Тема: Определение потери мощности, КПД и потери энергии в линии.

Цель: Научиться определять потери мощности, КПД и потери энергии в кабельной линии.

1 Исходные данные: Кабельная линия трехфазного тока напряжением 10кВ, проложена в земле, питает две нагрузки, которые показаны на рисунке

3.1 Выбрать площадь сечения кабеля, если известно ч; земли равна Потери напряжения не должны превышать . Оценить потери мощности, КПД и потери энергии в кабельной линии.

Р=650кВт, Р_б=850 кВт, Р_в=750кВт, ?Р_трА=10.7кВт, ?Р_трБ=9.2кВт, ?Р_трВ=14.3кВт, Q_а=410кВар, Q_б=320кВар, Q_в=640кВар, Q_трА=42.2кВар, Q_б=38.4кВар, Q_В=50.4кВар

Рисунок 3 - схема питания нагрузки кабельной линией

L₁ = 2 + 0,1 19 = 3,9 км,

L₂ = 2 + 0,1 19 = 3,9 км.

Р_В = 800 + 10 19 = 990 кВт,

Р_С = 400 + 10 19 = 590 кВт.

Определяем реактивные мощности нагрузок, кВАр

(2.1)

. (2.2) где tg_B = cos_AB = 0,8, tg_C = cos_BC = 0,9

Q_B = 990 0,014 = 13.86 кВАр,

Q_C = 590 0,016 = 9.44 кВАр.

Определяем токи в А нагрузок по формуле

(2.3)

(2.4)

Выбираем кабель ААБ для прокладке в земле. Нагрузка на кабели на участке АВ схемы

(2.5)

Выбираем кабель по длительно допустимой нагрузки. Исходим при этом из режима, когда на участке АВ один кабель отключён и вся нагрузка покрывается одним кабелем. Из таблицы выбираем трёхжильный кабель с сечением жил 35 мм². Производим проверку. Должно соблюдаться условие

I_доп I_АВ, 115 90.296.

Расчётная температура земли +10 ⁰С а нагрузка на кабели при температуре земли равна +15 ⁰С Коэффициент на температуру земли k_Т =1,04.

С учётом температурного коэффициента должно соблюдаться условие

где I^/_доп = k_Т I_доп

I^/_доп = 1,04 115 = 119,6 А.

Расчёт на параллельную укладку кабелей не ведём, так как при включенных двух кабелях нагрузка каждого будет составлять 50% от I_АВ

Получаем

, I^/_АВ = 0,5 119,6 = 59,8 А.

Производим выбор кабеля по экономической плотности тока. По таблице 1. Для алюминиевого кабелей с бумажной изоляцией при имеем . Исходя из экономической плотности тока, участок АВ должен иметь два кабеля.

(2.6),

В соответствии с полученным значением выбираем кабель из таблицы выбираем трёхжильный кабель с сечением жил 90 мм².

Принимаем

Определяем сопротивление участков по формулам

х_АВ = 0,09 3,9 = 0,351 Ом, (2.7)

х_ВС = 0,408 3,9 = 1.6 Ом, (2.8)

r_АВ = 1.24 3,9 = 4.836 Ом, (2.9)

r_ВС = 0.62 3,9 = 2.418 Ом. (2.10)

Пренебрегая ёмкостной проводимостью кабелей, находим потерю напряжения на фазу по формуле

(2.11)

U = 4.836 90.3 0,8 + 4.836 0.59 90.3 +

+ 2.418 34.07 0,9 + 2.418 34.07 0,60 = 629.22В

Линейную потерю напряжения определяем по формуле, В

(2.12) U_л =

В процентах по отношению к номинальному напряжению

(2.13)

Следует отметить, что потеря напряжения определялась при одном отключении кабеля на участке АВ и в пренебрежении ёмкостной проводимостью кабельной сети.

Определяем потерю мощности по формулам, кВт

Полную мощность, поступающую в сеть от источника А определяем по формуле

(2.16)

S = 990 + 590 + 55.8 + 1,2 (13.86 + 9.44 9.012) = 1754.5 КПД сети, %

(2.17)

Определяем время наибольших потерь,

(2.18)

_нб = (0,124 + 6000 10^-4) ² 8760 = 3153,73 ч.

Тогда годовая потеря энергии в линии трёхфазного тока определится по формуле кВт·ч/год

(2.19)

А = 55.8 3153,73 = 175978.13 кВт·ч/год.

Вывод: в ходе работы научился определять потери мощности, КПД и потери энергии в кабельной линии.

Практическая работа № 3

Тема: Электрический расчет распределительной сети 10 кВ. Расчет радиальной схемы питания.

Цель: Научиться выполнять расчет распределительной сети 10 кВ при радиальной схеме питания.

Радиальная схема питания подстанций изображена на рисунке 4.

Радиальную схему питания принять одинаковой для всех вариантов.

Исходные данные заданы в приложении 8.

