Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» (базовой подготовки) 2016 г

Скачать 0.98 Mb.

Название	Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» (базовой подготовки) 2016 г
страница	3/6
Тип	Учебно-методическое пособие

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебно-методическое пособие

1 2 3 4 5 6

7) Расчет параметров электрической сети:

Категория надежности (Пример)

7. Расчет параметров электрической сети

7.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжении.

Надежность электропитания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных элементов системы электроснабжения (линий, трансформаторов, электрических аппаратов). Для выбора схемы и системы построения электрической сети необходимо учитывать мощность и число потребителей, уровень надежности электроснабжения не потребителей в целом, а входящих в их состав отдельных электроприемников.

Так как электроприемники ремонтно-механического цеха имеют вторую и третью категории надежности электроснабжения, то питание цеха осуществляется от одного трансформатора, расположенного в помещении ТП.

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники. Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного щита ТП, отходят линии, питающие крупные электроприемники или групповые распределительные пункты, от которых, в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие прочие мелкие электроприемники. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, в них легко могут быть применены элементы автоматики.

С учетом количества и мощностей станков и установок применяем для цеха радиальную схему электроснабжения.

Все электроприемники разбиваем на шесть распределительных пунктов, расположенных у стен. Питание двух мостовых кранов осуществляется прямо с шин низкого напряжения силового трансформатора.

Кроме шести РП имеется один щит освещения ЩО.

7.2 Расчет электрических нагрузок (Пример)

Так как потребитель 1-й категории, то ТП – двухтрансформаторная, между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).

Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1 (для 3-фазного ПКР), РП5 (для 1 -фазного ПКР), ЩО, ШМА1 и ШМА2 (для 3-фазного ДР).

Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН (рис. 1).

Если потребитель 2-й категории, то ТП – однотрансформаторная.

Если потребитель 3-й категории, то ТП – однотрансформаторная.

7.3 Нагрузки 3-фазных электроприемников с ПКР необходимо привести к длительному режиму:

где Рн – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

Рп – паспортная активная мощность, кВт;

ПВ – продолжительность включения, отн.ед.

Пример

РП-5 содержат однофазные электроприемники, для них необходимо привести 1-фазные нагрузки к длительному режиму и к условной 3-фазной мощности:

Рн = Рп – для электроприемников с ДР;

Рн = Рп√ПВ – для электроприемников ПКР;

Рн = Sп∙cos φ √ПВ – для сварочных трансформаторов ПКР;

Рн = Sп∙cos φ – для сварочных трансформаторов ДР;

где Рн – приведенная мощность, кВт;

Рп – паспортная мощность, кВт;

Sп – полная паспортная мощность, кВ∙А;

ПВ – продолжительность включения, отн.ед.

Пример
Рн = Sп∙cos φ √ПВ = 28∙0,4∙√0,4 =7,1 кВт;
7.4 Приведение к условной 3-фазной мощности:

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется величина неравномерности:

где Рф.нб, Рф.нм – мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15% и включении на фазное напряжение:
где Р_у⁽³⁾ – условная 3-фазная мощность (приведенная), кВт;

Р_м.ф.⁽¹⁾ – мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15% и включении на линейное напряжение:

- для одного электроприемника

- для нескольких электроприемников

При Н ≤ 15% - расчет ведется как для 3-фазных нагрузок (сумма всех 1-фазных нагрузок)

7.5 Рассчитываем наиболее и наименее нагруженные фазы

Пример 1

Распределение 1-фазной нагрузки по фазам

Величина неравномерности:

Тогда

Пример 2

РП-4 содержит однофазные электроприемники, для него необходимо привести 1-фазные нагрузки к условно 3-фазной мощности:

РП-4:

= 2,3 кВт,

=3 кВт.

кВт;

Р_В=Р_А=3,2 кВт;

=3*3,2=9,6 кВт,

где

- мощность наиболее загруженной фазы, которая определяется, как

половина суммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (см.Рис. 3):

Рис. 3- Схема включения 1-фахных нагрузок на линейное напряжение

Расчеты для РП-* производятся аналогично вышеприведенным.

Произведем расчет электрических нагрузок по методу коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм).

1) По справочным данным (Приложение 1,2) определяем для каждого электроприемника коэффициент использования К_и и коэффициент мощности cos φ, tg φ.

Для токарных станков:

К_и = 0,14; cos φ = 0,5; tg φ = 1,73

Для остальных станков расчеты аналогичны.

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость» (таблица 1, вынести в приложение).

* Резервные ЭП, а также ЭП, работающие кратковременно, в расчете не учитываются.

