Расчет электроснабжения строительной площадки

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Контрольная работа

Расчет электроснабжения строительной площадки



Задача 1

Выбрать сечение трёхфазного кабеля по экономической плотности тока:

Номер варианта	P, кВт	Uн, кВ	Тм, ч	Способ прокладки	L, км	tср, C	tп, с	b, мм	n	Iк, кА	cosц
7,	67	0,38	5100	В земле	0,09	-4	0,22	150	4	4,5	0,95

Решение:

1. Определяем расчетный ток нагрузки:

I_pac = P/ 3*U*cos = 67000/1.73*380*0.95 = 107.3 A.

2. Определяем экономическое сечение кабеля:

Sэк = I_рас/ j_эк = 107,3/1,6 = 67,1мм²

где j_эк - экономическая плотность тока, А/мм², [1], табл.7.

3. Выбираем кабель марки АВВГ-3х70 с допускаемым током I_доп=210 А [1], стр.19.

4. Проверяем выбранный кабель по нагреву длительным током нагрузки из условия: I¹_рас I_доп ,

где I'_рас - расчетный ток нагрузки, с учетом поправочных коэффициентов.

K = 0.8 - коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее и расстояние между ними, [1], стр.28.

I¹_рас = I_рас/K = 107.3/0.8 = 134,12A.

I¹_рас = 134,12 А I_доп = 210А.



Кабель АВВГ сечением 70 мм² не нагревается длительным током выше допустимой температуры 80?С.

5. Проверяем кабель на потерю напряжения по условию:

U_рас% U_доп% = 5%,

где ?U_рас - расчетная потеря напряжения при данной нагрузке, %.

U_рас = 3* I_рас*L*100*(r₀*cos+x₀*sin U =

=1.73*107.3*0.09*100(0.35*0.95+0.07*0.31) / 380 = 1,56%U_доп.

Кабель АВВГ-3х70 удовлетворяет условию потери напряжения.

6. Проверяем кабель АВВГ-3х70 по условию термической стойкости к току короткого замыкания:

S_рас. S_мин

где S_min - минимально допустимое сечение по условию нагрева током короткого замыкания, мм².

где I_к - установившееся значение тока короткого замыкания, А;

t_п - время протекания тока, с;

С = 75 - коэффициент, учитывающий конструкцию и материал токоведущих частей, [3], стр. 57

S_min = 4500*0.22/75 = 28.1мм² 70 мм²

Т.е. выбранный кабель термически устойчив к токам КЗ.

Задача 2

Выбрать сечение провода ВЛЭП марки АС:

Номер варианта:	Sн, МВА	Uн, кВ	L, км	tср, ?С	cosц	Тм, ч
7	7,2	35	16	+25	0,93	4400

Решение.

1. Определяем расчетный ток:

I_рас = S_n / 3 * U_n

I_рас = 7200/1,73*35 = 119 А.

2. Определяем экономическое сечение линии:

Sэк = I_рас/ j_эк = 119/1,1 = 108,2 мм²

где j_эк - экономическая плотность тока, А/мм², [1], табл.7.

3. Выбираем ВЛЭП марки АС-120 с допускаемым током I_доп=390 А [1], стр.19.

4. Проверяем выбранный кабель по нагреву длительным током нагрузки из условия: I¹_рас I_доп ,

5. Определяем поправочный коэффициент на температуру среды:

К₁=1,0

6. Определяем расчетный ток с учетом поправочного коэффициента:

I¹_рас = I /K_t

I¹_рас = 119/1 = 119 A

Так как I_рас<I_доп, т.е. 119 А< 390 А, то выбранный провод не перегреется свыше допустимой температуры t_доп = 70?С.

5. Проверяем выбранный провод на допустимую потерю напряжения:

U_рас =( 3*I_рас*L*100/U_н)* (r₀*cos+x₀*sin

U_рас = 1,73*119*16*100*(0,249*0,93+0,414*0,367) /35000 = 3,6%

Т.к. ?U_рас<?U_доп, т.е. 3,6% < 5%, то провод АС-120 выбран верно.

Окончательно принимаем провод АС-120.

6. В соответствии с ПУЭ при напряжении 35 кВ и выше ВЛ должны быть проверены по условиям образования короны. Для ВЛ напряжением выше 35 кВ в ПУЭ [2] установлены наименьшие сечения S_КОР по условиям снижения потерь мощности на коронирование: при напряжении 35 кВ - не нормируется.