Рисунок 4. - Радиальная схема питания

1. Активная мощность, передаваемая на участке, определяется по формулам, кВт:

(3.1)

(3.2)

2. Реактивная мощность, передаваемая на участке, определяются по формулам, кВар:

(3.4)

(3.5)

(3.6)

3 Полная мощность, передаваемая на участке, определяются по формулам, кВА:

(3.7)

(3.8)

(3.9)

4. Определяем расчетные токи на участках формулам, А

I_P1 = ; (3.10)

I_P1 =

I_P2 = ; (3.11)

I_P2 =

I_P3= ; (3.12)

I_P3=

где U_{Н -} номинальное напряжение линийU_Н = 10 кВ.

5. Определяем эквивалентный ток по формуле, А

I_ЭКВ =

I_ЭКВ =

где, , - длины участков, км.

Принимаем = 2 км = 3 км = 2,5 км

6. Определяем экономическое сечение проводов, мм²

S_ЭК = (3.14)

S_ЭК =А/мм²

где j_ЭК - экономическая плотность тока.

Принимаем j_ЭК = 1,4

По приложению 12 выбираем марку провода: АС-10/1.8 I = 80; 50

D = 4.5

Проверяем провод по допустимому току. Необходимо, чтобы выполнялось условие

I_доп. ? I_{экв. (}3.15)

80 ? 41.36

7. Производим проверку выбранного сечения провода по допустимой потере напряжения для нормального и аварийного режимов работы.

Параметры выбранного провода Ом/км

X₀=0,403 Ом/км

r₀ =0,85 Ом/км

Определяем сопротивление участков линий для радиальной схемы при нормальной режиме работы, Ом

R₁ = Х₁ = (3.16)

R₁ = Х₁ =

R₂ = Х₂ = (3.17)

R₂ = Х₂ =

R₃ = Х₂ = (3.18)

R₃ = Х₂ =

Определяем сопротивление участков линий для радиальной схемы при аварийном режиме работы, Ом

R₁ = Х₁ = (3.19)

R₁ = Х₁ =

R₂ = Х₂ = (3.20)

R₂ = Х₂ =

R₃ = Х₃ = (3.21)

R₃ = Х₃ =

Определяем потерю напряжения на участках линий при нормальном режиме работы, В

(3.22)

(3.23)

. (3.24)

Определяем расчетную потерю напряжения в самой удаленной точке радиальной схемы при нормальном режиме работы.

(3.25)

Должно соблюдаться условие

ДU_доп ? 437.68 (3.26)

Для линий 10 кВ принять в нормальном режиме работы ДU_доп = 800 В

Определяем потерю напряжения на участках линий при аварийном режиме работы, В

(3.27)

(3.28)

Определяем расчетную потерю напряжения в самой удаленной точке радиальной схемы при аварийном режиме.

(3.30)

Должно соблюдаться условие

ДU_доп ? ДU_расч (3.31)

1200>1163.32

Для линий 10 кВ принять в аварийном режиме работы ДU_доп = 1200

Научились выполнять расчет распределительной сети 10 кВ при радиальной схеме питания.

Практическая работа № 4

Тема: Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока

Цель: Познакомиться с методом определения внутреннего освещения помещения. Научиться выбирать мощность накаливания, для создания необходимой освещенности.

Задание: Для устройства общего освещения помещения, определяем мощность ламп накаливания, для создания на полу нормальной освещенности Е_ср = 50 Лк. Исходные данные в приложении 10.

Работу выполнить по приведенному ниже образцу. Исходные данные задаются преподавателем.

14.4 Исходные данные заданы в приложении №10.

а) размеры помещения А = 32м; В = 12м; Н = 3,4м;

б) расстояние от потолка до висящего светильника h_с = 0,5 м;

в) напряжение сети 220 В;

г) потолок и стены помещения побелены, окна без штор, пол темный.

1 Определяем расчетную высоту светильников:

h = H - h_c = 3,4 - 0,5 = 2,9 м.

Определяем расстояние между светильниками:

L = h • 1,7 = 2,9 • 1,7 = 4,93 м.

Определяем расстояние от крайних светильников до стен:

L_K= 0,4 • L = 0,4 • 4,93 = 1,97 м.

2. В результате размещения светильников, т.к. этого требует расчет получим следующую схему размещения светильников.

Рисунок 5 - схема расположения светильников

Согласно полученной схеме общее число светильников в помещении получается N = 12. Подсчитаем индекс помещения:

(4.1)

где S - площадь пола, м².

Примем коэффициенты отражения:

с_П = 70% - для потолка; с_С = 50% - для стен; с_Р = 10% - для пола. Примем коэффициент запаса Кз = 1,3.

Определим световой поток лампы светильника:

(4.2)

где Z = 1,15 - коэффициент характеризующий неравномерность освещения.

По учебнику приложению 13 выбираем лампу накаливания типа Г-150, имеющую световой поток Ф=200лм и мощность P_Л = 150 Вт.

Определяем установленную мощность осветительной установки:

P = N • P_Л = 12 • 150 = 1800 Вт.

Вывод: изучили метод определения внутреннего освещения помещения и выбирать мощность накаливания, для создания необходимой освещенности.

Размещено на Allbest.ru