Электродвигатели силовых и общепромышленных установок
Описание видов силовых промышленных установок, категорий надежности электроснабжения и последствий его перебоев. Характеристика показателей качества, таких как: частота переменного тока и напряжение, расчет типового суточного графика электронагрузок.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.06.2017 |
Размер файла | 54,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Теоретическая часть
Электродвигатели силовых и общепромышленных установок. К ним относятся компрессоры, насосы, вентиляторы, воздуходувные электроустановки, подъемные и транспортные установки. Данные электроприемники присутствуют практически на всех потребителях электроэнергии. На их долю приходится 45-60 % общего электропотребления предприятий. Мощность этих электроприемников колеблется от долей единицы до тысяч киловатт. В зависимости от мощности они снабжаются электрической энергией на напряжении от 0,22 до 10 кВ. Режим работы таких установок, как правило, продолжительный. Исключение составляют подъемно-транспортные установки, работающие, как правило, в повторно-кратковременном режиме. Подъемно-транспортные установки используются для технологических процессов как в цехах, так и между ними (конвейеры, подъемники, краны, лифты, лебедки). Перерыв в электроснабжении компрессоров, насосов, вентиляторов чаще всего недопустим и может повлечь за собой опасность для жизни людей, серьезное нарушение технологического процесса или повреждение оборудования. Например, прекращение подачи сжатого воздуха на машиностроительном заводе, где режущий инструмент крепится при помощи пневматических устройств, может вызвать ранения обслуживающего персонала. Прекращение электроснабжения насосной станции на металлургическом заводе может вывести из строя такую ответственную установку, как доменная печь, и причинить крупные убытки. Последствия отключения насосных установок во время пожара не нуждаются в пояснениях. В ряде цехов прекращение питания двигателей вентиляторов может вызвать массовые отравления работающего персонала. Таких примеров можно привести большое количество. В указанных случаях установки следует относить к I категории надежности электроснабжения. Электроприемники рассматриваемой группы, как правило, создают нагрузку равномерную и симметричную по всем трем фазам. Толчки нагрузки имеют место только при пуске. Коэффициент мощности достаточно стабилен и обычно имеет значение 0,8-0,85. Для электропривода крупных насосов, компрессоров и вентиляторов могут применяться синхронные двигатели, работающие с опережающим коэффициентом мощности. Для подъемно-транспортных устройств характерны частые толчки нагрузки. В связи с резкими изменениями нагрузки коэффициент мощности также изменяется в значительных пределах, в среднем от 0,3 до 0,8. По бесперебойности питания эти устройства должны быть отнесены (в зависимости от места работы и установки) ко II категории, а в некоторых случаях - к I. В подъемно-транспортных устройствах применяется как переменный, так и постоянный ток. В большинстве случаев нагрузку от подъемно-транспортных устройств на стороне переменного тока следует считать симметричной по всем трем фазам. 2. Электродвигатели производственных станков. Электроприемники данной группы встречаются практически на любом предприятии. Наиболее многочисленная группа - металлообрабатывающие станки. Они выполняют обработку деталей, материалов и изделий методами резания, штамповки, шлифовки и т. д. Для электропривода станков используют все типы электродвигателей. Мощность двигателей чрезвычайно разнообразна и изменяется от долей до сотен киловатт и больше. Напряжение сети - 660-380/220 В с частотой 50 Гц. В станках, где требуется высокая скорость вращения, применяются двигатели постоянного тока, которые получают питание от выпрямительных установок. В зависимости от производственного процесса показатели графиков производственных станков изменяются в очень широких пределах: Кв = 0,5-0,85; Ки= 0,12-0,6; Кc = 0,4-0,7; cos ц = 0,4-0,7. Производственные станки механических, механосборочных, инструментальных, кузнечно-прессовых цехов относят, как правило, ко II и III категориям надежности электроснабжения. Электродвигатели производственных станков ремонтных цехов, как правило, относят к III категории. К I категории надежности относятся станки, обрабатывающие дорогостоящие детали и изделия, а также станки, перерыв в питании которых недопустим по условиям техники безопасности (возможны травмы обслуживающего персонала
Качество электроэнергии характеризуется определенными показателями. Основными являются частота переменного тока (f) и напряжение (U). Качество электроэнергии влияет на работу электроприемников и на работу электрических аппаратов, присоединенных к электрическим сетям. Все электрические приемники и аппараты характеризуются определенными номинальными параметрами (fHOM, UHOM, IHOM и т.д.). Изменение частоты и напряжения вызывают изменение технических и экономических показателей работы электрических приемников и аппаратов. электроснабжение перебой ток напряжение
Различают электромагнитное и технологическое влияние отклонения частоты на работу электроприемников. Электромагнитная составляющая обусловливается увеличением потерь активной мощности и ростом потребления активной и реактивной мощностей. Можно считать, что снижение частоты на 1% увеличивает потери в сетях на 2%. Технологическая составляющая вызвана в основном недовыпуском промышленными предприятиями продукции. Согласно экспертным оценкам, значение технологического ущерба на порядок выше электромагнитного.