** При расчете электрических нагрузок для магистральных шинопроводов, на шинах цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию:

допускается определять n_э по выражению

n_э = 2Р_н/р_н.макс

расчетная реактивная мощность принимается равной

Q_р = К_рК_иР_нtg=Р_р tg

Определяем групповую номинальную (установленную) активную мощность - сумму номинальных активных мощностей группы ЭП

где n - число электроприемников

Для группы, состоящей из ЭП различных категорий (т. е. с разными k_u), средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле

где n - число характерных категорий ЭП, входящих в данную группу.

7.6 Эффективное число электроприемников n_э - это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обусловливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности электроприемников. Величину n_э рекомендуется определять по следующему выражению:

Величина n_э может определяться также по упрощенному выражению:

Если найденное по упрощенному выражению число n_э окажется больше n, то следует принимать n_э = n. Если р_н.макс / р_н.мин  3, где р_н.мин - номинальная мощность наименее мощного ЭП группы, также принимается n_э = n.

7.7 Коэффициент расчетной мощности К_р - отношение расчетной активной мощности Р_р к значению К_иР_н группы ЭП

К_р = Р_р / К_и Р_н

Коэффициент расчетной мощности зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.

7.8 Коэффициент расчетной мощности Кр зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.

Настоящими Указаниями приняты следующие постоянные времени нагрева:

Т_о = 10 мин - для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 1 (Приложение 3,4) или номограмме (см. рисунок);

Т_о = 2,5 ч - для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 2;

Т_о  30 мин - для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при К_р = 1.

7.9 Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ (графа 12) определяется по выражению

Р_р = К_р  К_и Р_н

В случаях, когда расчетная мощность Р_р окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Р_р = р_н.макс.

7.10 Расчетная реактивная мощность (графа 13) определяется следующим образом:

Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n_э:

при n_э  10 Q_р = 1,1 К_и Р_н tg

при n_э > 10 Q_р = К_и Р_н tg

Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию

Q_р = К_р К_и Р_н tg = Р_р tg

Зная реактивную и активную мощности находим полную мощность, среднюю за смену

Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается сечение линии по допустимому нагреву для РП:

7.11 Рассчитаем нагрузку на ЩО по формуле:

Р_м(що) = S * P% = 1344*0.01 = 13,4 кВт,

где S – площадь цеха, м²;

Р%=0,01% - норма освещения для заводского помещения, %.

Расчеты для пяти других РП производятся аналогично вышеприведенным.

Отдельно рассчитываются мостовые краны, питающиеся от ТП. Результаты расчетов заносятся в сводную ведомость электрических нагрузок

7.12 Произведем расчет потерь мощности в трансформаторе.

1) Потери активной мощности:

ΔР = 0,02*S_нн = 0,02*322,68 = 6,45 кВт,

где S_нн – мощность на шинах низкого напряжения, S_нн = S_м.

2) Потери реактивной мощности:

ΔQ = 0,01*S_нн = 0,01*328,79 = 3,28 квар;

3) Потери полной мощности:

7.13 Активная и реактивная мощности на шинах высокого напряжения:

Р_вн = Р_м + ΔР = 295,56 + 6,45 = 302,01 кВт;

Q_вн = Q_м + ΔQ = 129,49 + 3,28 = 132,77 квар;

7.14 Полная мощность на шинах ВН:

Так как для данного предприятия графики нагрузок не заданы, то выбираем мощность трансформатора из условия:

S_т ≥ S_м;

S_т ≥ 322,68 кВА;

Принимаем ближайшую стандартную мощность

S_т = 400 кВА.

Вычислим коэффициент загрузки трансформатора:

К_з = S_нн /S_т = 322,68 / 400 = 0,8

8. Расчет компенсирующего устройства.

Компенсация реактивной мощности (КРМ) является неотъемлемой частью задачи ЭСН промышленного предприятия. КРМ не только улучшает качество ЭЭ в сетях, но и является одним из основных способов сокращения потерь ЭЭ. Для искусственной КРМ, называемой иногда «поперечной», применяются специальные компенсирующие устройства, которые являются источниками реактивной энергии емкостного характера.

Требование энергоснабжающей организации таковы, что на вводах предприятия значение cos φ ср.взв. должно быть в пределах 0,92 ... 0,95, так как может возникнуть перекомпенсация — избыточная реактивная мощность, вырабатываемая компенсирующей установкой (КУ) в периоды понижения нагрузок (обеденный перерыв, нерабочие и праздничные дни и т.п.) и передаваемая в сеть энергосистемы.

