Расчет системы электропитания предприятия связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

Кафедра безопасности производственных процессов и электропитания систем связи

Комплексное задание

на тему:

«РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ СВЯЗИ»

Вариант № 08

Выполнил:

студент II-го курса

группы ИК-2.03

Муртазаев Алим

Одесса - 2013г.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Общие характеристики системы электропитания

Тип системы - трехлучевого типа

Тип первичной сети - трехфазная четырехпроводная

Фазное напряжение, U_ф = 220 В

Частота,f_c= 50 Гц

Общин коэффициент мощности, ш = соs ц= 0,95

Время работы от аккумуляторных батарей, t_р = 3 ч

Рабочая температура окружающей среды t_ср = +15 °С

Система бесперебойного электропитания постоянного тока

Напряжение системы U₀ = 48 В

Максимальный ток нагрузки I₀ = 45 А

Система бесперебойного электропитания переменного тока

Максимальный ток нагрузки, I_н = 22 А

Коэффициент мощности нагрузки, ш_н= 0,85

Коэффициент загрузки среднестатистический k_н=1

Коэффициент увеличения пускового тока k_а = 1,2

Коэффициент полезного действия ИБП _?ИБП= 0,9

Коэффициент полезного действия инвертора _?инв= 0,95

Хозяйственные нужды

Полная мощность, S_хоз = 3,5 кВА

Коэффициент мощности нагрузки, ш_хоз = соs ц_хоз = 0,91

Система вентиляции и кондиционирования

Полная мощность, S_вк= 3,0 кВА

Коэффициент мощности , ш_вк = соs ц_вк = 0,8

Аварийное освещение

Напряжение аварийного освещения U_ао = 220 В

Частота тока аварийного освещения f_ао = 50 Гц

Ток аварийного освещения I_ао= 2,7 А

Коэффициент мощности ш_ао = 1

Система заземления

Схема -заземления - таС-8

Диаметр электрода, с1 = 50 мм

Система заземления

Схема заземления - TNC-S

Диаметр электрода, d = 50 мм

Длина электрода, l = 5,5 м

Расстояние между электродами, а = 10 м

Удельное сопротивление грунта,?₀⁼ 10 Ом * м

Длина шинопровода (кабеля), l_ф = 0,5 км

Место прокладки шинопровода (кабеля) - земля

2. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

2.1 Расчет системы бесперебойного электропитания переменного тока

Расчет системы согласно методике, приведенной в п.3.1[1].

Активная мощность, потребляемая нагрузкой,

= 220·22=4,84 кВт, (1)

Где - напряжение цепи.

Полная мощность, потребляемая оборудованием:

(2)

Поскольку система аварийного освещения питается переменным током,

Источник бесперебойного питания должен дополнительно обеспечивать электроснабжение системы аварийного освещения. Полная мощность системы аварийного освещения:

220·2,7 = 0,594 кВА. (3)

Суммарная выходная мощность ИБП:

. (4)

По таблице 6.2[1] на основании требуемой мощности выбираем источник бесперебойного питания US 9003 фирмы PK Electronics, имеющие следующие параметры:

-максимальная мощность устройства -4,8 кВА;

-мощность одного модуля кВА.

Необходимое количество модулей ИБП N с учетом резервирования:

= = 2,8 (5)

Где - коэффициент учета параллельного включения [1].

Максимальная выходная мощность ИБП, :

=3• 4=12 кВА. (6)

Мощность заряда аккумуляторных батарей:

= 0,1•12=1,2 кВА, (7)

Где - коэффициент заряда [1].

Максимальная мощность, потребляемая ИБП из сети:

= =9,59 кВА, (8)

Где - коэффициент полезного действия ИБП [1].

Активная и реактивная мощности, потребляемая ИБП из сети:

= 9,59•0,85 = 8,15 кВт, (9)

, (10)

Где =0,85 - коэффициент мощности ИБП [1].

2.2 Расчет аккумуляторной батареи системы бесперебойного электропитания постоянного тока

Расчет выполнен согласно методик, приведенной в п.3.2[1].

Падение напряжения в токораспределительной цепи (ТРС), :

= 0,04= 0,04·48=1,92 В. (11)

Определим число элементов в аккумуляторной батарее, приняв что на предприятии будут использоваться свинцово-кислотные аккумуляторы с номинальным напряжением на элементе, :

(12)

Минимальное напряжение питания аппаратуры при зарядке аккумулятора, с учетом падения напряжения ТРС:

= 24·1,75 - 1,92 =40,08 В, (13)

Где - напряжение на элементе в конце разряда [1].

Для номинального напряжения питания =48 В установившееся отклонение напряжения на выводах электропитающей установки должно быть не более +9/-7,5 В (п.4.11,требование №9[1]),что соответствует 40,5 - 57 В. Таким образом, напряжение электропитающей установки в конце разряда , что не достаточно для нормальной работы оборудования, поэтому:

= (24+1)·1,75 - 1,92 =41,83 В.

По таблице 3.2[1] для времени разряда определяем коэффициент отдачи аккумуляторных батарей по емкости =0,61.

Поскольку аварийное освещение питается от сети переменного тока разряда аккумулятора равен току нагрузки системы электропитания постоянного тока:

(14)

Требуемая емкость аккумулятора:

(15)

По таблице 6.4[1] выбираем аккумуляторы типа Power saver 6V155 фирмы HAWKER,имеющие следующие характеристики:

- напряжение - 6 В,

- емкость .