Технологическая составляющая связана с существенным влиянием (f) частоты на число оборотов электродвигателей, а, следовательно, и на производительность механизмов. Большинство технологических линий оборудовано механизмами, где в качестве приводов служат асинхронные двигатели. Частота вращения этих двигателей пропорциональна изменению частоты сети, а производительность технологических линий зависит от частоты вращения двигателя. При значительном повышении частоты в энергосистеме, что может быть, например, в случае уменьшения (сброса) нагрузки, возможно повреждение оборудования.
Кроме того, пониженная частота в электрической сети влияет на срок службы оборудования, содержащего элементы со сталью (электродвигатели, трансформаторы), за счет увеличения тока намагничивания в таких аппаратах и дополнительного нагрева стальных элементов.
При проектировании в расчетах электросетей влияние изменения (f)частоты не рассматривается. Предполагается, что электрическая система обеспечивает поддержание стандартной частоты f=50 Гц.
2. Практическая часть
Задача.
Исходные данные для расчета:
1) Типовой суточный график электрических нагрузок предприятия (рисунок 1).
Рисунок 1 - Типовой суточный график электрических нагрузок предприятия тяжелого машиностроения
Таблица 1 - Значение нагрузки в % на интервалах времени
t, ч |
0-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
|
Р, % |
75 |
70 |
70 |
75 |
85 |
80 |
85 |
85 |
80 |
75 |
90 |
85 |
|
t, ч |
1213 |
13-14 |
14-15 |
15-16 |
16-17 |
17-18 |
18-19 |
19-20 |
20-21 |
21-22 |
22-23 |
23-24 |
|
Р, % |
100 |
85 |
100 |
100 |
75 |
85 |
90 |
95 |
80 |
100 |
90 |
85 |
Решение:
Переведём типовой суточный график электрических нагрузок в график нагрузки данного промышленного потребителя в значении активной мощности (Р, МВт):
,
где - Pcт - мощность нагрузки в определённое время суток, МВт; n% - ордината соответствующей ступени типового графика, %; Рmax - максимальная нагрузка, МВт.
Рассчитаем мощность нагрузки для каждого периода времени. Результат занесём в таблицу 2.
Таблица 2 - значение нагрузки в определённое время суток, МВт
t, ч |
0-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
|
Р, % |
48 |
45 |
45 |
48 |
55 |
51 |
55 |
55 |
51 |
48 |
58 |
55 |
|
t, ч |
1213 |
13-14 |
14-15 |
15-16 |
16-17 |
17-18 |
18-19 |
19-20 |
20-21 |
21-22 |
22-23 |
23-24 |
|
Р, % |
64 |
55 |
64 |
64 |
48 |
55 |
58 |
61 |
51 |
64 |
58 |
55 |
Определим среднеквадратичную активную нагрузку Рск (МВт):
Рск = ,
где - Рск - среднеквадратичная активная мощность, потребляемая за рассматриваемый промежуток времени (определяется из графика нагрузки по активной мощности), МВт; Рi - активная мощность, потребляемая за принятый интервал времени, МВт; - интервал времени, за который определяется Рi , ч.
Рск = = = =55 МВТ.
Определим суточный расход активной энергии Wсут, МВт:
Wсут = ,
где - t продолжительность i-той ступени суточного графика, час.
Wсут=(48•1)+(45•1)+(45•1)+(48•1)+(55•1)+•(51•1)+(55•1)+(55•1)+(51•1)+(48•1)+(58•1)+(55•1)+(64•1)+(55•1)+(64•1)+(64•1)+(48•1)+(55•1)+(58•1)+(61•1)+(51•1)+(64•1)+(58•1)+(55•1)=1311 МВт.
Определим среднесуточную нагрузку Pcp c , МВт:
Pcp c = ,
Pcp c = = 54,6 МВт.
Определим коэффициент использования kи.
