Выбор автоматических выключателей и предохранителей.
Цели:
1. Закрепить пройденный теоретический материал.
2.Освоить простейшие расчеты и выбор автоматов и предохранителей
3.Уметь пользоваться справочной литературой.
4.Воспитывать ответственность за правильность выбранной аппаратуры .
5.Учиться принимать решения по выбору автоматов и предохранителей.
Технические средства: справочники, калькулятор, провода, кабели.
Ход работы:
1.Повторение теоретического материала.
2.Расчет для выбора автоматов и предохранителей.
3.Выдача индивидуальных заданий.
4.Защита выполненной работы
Теоретические сведения
Автоматический выключатель предназначен для автоматического отключения
электрической сети при ненормальных режимах работы и редких оперативных переключений
В нормальных режимах.
По исполнению автоматы бывают:
Нормальные - с временем срабатывания 0,02 – 0,1с;
Селективные - с регулируемой выдержкой времени до 1c;
Быстродействующие - с временем срабатывания менее 0,005с.
Основными элементами автоматов являются; дугогасительная система, контакты, расцепители.
В дугогасительных камерах используют эффект магнитного дутья. К контактам автомата предъявляются требования сочетающие в себе хорошую проводимость и дугостойкость. В качестве расцепителй используют электромагнитные расцепители, тепловые, электронные.
Предохранители предназначены для защиты сетей и оборудования от токов КЗ и перегрузок. Защитным элементом в предохранителях является плавкая вставка. Выбор предохранителей осуществляется о току плавкой вставки. По исполнению предохранители бывают: разборные, неразборные, с наполнителем, без наполнителя, инерционные и безинерционные. Достоинством предохранителей является простота конструкции, дешевизна.
1.Расчетный ток для пункта питания, Ip., A
2.Максимальный ток для наибольшего электрического электроприемника в пункте питания,
Iном.max., A
Где Рном. – номинальная мощность наибольшего электроприемника в пункте питания
Cosφ – коэффициент мощности \наибольшего электроприемника для пункта питания
3. Пусковой ток Iпуск., А
4.Пиковый ток , Iпик., А
Где Ки. – Коэффициент использования активной мощности для наибольшего электроприемника в пункте питания.
5.Условия выбора автоматического выключателя
5.1.Номинальный ток выключателя выбирается по приковому току и ток теплового расцепителя выбирается по расчетному току Iном.выкл., А
Номинальный ток электромагнитного расципителя выбирается по пиковому току Iэл.расц., А
Iэл.расц.>Iпик.
Условие выбора предохранителей:
Номинальный ток предохранителя выбирается по расчетному току
Iном.пр.>Ip.
Ток плавкой вставки
Iпл.вт.=Iпуск./ 
Где - коэффициент снижения пускового тока
=2.5 при легком пуске
=1.6-2.0 при тяжелом пуске
Данные расчетов сводятся в таблицу 5
Таблица № 5- Данные выключателей и предохранителей
| п/п | Наиме- нование линии | Uном кВ | Iном. выкл | Iр | Iпик. | Тип Выключатея. Предохранителя | Iпл.вст. | Iэл.расц. |
| Iт.расц. | Iт.расц | |||||||
Пример:
Выбрать автомат для защиты отходящей линии по следующим данным:
Uном. = 0.38 кВ
Sр. = 93 кВа
Pp.= 56 кВт
Cos 
= 0.8
Ки = 0,6
1.Расчетный ток по пункту питания Ip, А
2. Ток наибольшего электроприемника в пункте питания Iн.max, А
3. Ток пусковой Iпуск., А
Iпуск.= (5-10) Iн.max
Iпуск.= 5 
106.4 =531 А.