Окончательно принимаем провод АС-120.

Задача 3

Выбрать число и мощность силовых трансформаторов для ГПП. Обосновать выбор и расшифровать марку выбранных трансформаторов. Пояснить способ охлаждения выбранных трансформаторов.

Номер варианта:	Sмак, МВА	U1, кВ	U2, кВ	Кз.г.	tпм, ч	SI кат, %
7	18,7	35	10	0,9	3	70

Решение.

1. Ориентировочно определяют мощность силового трансформатора:

S_тр = 18,7 / 2 = 9,35 МВА.

где Sмак - максимальная мощность проектируемого предприятия, МВА

2. Выбирают ближайшую большую стандартную мощность силового трансформатора. При выборе силовых трансформаторов берут как минимум два варианта для сравнения: либо два разных по мощности, либо два одинаковых по мощности, но имеющих различные каталожные данные.

3. Выбираем ближайшую большую мощность трансформатора, берем два варианта для сравнения:

ТД-16000/35

ТД-20000/35

4. Определяем коэффициент допустимой систематической перегрузки:

Кд.п. = 1,04 при Кз.г. = 0,9 и t_пм = 3ч [6] рис. 4

Коэффициент загрузки для каждого варианта:

К_{З.Т. =} S_мак /2*S_н.т

1 вариант

К _з.т = 18,7/2*16 = 0.6

2 вариант

К _з.т. = 18,7/2*20 = 0.47

Так как К _з.т. К_д.п. то выбранные трансформаторы обеспечат надежное электроснабжение в номинальном режиме работы не перегреваясь.

5. Определение мощности потребителей первой категории:

S_1кат. = 0.7S_мак = 0,7 * 18,7 = 13 МВА

6. Проверяем оба варианта выбранных трансформаторов на надежность электроснабжения в аварийном режиме:

1,4 S_нт 0,7S_мак.

1 вариант: 1,4*16 = 22,4 МВА 13МВА

2 вариант: 1,4*20 = 28 МВА 13 МВА

Любой оставшийся в работе трансформатор обеспечит надежное электроснабжение потребителей первой категории в аварийном режиме работы, его можно загружать на 140% в течении 5 суток и не более 6 часов в сутки

7. Каталожные данные трансформаторов сводим в таблицу:

Тип	Ном. Мощность, кВА	Номинальное напряжение, кВ	Потери, кВт	Напряж. КЗ, %	Ток ХХ, %	Схема и группа соединения обмоток
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТД-16000	16000	35	10	21	90	8	2,5	Yh/Д-11
ТД-20000	20000	35	10	48	148	2,5	1,5	Yh/Д-11

Расшифровка типа выбранного трансформатора:

Т- трансформатор трехфазный,

Д - принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла,

Т- трансформатор трехфазный,

Д - принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла,

16000 - номинальная мощность трансформатора, кВА,

10 - номинальное напряжение, кВ.

Охлаждение типа Д

Система охлаждения трансформатора Д - с дутьем и естественной циркуляцией масла. Трансформаторы данной системы охлаждения конструктивно имеют вентиляторы обдува, устанавливаемые в навесные радиаторы, по которым циркулирует трансформаторное масло.

Обдув трансформатора данной системы охлаждения включается при достижении температуры верхнего слоя трансформаторного масла 55 и более град., либо при достижении номинальной нагрузки трансформатора, не зависимо от температуры масла. Система охлаждения Д является более эффективной и используется для трансформаторов номинальной мощностью 16-80 МВ*А

электрооборудование кабель ток трансформатор

Задача 4

Определить токи и мощность короткого замыкания

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Решение:

1. По расчетной схеме составляем схему замещения. Расчет ведем в относительных единицах. Поскольку схема питается от системы неограниченно большой мощности, процесс короткого замыкания будет незатухающим, все точки короткого замыкания можно считать электрически удаленными от источника.

2. Задаемся базисными условиями:



Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Определяем базисные токи:

;

.