Коэффициент использования - это отношение средней активной мощности отдельного приёмника (или их группы) к её номинальному значению.
kи = ,
kи = = 0,65
Определим коэффициент заполнения графика kз гр, характеризующий степень неравномерности режима работы электроустановок:
kз гр = = 0,85
Определим коэффициент формы графика kф.г - это отношение среднеквадратичной нагрузки приёмника за определённый период времени к его среднему значению за тот же период времени:
kф.г = = = 1,06
Определим коэффициент максимума kм активной мощности - отношение расчётной активной мощности к средней нагрузке за исследуемый период времени:
kм = = = 1,17
Построим график годовой нагрузки.
По суточному графику построим годовой график по продолжительности для активной нагрузки. При этом будем считать, что зимний период длится 213 суток, а летний - 152 суток.
Данные для построения годового графика сведём таблицу 3 (зимний период)
Р, % |
Рст, МВт |
ti, ч(лето) |
W, МВт•ч |
|
70 |
45 |
213•2=426 |
426•45=19170 |
|
75 |
48 |
213•4=852 |
852•48=40896 |
|
80 |
51 |
213•3=639 |
639•51=32589 |
|
85 |
55 |
213•7=1491 |
1491•55=82005 |
|
90 |
58 |
213•3=639 |
639•58=37062 |
|
95 |
61 |
213•1=213 |
213•61=12993 |
|
100 |
64 |
213•4=852 |
852•64=54528 |
Данные для построения годового графика сведём таблицу 4 (летний период)
Р, % |
Рст, МВт |
ti, ч(зима) |
W, МВт•ч |
|
70 |
45 |
152•2=304 |
304•45=13680 |
|
75 |
48 |
152•4=608 |
608•48=29184 |
|
80 |
51 |
152•3=456 |
456•51=23256 |
|
85 |
55 |
152•7=1064 |
1064•55=58520 |
|
90 |
58 |
152•3=456 |
456•58=26448 |
|
95 |
61 |
152•1=152 |
152•61=9272 |
|
100 |
64 |
152•4=608 |
608•64=38912 |
Так как годовой график имеет ступенчатую форму, то нагрузку необходимо расположить в убывающем порядке, начиная с наибольшей. Данные для построения годового графика активной нагрузки сводим в таблицу 5
Р, % |
Рст, МВт |
ti, ч |
W, МВт•ч |
|
100 |
64 |
608+852=1460 |
1460•64=93440 |
|
95 |
61 |
213+152=365 |
365•61=22265 |
|
90 |
58 |
639+456=1095 |
1095•58=63510 |
|
85 |
55 |
1491+1064=2555 |
2555•55=140525 |
|
80 |
51 |
639+456=1095 |
1095•51=21900 |
|
75 |
48 |
608+852=1460 |
1460•48=70080 |
|
70 |
45 |
426+304=730 |
730•45=32850 |
|
Итого |
444570 |
Определяем активную электроэнергию потребляемую предприятием:
Wa = 444570 МВт•ч
Определим максимальное число часов использования максимальной нагрузки:
Тmax = = 6946,4ч.
Определим годовое время максимальных потерь фmax.
фmax = (0,124+)2•8760
фmax = (0.124+2•8760 = 5890,2 ч.
Список использованных источников
1. Н.Ю. Шевченко, К.Н. Бахтиаров «Электроснабжение: учебное пособие по выполнению курсовой работы» - Волгоград, ИУНЛ ВолгГТУ, - 2015г.;
2. Конюхова Е.А. Электроснабжение: учебник для вузов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2014. - 510 с.;
3. Гусев Н.В., Дементьев Ю.Н., Семенов С.М. Потребители электрической энергии. Лабораторный практикум: учебное пособие.- Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011.- 144 с.
4. Гамазин С.И., Кудрин Б.И., Цырук С.А. Справочник по энергоснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий.- М.: Издательский дом МЭИ, 2010. - 745 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика потребителей электроэнергии и определение категорий электроснабжения. Выбор варианта схемы электроснабжения и обоснования выбора рода тока и напряжения. Расчет электрических нагрузок, осветительных сетей и мощности трансформаторов.
курсовая работа [72,3 K], добавлен 15.07.2013Схема районной электрической сети. Определение потока мощности на головных участках сети. Расчет потерь напряжения в местной сети. Расчет номинальных токов плавких вставок предохранителей. Коэффициент для промышленных предприятий и силовых установок.