4. Ток пиковый Iпик., А
Iпик. = Iр. + Iпуск. - Ки Iн.max
Iпик. = 141 +531-0.6 106.4= 608 A
Выбирается автомат марки А3710ФУЗ/Приложение 9/
По тем же данным выбрать для защиты отходящей линии предохранитель
1.Расчетный ток по пункту питания Ip, А
2. Ток наибольшего электроприемника в пункте питания Iн.max, А
3. Ток пусковой Iпуск., А
Iпуск.= (5-10) Iн.max
Iпуск.= 5 106.4 =531 А.
4. Ток плавкой вставки Iпл.вст,А
Iпл.вст= 
Где - коэффициент снижения пускового тока
= 2.5 – легкий пуск;
= 1.6-2 тяжелый пуск.
Iпл.вст= 
=266 А
Выбирается предохранитель ПП31/приложение8/: Iном.п= 630 A; Iпл.вст. = 320 А
Индивидуальные задания
| №.вар | Sp, кВА | Pр, кВт | Cos
| Ки | Uном, кВ |
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 208,8 | 0,5 | 0,5 | 0,38 | ||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,6 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,38 | ||||
| 0,8 | 0,3 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,6 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,3 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,5 | 0,1 | 0,38 | |||
| 116,8 | 0,85 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,6 | 0,38 | |||
| 0,85 | 0,38 | ||||
| 72,4 | 0,88 | 0,6 | 0,38 | ||
| 0,8 | 0,2 | 0,38 | |||
| 5,5 | 0,5 | 0,35 | 0,38 | ||
| 72,4 | 0,8 | 0,6 | 0,38 | ||
| 0,5 | 0,2 | 0,38 | |||
| 0,5 | 0,14 | 0,38 | |||
| 0,5 | 0,14 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,3 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,65 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,75 | 0,38 | |||
| 0,8 | 0,7 | 0,38 | |||
| 0,85 | 0,38 |
Контрольные вопросы:
1. Как различаются автоматы по времени срабатывания?;
2. Условия выбора автомата ?;
3. Предохранители по исполнению бывают… ?;
4. Условия выбора предохранителя?;
5. Какой элемент в предохранителе контролирует ток в сети?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Практическая работа №5
Расчет и выбор двух вариантов силовых трансформаторов
Цели:
- Закрепить теоретический материал.
- Научиться рассчитывать силовые трансформаторы.
- Учиться принимать решения по выбору трансформаторов.
- Учиться необходимости экономического обоснования при выборе оборудования.
Технические средства: справочники, калькулятор.
Ход работы:
- Организационные моменты.
- Повторение теоретического материала.
- Выдача самостоятельной работы.
- Защита выполненной работы.
Теоретические сведения
- Число трансформаторов на подстанции определяется из условий надежности электроснабжения с учетом категории потребителей.
- Мощности трансформаторов намечаются с учетом допустимых
нагрузок в нормальном режиме и допустимых перегрузок в аварийном
режиме.
а) для одиночного трансформатора без резервирования:
kзн=0,9 - 0,95
б) взаимного резервирования двух трансформаторов:
kзн=0,65 - 0,75
kза<1,4
в) для взаимного резервирования трех трансформаторов:
kзн=0,9-0,93
- Намечаются и просчитываются минимум два варианта
трансформаторов из которых выбирается вариант с наименьшими
потерями и затратами.
4. Учитывается возможное расширение производства.
Пример:
Рассчитать два варианта силовых трансформаторов для потребителей 1 категории, если расчетная мощность составляет 785 кВА, а напряжение 10/0,4кВ
Расчет двух вариантов силовых трансформаторов.
1 .Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме, kз.н.