Для обеспечения требуемого напряжения используется 12 аккумуляторов соединенных параллельно.

2.3 Расчет системы бесперебойного питания постоянного тока

Расчет выполнен согласно методике, приведенной в п.3.3[1].

По величине емкости выбранного аккумулятора , определяем величину тока заряда в послеаварийном режиме, :

=0,25·154 = 38,5 А. (16)

Суммарный ток выпрямительного устройства системы бесперебойного электропитания, :

== 45 + 38,5 =83,5 А. (17)

По току =83,5 А и номинальному выходному напряжению по таблице 6.6[1] выбираем выпрямительное устройство типа УЭПС - 2 цифровой контроль фирмы «Промсвязь», имеющего следующие характеристики: электропитание переменный ток мощность

- выходное напряжение 48 В;

- максимальный ток модуля

- максимальный ток устройства - 120А;

- число параллельных модулей в одном выпрямителе 1…6;

- коэффициент полезного действия,

- коэффициент мощности,

Необходимое количество модулей с учетом резервирования:

= = (18)

Ток плавающего заряда, :

= 0,0007·83,5=0,06 А. (19)

Максимальное значение активной мощности, потребляемой из сети :

== (20)

Где - напряжение плавающего заряда [1].

Полная мощность, потребляемая из сети:

= (21)

Реактивная мощность:

(22)

2.4 Расчет общей мощности потребления системы

Расчет выполнен согласно методике, приведенной в п.3.4

Полная мощность, потребляемая на хозяйственные нужды, с учетом среднеквадратического коэффициента загрузки :

(23)

Активная мощность, потребляемая на хозяйственные нужды, :

(24)

Реактивная мощность, потребляемая на хозяйственные нужды, :

(25)

Активная мощность, потребляемая системой вентиляции и кондиционирования,

(26)

Реактивная мощность, потребляемая на системой вентиляции и кондиционирования,

(27)

Суммарная активная мощность системы

(28)

Суммарная реактивная мощность системы

(29)

Суммарная полная мощность системы

(30)

На основании мощности, потребляемой системой, из таблицы 6.14 выбираем дизель-генераторную установку P27, имеющую максимальную мощность 27 кВА.

Максимальное значение тока, потребляемого системой, для схемы соединения обмоток трансформатора «звезда»:

(31)

2.5 Расчет корректора коэффициента мощности

Текущий коэффициент мощности системы,

(32)

Тангенс, соответствующий текущему коэффициенту мощности:

(33)

Тангенс, соответствующий требуемому коэффициенту мощности :

= (34)

Реактивная мощность компенсирующих конденсаторов корректора коэффициента мощности

(35)

Общая емкость компенсирующих конденсаторов, соединенных по схеме «треугольник»

(36)

Где - линейное напряжение сети.

Для компенсатора реактивной мощности выбираем конденсаторы УКМ-0,4-87,5-12,5У3, имеющие характеристики:

· Номинальное напряжение - 0,4 кВ;

· Частота - 50 Гц;

· Мощность - 87,5 кВАР;

· Емкость - 3x33.2 мкФ;

· Тангенс угла потерь - 0,5x10^-3;

· Количество изолированных выводов -3.

2.6 Расчет заземляющего устройства

Расчет заземляющего устройства выполнен согласно методике приведенной в п. 3.6.

Расчетный ток замыкания I_з

(37)

Расчетное сопротивление заземления R_з:

(38)

Принимаем штыревую конструкцию искусственного заземлителя. Коэффициент сезонности для вертикальных электродов принимаем равным для горизонтальных -

Удельное сопротивление грунта для вертикальных и горизонтальных электродов:

(39)

Согласно п.4.9 принимаем глубину залегания электрода заземления =1 м.

Расстояние от поверхности земли до середины электрода t:

(40)

Сопротивление одного вертикально электрода:

Соотношение (41)

Ориентировочное количество вертикальных электродов

(42)

По таблице 3.2 для количества труб в ряду и соотношение размеров вертикального электрода выбираем коэффициенты использование вертикальных и горизонтальных электродов.

Число вертикальных электродов

. (43)

Общая длина заземляющего устройства

(44)

Согласно п.4.9.применяем ширину горизонтально электрода заземления

Сопротивление горизонтальной полосы:

(45)

Сопротивление горизонтального заземления :

(46)

Общее сопротивление устройства заземления,

(47)

2.7 Выбор автомата защиты

Номинальный ток автомата защиты:

1,5= 45,45 А (48)

На основании тока номинального тока и напряжение сети 220 В из таблицы 6.8 выбираем автоматический выключатель DPX-125 фирмы Legrand, имеющий следующие характеристики:

· номинальный ток - 63 А;

· количество полюсов - 3;

· номинальное рабочее напряжение 500 В (для сети переменного тока 50 Гц ).

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Расчет системы электропитания предприятия связи. Методическою указания и варианты заданий для курсового проектирования по курсу «Элек-тропитание предприятий связи». - Одесса: ОНАЗ 1М. О.С. Попова, 2012 -76 с

2. Конденсаторы Усть-Каменогорского конденсаторного завода [Элек-тронный ресурс] - Название с титул, экрана, - Режим доступа к ресурсу: http//www.garmony.com.ua/rus/equipment/ukkz/capc_index.html.

Размещено на Allbest.ru

...