3. Определяем относительные сопротивления участков схемы, приведенные к базисной мощности:

3.1 сопротивление воздушной линии: 2 линии, включенные параллельно,

х_б1 = (х*L*S_б / U²_б)/2 = ( 0,4*6*100/37²) / 2 = 0,0875

3.2 сопротивление силовых трансформаторов: 2 трансформатора, включенные параллельно



х_б2 = (U_k*S_б / 100*S_n )/2 = (7.5*100 / 100*6.3) / 2 = 0.595

3.3 сопротивление реактора:

х_б3 = х_р * I_б2 * / 100*I_н = 3*9,2 / 100*0,3 = 0,92

3.4 сопротивление кабельной линии:

х_б4 = х*L*S_б / U²_б2 = 0,074*3*100/6,3² = 0,56

3.5 Найдем еще и активное сопротивление линии

где r₀ - активное сопротивление 1 км кабельной линии, Ом/км.

Т.к. , то активное сопротивление линии учитывается.

4. Определяем результирующее сопротивление до точки К.З.

х_рез = х_б1+х_б2+х_б3+х_б4 = 0,0875+0,595+0,92+0,56 = 2,16

4.1 Найдем базовое полное сопротивление

5. Определяем ток и мощность короткого замыкания.

5.1 установившийся ток трехфазного короткого замыкания:

I_к⁽³⁾ = I_б2/ = 9,2/2,66 = 3,46 кА.

5.2 Ударный ток короткого замыкания

где К_у - ударный коэффициент тока КЗ.

Т.к. отношение х_*б/r_*б

то К_у найдем их графика [1], стр.105. К_у = 1,08.

5.3 Теперь вычислим силу тока двухфазного короткого замыкания

5.4 Мощность короткого замыкания:

S_к = 3*I_к⁽³⁾ U_б2 = 1,73*3,46*6,3 = 37,7 МВА.

Задача 5

Аппаратный цех электротехнического завода потребляет активную мощность P₂ при коэффициенте мощности cosц₂. Для питания потребителей цеха на подстанции установили трехфазные трансформаторы с первичным напряжением U_ном1. Однако энергосистема, ограничив потребление реактивной мощности до Qэ, называемой оптимальной, потребовала установить на низшем напряжении подстанции 380 В конденсаторы.

Определить:

Необходимую мощность конденсаторной батареи Q_Б и выбрать ее тип;

Номинальную мощность трансформатора на подстанции в двух случаях:

1) до установки батареи;

2) после установки батареи;

В обоих случаях определить коэффициент полезного действия трансформатора с учетом фактической нагрузки. Сделать заключение о целесообразности компенсации реактивной мощности потребителей цеха.

Номер варианта:	Р2, кВт	cos ц2	QЭ,, квар	Uном1, кВ
7	220	0,75	80	6

Решение:

1. Необходимая трансформаторная мощность до установки конденсаторов:

S_тр = P₂ /cos₂ = 220/0.75 = 293 кВА

По таблице [6] табл.3 выбираем типа ТМ-400/6. Коэффициент загрузки:

к_н = 293/400 = 0,73.

2. Необходимая предприятию реактивная мощность:

?? = S_тр sin₂ = 293*0.66 = 193 квар.

3. Необходимая мощность конденсаторной батареи:

??_б = ?? - ??_э = 193 - 80 = 113 квар.

По таблице 2 [6] выбираем УК-0,38-110Н мощностью 110 квар в количестве 1 шт. что близко к необходимой мощности 113 квар.

4. Нескомпенсированная реактивная мощность

??_нск = ??_б - ?? = 113 - 110 = 3 квар.

5. Необходимая трансформаторная мощность

S^,_тр = (Р²₂ + ??²_нск) = 220² + 3²) = 220 кВА

Принимаем к установке один трансформатор ТМ-400/6. Коэффициент нагрузки: к_н = 220/400 = 0,55.

6. Определим фактические значения и после компенсации реактивной мощности:

;

= 0,974.



Литература

1. Электроснабжение промышленных предприятий / Б.И. Кудрин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2005. - 670 с.

2. Электроснабжение объектов / Е.А. Конюхова. - М.: Издательство Мастерство, 2002. - 319 с.

3. Электроснабжение промышленных предприятий и установок / Б.Ю. Липкин. - М.: Высшая школа, 1990. - 366 с.

4. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий / А.А. Федоров, А.Е. Старкова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

5. Электроснабжение промышленных предприятий и установок / Л.Л. Коновалова, Л.Д., Рожкова. - М.: Энергоиздат, 1989. - 528 с.

6. Справочные материалы. Для курсового и дипломного проектирования, по учебной дисциплине «Электроснабжение и энергосбережение». Нижнетагильский горно-металлургический колледж имени Е.А. и М.Е. Черепановых.

Размещено на allbest.ru

...