где Kзн - коэффициент загрузки в нормальном режиме
Sтр - мощность трансформаторов ( по справочнику ) /Приложение 5 /
n - количество трансформаторов, выбирается исходя из категории потребителей
Sp — полная максимальная мощность с учетом компенсации по ТП
Сравниваются трансформаторы сухого и масляного охлаждения
2.Коэффициент загрузки в аварийном режиме kза:
kза= 
где kза - коэффициент загрузки в аварийном режиме
3.Приведенные реактивные потери холостого хода трансформатора, ÑQ'xx, кВар
где ÑQ'xx- приведенные реактивные потери холостого хода трансформатора
Iх х — ток холостого хода в процентах
4.Приведенные потери реактивной мощности короткого замыкания трансформатора, ÑQ/K3 ,квар
где ÑQ/кз. — приведенные потери реактивной мощности короткого замыкания
трансформатора
Uкз.% — напряжение короткого замыкании,%
5.Приведенные потери активной мощности холостого хода трансформатора, Р/хх, кВт
где Рхх. — потери активной мощности холостого хода трансформатора( справочные данные)
Кпп- коэффициент понижения потерь, зависит от выбранной компенсирующей
установки. /стр 14, табл 4/
P'x.x.1=l,68+0,004 * 18,9=1,76кВт
Р'х.х.2=2+0,004 * 9,45=2кВт
6.Приведенные потери активной мощности короткого замыкания трансформатора, Р'к.з., кВт
Р'к.з= Рк.з+Кпп * Q'кз.
где Р'кз - приведенные потери активной мощности короткого замыкания трансформатора
Ркз- потери активной мощности короткого замыкания трансформатора (таб. данные)
Рк.з.1 =8,5+0,004*34,65=8,64 кВт
Ркз.2 =7,3+0,004 *34,65=7,44 кВт
7.Полные потери активной мощности трансформатора, Р', кВт
где Р' - полные приведенные потери активной мощности трансформатора
Р/1=2 *(1,76+8,64 * 0,6232)=10,23кВт
Р/2=2* (2+7,44 * 0,6232)=9,9 кВт
8.Стоимость потерь, Сп, руб
Сп =С х Р /* Т
где Сп - стоимость потерь
С - стоимость 1 кВт электроэнергии
Т - число часов работы предприятием в год
Сп1=2,5 *10,23*8760=224037руб
Сп.2=2,5 *9,9 *8760=216810руб
9.Стоимость амортизационных отчислений, Са ,руб
Ca=f*K
где Са - стоимость амортизационных отчислений
f - коэффициент амортизации /
К - стоимость трансформатора
Са1=0,063 * 56000=7000руб
Са2=0,063 * 80800=5090руб
10.Суммарные затраты по подстанции, 3,руб
3=Сп+Са+0,125*К
31=224037+7000+0,125 *56000=238037*2=476074 руб
32=216810+5090+0,125*80800=232000*2=464000 руб
Выбирается вариант с двумя трансформаторами ТСЗ-630, так как в этом варианте меньше потери активной мощности и меньше стоимость и они легче в эксплуатации. Расчеты сведены в таблицу 6.
Таблица 6-. Технические данные трансформаторов
| Тип | S кВА | Кол-во тр-ров | Напряжение | Потери мощности | Uк.з.% | Iх х% | Цена, руб | ||
| ВН | НН | 
| 
| ||||||
| ТМ | 0,4 | 1,42 | 8,5 | 5,5 | 2,0 | ||||
| ТСЗ | 0,4 | 7,3 | 5,5 | 1,5 |
Контрольные вопросы:
- Почему чаще используются трехфазные трансформаторы, чем однофазные?
- Система охлаждения трансформаторов.
- В каких случаях применяются однофазные трансформаторы?
- Какова должна быть загрузка трансформаторов ,в номинальном и аварийном режимах при взаимном резервировании 2х трансформаторов?
Индивидуальные задания
| № варианта | Sp кВА |  
| Категория потребителей |
| | 
| ||
| | 
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| ||
| |
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| ||
| |
| ||
| |
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| ||
| |
|
| № варианта | Sp кВА |
| Категория потребителей |
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
| ||
| |
| ||
| |
| ||
| |
| 1 и 2 | |
| |
| ||
| |
|
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Практическое занятие №6