Кафедра ЭПГ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для проведения практических занятий
По курсу
Энергосбережение в системах электроснабжения
- 2015 -
УДК 621.3
Курс «Энергосбережение в системах электроснабжения». Методические указания к выполнению практических робот для студентов специальности ЭСЭ / Чурсинова А.А., Донецк: ДонНТУ, 2015).
Является частью комплекса методических материалов, разрабатываемых кафедрой и содержат в себе методические указания для выполнения практических робот по дисциплине «Энергосбережение в системах электроснабжения»
Автор: А.А. Чурсинова, доц.
Отв. за выпуск А.А. Чурсинова, доц.
Рецензент:
КОМПЛЕКСНАЯ ЗАДАЧА 2
Определить наибольшее значение коэффициента полезного действия (КПД) трехфазного трансформатора типа ТМ. При каком значении КПД трансформатора принимает максимальное значение. Номинальная мощность трансформатора 
, кВА. 
Необходимые паспортные данные трансформаторов взять из приложения
Таблица 2.1 – Исходные данные по задаче 2
| Номер варианта | ||||||||||
| Номинальная мощность трансформатора , кВА
| ||||||||||
|
| 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,8 | 0,9 | 0,6 | 0,7 |
Методические указания
Коэффициент полезного действия рассчитывается согласно с:
, %,
где 
, 
- потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора, 
- коэффициент загрузки.
Наибольшее значение КПД принимает при коэффициенте загрузки:
.
КОМПЛЕКСНАЯ ЗАДАЧА 3
На ГПП промышленного предприятия установлены два трансформатора с номинальной мощностью 
и номинальным напряжением обмоток 115/10,5 кВ. Продолжительность нагрузки 
в течение года составляет 
, а загрузки 
- 
. Задано значение коэффициента мощности 
.
Определить годовые потери активной энергии в трансформаторах. На сколько уменьшаться годовые потери активной энергии в трансформаторах при отключении одного из них в режиме минимальных нагрузок.
Исходные данные приведены в таблице. 3.1. Необходимые паспортные данные трансформаторов взять из приложения
Таблица 3.1 – Исходные данные по задаче 3
| Номер варіанта | , МВА
|  , МВт
|  , МВт
|  , год/рік
|  , год/рік
|
|
| 0,90 | ||||||
| 0,85 | ||||||
| 32,5 | 10,5 | 0,80 | ||||
| 7,5 | 0,75 | |||||
| 22,4 | 6,4 | 0,90 | ||||
| 20,8 | 6,7 | 0,85 | ||||
| 12,5 | 4,7 | 0,80 | ||||
| 0,75 | ||||||
| 4,2 | 0,90 | |||||
| 4,8 | 0,85 |
Методические указания
В задаче задан упрощенный годовой график электрических нагрузок промышленного предприятия. По нему годовые потери активной энергии в 
трансформаторах ГПП составляют
,
где , - потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора;
, 
- количество работающих трансформаторов во время максимальных и минимальных нагрузок;
, 
- коэффициент загрузки трансформаторов во время максимальных и минимальных нагрузок. (
)
КОМПЛЕКСНАЯ ЗАДАЧА 4
Цеховая трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ получает питание по двуцепной кабельной линии напряжением 10 кВ. Линия выполнена кабелями марки ААШвУ длинной 
и сечением 
. На подстанции установлены два трансформатора типа ТМ с номинальной мощностью 
.
Полная мощность нагрузки 
, коэффициент мощности 
, 
(
) - время использования максимума активной (реактивной) нагрузки. На стороне 0,4 кВ подстанции установлены две конденсаторные батареи (по одной на каждую секцию шин), каждая мощностью 
.
Определить годовые потери электроэнергии в линии и в трансформаторах при включенных и отключенных конденсаторных установках.
Таблица 4.1 – Исходные данные по задаче 4
| Номер варианта | , кВА
|  , мм2
|  ,
км
|  ,
кВА
|
| ()
|  , квар
|
| 2,5 | 0,8 | (4840) | |||||
| 1,5 | 0,85 | (4750) | |||||
| 1,8 | 0,9 | (4960) | |||||
| 0,75 | (6130) | ||||||
| 2,5 | 0,8 | (5240) | |||||
| 1,5 | 0,85 | (4220) | |||||
| 1,8 | 0,9 | (3200) | |||||
| 0,75 | (3660) | ||||||
| 1,8 | 0,8 | (5880) | |||||
| 2,5 | 0,85 | (4900) |
Паспортные данные трансформаторов и удельные сопротивления кабеля принять согласно справочным данным.
Методические указания
Годовые потери активной и реактивной энергии в ЛЭП при компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей мощностью 
составляют
, кВт∙ч/год,
, квар∙ ч/год,
где 
, 
- активная и реактивная нагрузка ЛЭП, МВт, Мвар;
- напряжение ЛЭП, кВ;
, 
- удельное активное и реактивное сопротивление кабеля, Ом/км;
- время максимальных потерь, ч/год.
Годовые потери активной и реактивной энергии в трансформаторах цеховой ТП при включении конденсаторной батареи на стороне 0,4 кВ составляют
, кВт∙ч/год;
, квар∙ч/год,
где 
, 
- ток холостого хода и напряжение короткого замыкания, % трансформатора цеховой ТП.
КОМПЛЕКСНАЯ ЗАДАЧА 5
Расчетная нагрузка цеха 
и 
. Потребители цеха относятся ко II категории потребителей по надежности электроснабжения. Рассчитать и выбрать мощность КУ до получения 
. Определить мощность трансформаторов ТП-10/0,4 до и после компенсации реактивной мощности.
Таблица 5.1 – Исходные данные по задаче 5
| Номер варианта | |||||||||||
| Расчетная нагрузка |  , МВт
| ||||||||||
 ,Мвар
| |||||||||||
| k
| 0,92 | 0,92 | 0,92 | 0,92 | 0,92 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 |
Методические указания
Необходимую расчетную мощность конденсаторных батарей определяем из соотношения:
,
где Рр – расчетная активная нагрузка цеха;
- коэффициент, учитывающий повышение 
естественным способом, принимается равным =0,9;
- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.
Для =0,95=> 
=0,33;
,
Выбираем компенсирующие устройства.
Тогда расчетная реактивная нагрузка с учетом компенсации:
квар
Определяем фактические значения 
и cosφ после компенсации реактивной мощности:
По 
определяем :
.
ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
- Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети/ Под общ. ред. А.А.Федорова и Г.Г. Сербиновского. – М.: Энергия, 1980. – 576 с.
- Закон України "Про енергозбереження". - Київ: "Голос України", 4 серпня 1994р.
- Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990.- 576 с.
- ДСТУ 2420-94. Енергозбереження. Терміни та визначення.
- Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы / Под ред. Б.Н. Неклепаева. - М.: Энергия, 1978. - 455 с.
Дополнения
Таблица 1 – Паспортные данные трансформаторов 10/0,4 кВт
| Тип трансформатора | Sн , кВА | Pх , кВт | Pк, кВт | Uк, % | iх,% |
| ТМ – 2500/10 | 3,85 | 23,5 | 6,5 | 1,0 | |
| ТМ – 1600/10 | 3,3 | 16,5 | 5,5 | 1,3 | |
| ТМ – 1000/10 | 2,45 | 5,5 | 1,4 | ||
| ТМ – 630/10 | 1,56 | 7,6 | 5,5 | ||
| ТМ – 400/10 | 1,05 | 5,5 | 4,5 | 2,1 |
Таблица 2 – Паспортные данные трансформаторов 110/10 кВт
| Тип трансформатора | DPкз, кВт | DPх, кВт | ик, % | iх,% |
| ТДН-10000/110 | 10,5 | 0,9 | ||
| ТДН-16000/110 | 10,5 | 0,7 | ||
| ТДН-25000/110 | 10,5 | 0,65 |
Кабели ААШвУ
| S | Iдоп-10 | r0 | x0 |
| 1,25*0,8 | |||
| 1,94 | 0,113 | ||
| 1,24 | 0,099 | ||
| 0,89 | 0,095 | ||
| 0,62 | 0,09 | ||
| 0,443 | 0,086 | ||
| 0,326 | 0,083 | ||
| 0,258 | 0,081 | ||
| 0,206 | 0,079 | ||
| 0,167 | 0,077 | ||
| 0,129 | 0,075 |
Технические данные провода воздушой линии марки:
| Тип |  , Ом/км
|  , Ом/км
|
| АС-70/11 | 0,428 | 0,444 |
| АС-95/16 | 0,306 | 0,434 |
| АС-120/19 | 0,249 | 0,427 |