Результатом перекомпенсации является увеличение суммарных потерь мощности и энергии в электрических сетях, усложнение и удорожание устройств регулирования напряжения.

С января 1982 г. «Правила пользования электрической и тепловой энергией» не нормируют cos φ = 0,92÷0,95, а указывают суммарную реактивную мощность КУ, которая должна быть установлена на ПП согласно заданию ЭНС.

К сетям напряжением до 1 кВ предприятий подключают большую часть электроприемников, потребляющих реактивную мощность. Коэффициент мощности нагрузки обычно 0,7 ... 0,8, а сети 380...660 В удалены от энергосистемы и местных ТЭЦ, поэтому передача реактивной мощности в цеховые сети от источников ЭЭ приводит к повышенным затратам на увеличение сечения проводов и кабелей, на повышение мощности трансформаторов, на потери активной и реактивной мощности. Эти затраты можно уменьшить и даже устранить, если обеспечить компенсацию реактивной мощности непосредственно в сети напряжением до 1 кВ.

Источником реактивной мощности в этом случае могут быть синхронные двигатели (СД) напряжением 380...660 В и низковольтные конденсаторные батареи (НБК).

Недостающая часть (некомпенсированная реактивная нагрузка) перекрывается перетоком реактивной мощности с шин 6÷10 кВ, т.е. из сети ВН.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчетную реактивную мощность КУ;

- тип компенсирующего устройства;

- напряжение КУ.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из выражения [1]:
Q_к.р = α Р_м (tgφ – tgφ_k) (4.1)
где Q_к.р – расчетная мощность КУ, квар;

α- коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α = 0,9;

tgφ, tgφ_k – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации;

Р_м – выбирается по результату расчета нагрузок из «Сводной ведомости нагрузок».

Рассчитаем компенсирующее устройство:

Значения cosφ и tgφ до компенсации:

;

Учитывая, что

;

tgφ = 0,45;

После компенсации принимаем cosφ_к = 0,95 (из пределов cosφ = 0,92…0,95), соответственно, tgφ_к = 0,33;

2) Подставив найденные значения в формулу (4.1) получим расчетную реактивную мощность КУ:

Q_к.р = α Р_м (tgφ – tgφ_k) = 0,9∙295,56(0,45 – 0,33) = 31,9 квар.

Согласно найденной мощности выбираем из справочника (Приложение 6) компенсирующее устройство со стандартной мощностью 75 квар – УКН – 0,38 – 75 УЗ

3) Определяем фактическое значение cosφ_ф

Учитывая, что

cosφ_ф = 0,96.

Результаты расчетов заносим в Таблицу 3.

Таблица 3 – Сводная ведомость нагрузок

Параметр	Cosφ	tgφ	Р_м, кВт	Q_м, квар	S_м, кВА
Всего на НН без КУ	0,91	0,45	295,56	129,49	322,68
КУ				75
Всего на НН с КУ	0,96	0,16	295,56	54,49	300,54
Потери			6,45	38,86	39,4
Всего на ВН с КУ			302	93,35	339,94

1 2 3 4 5 6

	Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных и практических... Методические указания предназначены для студентов специальности 13. 02. 11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического...		Учебно-методическое пособие по выполнению практических работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению практических работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...
	Учебно-методическое пособие по выполнению самостоятельных работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению самостоятельных работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...		Учебно-методическое пособие по выполнению самостоятельных работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению самостоятельных работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...
	Учебно-методическое пособие по выполнению самостоятельных работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению самостоятельных работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...		Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...
	Учебно-методическое пособие по выполнению практических работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению практических работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...		Метрология, стандартизация и сертификация Учебно-методическое пособие по выполнению практических работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация...
	Составление энергетического паспорта предприятия Учебно-методическое пособие по выполнению практических и лабораторных работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая...		Программа учебной практики (слесарной) для специальности 13. 02.... Место учебной практики в структуре программы подготовки специалистов среднего звена: слесарная практика входит в раздел учебная практикапо...
	Методические указания по выполнению практических работ для студентов... Пм 01. Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования		Методическое пособие по учебной практике пм. 01. «Организация технического... Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования
	Программа производственной практики (по профилю специальности) пм.... Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (базовой подготовки)		Методические указания по аудиторному и внеаудиторному чтению и переводу... Специальность 13. 02. 11 Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования
	Методические указания к курсовому и дипломному проектированию предназначены... Методические указания к курсовому и дипломному проектированию предназначены для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая...		Отчет по практике по профилю специальности пм01. Организация технического... Специальность: 140438 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Похожие: