Определение по методу коэффициента максимума электрической нагрузки цехового трансформатора и всех указанных линий

Курсовой проект

по курсу « Электроэнергетика »

Вариант 3

Выполнил студент группы ЭСз-10-1у:

Федосеев С.И

Проверил преподаватель:

Кухарчук А.В

Пермь 2013

Содержание

 

Часть I ……………………………………………………………………………………..3

Исходные данные……………………………………………………………….…………5

1. Определение по методу коэффициента максимума электрической нагрузки цехового трансформатора и всех указанных линий………………………………………………………………………………...7

2. Выбор цехового трансформатора согласно расчетной нагрузке вычисленной в п.1. …………………………………………………………………………………. 11

3. Выбор марки проводов и кабелей всех линий и определение их сечения по нагреву расчетным током………………………………………………………….11

4. Определение потерь напряжения от шин ТП до наиболее удаленного электродвигателя…………………………………………………………………...12

5. Определим потери мощности и электроэнергии в цеховом трансформаторе и в одной из линий, питающих силовые распределительные пункты……………...14

6. Выполнение мероприятий по максимально возможной компенсации реактивной мощности…………………………………………………………………………... 15

7. Выводы по расчётам и выбору оборудования……………………………………19

Часть II……………………………………………………………………………………20

1. Выбор высоковольтных трансформаторов.......……………………………………..23
2. Расчет токов КЗ………………………………………………………………………..23
3. Выбор и проверка по условию протекания токов КЗ на стороне 6 кВ аппараты и токоведущие устройства………………………………………………………………26
4. Определение уставки максимальной токовой защиты для линии (Л₃) питающей ТП……………………………………………………………………………………….27
5. Выбор плавкого предохранителя устанавливаемого после трансформатора № 3 ТП……………………………………………………………………………………… 28
6. Вывод по выбору высоковольтного оборудования………………………………….28

Список используемой литературы………………………………………………………..29

Часть I

 

 

Рис. 1. Радиальная расчётная схема.
Задание

 

1. Определить по методу коэффициента максимума электрическую нагрузку цехового трансформатора и всех, указанных в схеме линий.

2. Выбрать цеховой трансформатор и выписать его технические данные из справочника (см. приложение, либо любой электротехнический справочник).

3. Выбрать марки проводов и кабелей всех линий и определить их сечение по нагреву расчётным током.

4. Приняв напряжение на вторичной стороне ТП неизменным и равным 400 В, определить потерю напряжения от шин ТП до наиболее удаленного электродвигателя и сделать вывод о соответствии сечений выбранных проводов и кабелей допустимой потере напряжения.

5. Определить потери мощности и электроэнергии в цеховом трансформаторе и в одной из линий, питающих силовые распределительные пункты (взять произвольно).

6. Выполнить мероприятия по максимально возможной компенсации реактивной мощности (РМ). За источник РМ принять батареи статических конденсаторов. С учётом компенсации РМ уточнить параметры выбранного электрооборудования по п. 3 и 4, а также расчёты по п. 5.

7. Сделать выводы по расчётам, а также выбору оборудования.

Считать, что цех работает в три смены, трансформатор включен круглый год.

Исходные данные

Таблица 1. Сведения о характере производства, видах механизмов и режимов их работы

№ Варианта	Производство, цех, отделение	CП1	СП2	СП3	СП4
	Мартеновское производство	Краны**	Питательные насосы*	Вентиляторы*	Печные заслонки**

· * - длительный режим работы.

· ** -повторно-кратковременный

 

 

Таблица 2. Данные о числе, мощности и типах электродвигателей

Распределительный пункт	Двигатель	Количество двигателей
	Тип (серия)
СП1		АК2
	А02
СП2		АК2
	А2
СП3		А2
	А2
СП4		А2
7,5	А2
	А02

Таблица 3. Данные по конструктивному выполнению сети

Вариант	Линия
Лтп	Л1	Л2	Л3	Л4	Лэ1	Лэ2	Лэ3	Лэ4
1-10	1,0	0,160	0.035	0,195	0,215	0,025	0,040	0,035	0,030
З			Т	Т.З			Т	Т
К	К	К	К	К	К	К	П	П
А	М	А	М	А	А	А	М	А
Б	Б	Б	Р	Р	Б	Р	Р	Р
А	С	С	Н	В	С	В	-	-

 

 

Примечания: 1. В колонках сверху вниз записано: длина линии,км; способ прокладки (3 - в земле, К - в кабельном канале, В - в воде, Т - в трубе, 0 - открыто на воздухе); вид линии (К -кабель, П – провод); материал проводника (М - медь, А - алюминий);изоляция (Б - бумага, Р - резина, В - пластмасса); материал оболочки кабеля (А - алюминий, С - свинец, В - пластмасса, Н - нагревостойкая резина). 2. Длины линий от распределительного пункта до отдельных электродвигателей, питающихся от него, одинаковы.

Основное содержание работы

 

По исходным данным и справочному приложению находим к_и, cos j, к_с. Заносим их в табл.4.

Таблица 4. Показатели электрических нагрузок приемников и потребителей электроэнергии

Группы приемников и потребители электроэнергии	Коэффициенты
использования Ки	мощности cos j	спроса Кс
СП1 Краны	0,8	0,8	0,9
СП2 Питательные насосы	0,45	0,75	0,6
СП3 Вентиляторы	0,14	0,5	0,2
СП4 Печные заслонки	0,5	0,6	0,7

 

Определение по методу коэффициента максимума электрической нагрузки цехового трансформатора и всех указанных линий.

 

Для двигателей повторно-кратковременного режима работы номинальная мощность приводится к длительному режиму работы () по формуле:

;

Все расчеты сводим в таблицу 5.

Таблица 5

СП1
СП2
СП3
СП4
				7,5	7,5	7,5

 

Определяем среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену и среднюю реактивную мощность за наиболее загруженную смену, соответственно, по формулам:

(1)

(2)

где - суммарная номинальная (установленная) мощность приёмников; - номинальная мощность отдельного приёмника электроэнергии; n - число приёмников в группе; - коэффициент использования суммарной мощности (из табл.4).

Результаты, определяемые по формулам (1) и (2) сводим в табл.6.

Таблица 6.

№СП		,кВт	,кВт			,кВАр
СП1	0,8			0,8	0,75
СП2	0,45		119,2	0,75	0,88	104,9
СП3	0,14		39,2	0,5	1,73	67,8
СП4	0,5	62,5	31,25	0,6	1,33	41,5

 

Определяем эффективное число приёмников по формуле:

(3)

1. При и

(4)

(5)

где , - характерные для i-го приёмника коэффициенты загрузки по активной и реактивной мощности.

и ориентировочно приняты равными для приёмников с длительным режимом работы 0,9 и 0,8.

Коэффициент максимума находится по таблице (см. [4]), в зависимости от величины коэффициента использования и эффективного числа приёмников в группе ().

Получасовой максимум нагрузки (расчётная нагрузка) на всех ступенях распределительных и питающих сетей, включая, преобразователи и трансформаторы, определяется по формуле:

(6)

где - средняя мощность за наиболее загруженную смену; - коэффициент максимума.

Расчётная реактивная нагрузка в узле определяется по формуле:

(7)

Полная расчётная мощность узла и ток определяются по формуле:

(8)

(9)

Для отдельных групп электроприемников:

; (10)

. (11)

Полная расчётная мощность узла и ток определяются по формулам:

; (12)

, (13)

Для линии Лэ1:

; .

;

Для линии Лэ2:

; .

;

Для линии Лэ3:

; .

;

Для линии Лэ4:

; .

;

Рассчитывая нагрузки линий, сводим полученные значения в табл.7

 

Таблица 7

Линия	№ двигателя			, кВт	, квар	, кВА	, А
ЛЭ1		0,8	0,75		93,75	156,25	225,53
2-3
ЛЭ2		0,75	0,88			133,21	192,27
5-7		48,4	73,26	105,74
ЛЭ3	8-9	0,5	1,75		51,9	59,95	86,53
10-13		95,15	109,9	158,63
ЛЭ4	14-17	0,6	1,33		13,3	16,6	23,9
18-20	7,5	9,98	12,48	18,01
		5,32	6,6	9,6

 

Определяем эффективное число приёмников по формуле (3):

Для СП1:

;

Для СП2:

;

Для СП3:

;

Для СП4:

.

Далее вычисляем расчетную активную и реактивную мощность:

; .

Для Л2 по формуле (6), (7):

;

.

;

Для Л3 по формуле (6), (7):

;

.

Для Л4 по формуле (6), (7):

;

.

 

Расчетная активная нагрузка в узле ТП:

(кВт)

Расчетная реактивная нагрузка в узле ТП:

(кВАр)

Полную расчетную мощность узла и ток определяем по формулам:

(кВА)

(А)

 

 

Таблица 8

Линия	ки	nэ	Км	Pсм, кВт	Qсм, квар	Pp, кВт	Qp, квар	Sp, кВА	Ip, А
Л1	0,8		-				243,7	281,2	405,5
Л2	0,45		1,72	119,2	104,9		115,3	206,4
Л3	0,14		2,75	39,2	67,8	107,8	74,6	169,8	245,1
Л4	0,5		1,51	31,25	41,5	47,1	45,6	35,6	51,5