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
- Выбор высоковольтных трансформаторов.......……………………………………..23
- Расчет токов КЗ………………………………………………………………………..23
- Выбор и проверка по условию протекания токов КЗ на стороне 6 кВ аппараты и токоведущие устройства………………………………………………………………26
- Определение уставки максимальной токовой защиты для линии (Л3) питающей ТП……………………………………………………………………………………….27
- Выбор плавкого предохранителя устанавливаемого после трансформатора № 3 ТП……………………………………………………………………………………… 28
- 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 ки, cos j, кс. 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