контрольная работа [126,5 K], добавлен 06.06.2009Характеристика парогазовых установок. Выбор схемы и описание. Термодинамический расчет цикла газотурбинной установки. Технико-экономические показатели паротурбинной установки. Анализ результатов расчета по трем видам энергогенерирующих установок.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.04.2015Классификация помещений боулинг-клуба по взрыво-, пожаро-, электробезопасности. Категории надежности электроснабжения. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции, проводов и кабелей силовых сетей. Защита от поражения электрическим током.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.05.2012Анализ теоретических сведений по электроприемникам. Расчет электроснабжения предприятия ТОО "Житикара-Пласт". Выбор силовых трансформаторов, выключателей, шин, кабелей. Расчет токов короткого замыкания, заземления, молниезащиты, релейной защиты.
дипломная работа [576,0 K], добавлен 16.06.2015Ремонт - мероприя и работы, необходимые для приведения электрооборудования и сетей в исправное состояние. Ремонт машин переменного и постоянного тока. Ремонт силовых трансформаторов. Коммутационная аппаратура. Осветительные и облучательные установки.
отчет по практике [47,7 K], добавлен 03.01.2009Расчёт силовых электрических нагрузок, осветительной сети, системы отопления, силовых трансформаторов, коммутационной и защитной аппаратуры при проектировании электроснабжения механического цеха. Расчет оплаты труда персонала, платы за электроэнергию.
курсовая работа [719,0 K], добавлен 13.12.2009Выбор номинального напряжения сети. Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов. Расчет схемы замещения и выбор силовых трансформаторов. Определение радиальной сети. Расчет установившегося режима замкнутой сети без учета потерь мощности и с ее учетом.
курсовая работа [188,4 K], добавлен 17.04.2014Техническое описание системы питания потребителей от тяговых подстанций систем электроснабжения постоянного тока 3,3 кВ и переменного тока 25 кВ их преимущества и недостатки. Схемы электроснабжения устройств автоблокировки и электрических железных дорог.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 13.10.2010Определение расчетной нагрузки сети, величины напряжения внешнего электроснабжения. Выбор силовых трансформаторов. Расчет воздушных и кабельных линий электропередач. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и шин.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.03.2013Расчет графиков нагрузки потребителей и мощности подстанции. Выбор силовых трансформаторов и проводов ЛЭП; распределительного устройства высшего, среднего и низшего напряжения; силовых выключателей, разъединителей. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,8 K], добавлен 06.10.2014Категория надежности электроснабжения, пожароопасности и взрывоопасности цеха. Расчет силовых нагрузок. Выбор и проверка высоковольтного кабеля. Выбор сечений для питающих и распределительных линий. Экономические показатели выбора трансформаторов.
курсовая работа [866,9 K], добавлен 02.11.2014Общая характеристика и принцип работы комплекса для производства томатного сока, описание электрооборудования. Определение электрической нагрузки о силовых электроприемников. Выбор напряжения и схемы питания силовых и осветительных нагрузок цеха.
курсовая работа [277,9 K], добавлен 29.04.2009Выбор рационального напряжения, числа и мощности силовых трансформаторов, тока короткого замыкания. Расчет и выбор питающей линии. Выбор оборудования на стороне первичного напряжения. Релейная защита силового трансформатора, автоматика электроснабжения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.07.2012Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Расчет тока КЗ во всех точках защищаемой сети. Выбор основных видов защит на линиях и на трансформаторах. Определение уставок срабатывания защит и реле. Выбор микроэлектронных реле. Расчет РЗ электродвигателей и релейной защиты силовых трансформаторов.
курсовая работа [182,1 K], добавлен 10.01.2011Схемы измерения характеристик силовых трансформаторов. Значения коэффициентов для пересчета характеристик обмоток и масла. Перевернутая (обратная) схема включения моста переменного тока. Порядок определения влажности изоляции силовых трансформаторов.
лабораторная работа [721,5 K], добавлен 31.10.2013Конденсаторы для электроустановок переменного тока промышленной частоты. Конденсаторы повышенной частоты. Конденсаторы для емкостной связи, отбора мощности и измерения напряжения. Выбор элементов защиты конденсаторов и конденсаторных установок.
реферат [179,4 K], добавлен 16.09.2008Оборудование авторемонтного завода, оценка электрических нагрузок. Определение степени надежности электроснабжения электроприемников, расчетных нагрузок цехов. Мощность компенсирующих устройств. Выбор силовых трансформаторов. Расчет схемы заземления.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 31.05.2015Выбор типа схемы электроснабжения и величины питающих напряжений. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов подстанции. Описание принципа работы схемы насосного агрегата. Построение системы планово-предупредительного ремонта электрооборудования.
дипломная работа [231,4 K], добавлен 07.06.2022