, числом и сечением жил, а также напряжением. Силовые кабели изготавливают на стандартные напряжения с сечениями, соответствующими стандартным сечениям проводов. В полное обозначение кабеля входят конструкция кабеля, число жил и сечение одной жилы, номинальное напряжение в кВ.

Выбор токоведущих частей и аппаратуры электроустановок заключается в сравнении рабочего напряжение и наибольшего длительного рабочего тока той цепи, где предполагается установить данный аппарат, с его номинальным напряжением и током. За наибольший рабочий ток принимают ток с учетом допустимой перегрузки длительностью не менее 0,5 часа. Сечения токоведущих частей выбирают с учетом перегрузочных способностей аппаратов и оборудования, которые они соединяют.

Кабели выбирают в зависимости от места укладки (воздушная среда, земля или под водой), величины рабочего напряжения U_раб и наибольшего рабочего тока I_{раб max} цепи так, чтобы соблюдалось условие:

 

и , (3.1)

 

где U_ном – номинальное напряжение кабеля, кВ; I_доп – длительно допускаемый ток, который выдерживает сечение токоведущей части выбранного материала, не перегреваясь выше нормы при расчетных температурных условиях, А.

При прохождении электрического тока по проводу или кабелю в нем выделяется значительное количество тепла за счет потери мощности в проводящих жилах и изоляции. Максимальный рабочий ток цепи, при котором установившаяся температура проводника соответствует нормам I_{раб max}, также называется допустимой длительной токовой нагрузкой. Таким образом, выбор проводника по условию допустимой длительной токовой нагрузки является также выбором проводника по условию допустимого нагрева.

В Приложении 1 приведены некоторые значения допустимых длительных токовых нагрузок проводов и кабелей при средней температуре окружающей среды 25ºС.

Для выбора сечения проводника по условию допустимого нагрева в рассматриваемом случае необходимо определить максимальный длительный рабочий ток провода для наиболее нагруженной фазы трехфазного потребителя:

, А, (3.2)

 

где S_{ф max} - мощность наиболее нагруженной фазы, найденная в п.1, кВ·А; U_{ф ном} - номинальное фазное напряжение, кВ.

Фазное напряжении находится по формуле:

где U_л.ном=U₂, U₂-напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Рассчитываем максимальный длительный рабочий ток по формуле:

После проверки проводника по величине рабочего напряжения и наибольшего рабочего тока, следует также проверить выбранное сечение проводника по величине допустимой потери напряжения:

, (3.3)

 

Из приложения 1, берем значение допустимой длительной токовой нагрузки провода при средней температуре окружающей среды 25 ºС.

q (сечение жилы)= 50мм²

допустимая токовая нагрузка в одной трубе для четырёх проводов

(данные приняты из расчета нагрева жил до 55 ºС при температуре воздуха 25 ºС и земли 15 ºС. В числителе приведены нагрузки для медных жил; в знаменателе – для алюминия).

Рассчитаем допустимые потери напряжение:

где L – длина проводника, м; – удельная проводимость провода, , для меди принимается равной 57 .

= ,что удовлетворяет условию (2.3).

При невыполнении условия (2.3) сечение проводника следует увеличить.

 

Для питающей линии выбраны одножильные провода, прокладываемые в трубах, определяем диаметр трубы, необходимой для прокладки этих проводов:

(3.4)

где – диаметр i-го провода, мм.

(3.5)