МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра электроснабжения железнодорожного транспорта
А.В. КРЮКОВ
ПРИМЕРЫРАСЧЕТА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Методическое пособие по дисциплине «Электроснабжение предприятий железнодорожного транспорта» для студентов специальности 10180 «Электроснабжение железных дорог»
Иркутск 2003
УДК 658.26:621.311
Крюков А.В. Примеры расчета систем электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта: Методическое пособие. – Иркутск: ИрГУПС, 2003. - с.
Рассмотрены вопросы расчета электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм, выбора сечений проводов и жил кабелей, определения технико-экономических показателей системы электроснабжения.
Приведены примеры расчета токов короткого замыкания и выбора электротехнического оборудования.
Дана методика расчета цеховой сети низкого напряжения.
Предназначено студентам специальности 101800 «Электроснабжение железных дорог». Специализация 101803 «Электроснабжение предприятий железнодорожного транспорта».
Ил.. Табл.. Библиогр.: назв.
Рецензенты: канд. техн. наук, доц. О.Н. Войтов (ИСЭМ СО РАН); д-р техн. наук, доц. В.Д. Бардушко (ИрГУПС)
Ó Иркутский гос. ун-т путей сообщения, 2003
Ó А.В. Крюков, 2003
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Стр. | ||
| ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………. | ||
| Основные термины и определения …………..…………..……… | ||
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ | ||
| Библиографический список ……………………………………… | ||
| Приложение 1. | ||
| Приложение 2. | ||
| Приложение 3. …. | ||
| Приложение 4. ……………………………….. |
ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожная отрасль является одним из крупнейших потребителей электрической энергии (ЭЭ). Ее доля в электропотреблении РФ достигает 5 %. Структура электропотребления на железнодорожном транспорте имеет вид:
· тяга поездов ……………………………………….. 80%;
· эксплуатационные нужды ………………………. 14%;
· прочее потребление ……………………………… 6 %.
Главными задачами, решаемыми специалистами в области электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта являются:
· повышение уровня электрификации технологических процессов по подготовке подвижного состава к перевозке грузов и пассажиров;
· повышение производительности и электровооруженности труда;
· обеспечение эффективности использования ЭЭ на основе разработки и внедрения новых технологий и оборудования.
При решении этих задач необходимо использовать последние достижения в области электроснабжения промышленных потребителей и учитывать особенности стационарной энергетики железнодорожного транспорта.
Развитие и усложнение систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надежности их работы, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современных средств вычислительной техники и компьютерных технологий усиливают актуальность проблемы подготовки высококвалифицированных инженерных кадров в этой области.
Важнейшим этапом в развитии творческой деятельности будущих специалистов является курсовое проектирование, в ходе которого совершенствуются навыки самостоятельного решения инженерных задач и практического применения теоретических знаний.
Настоящее пособие предназначено студентам, обучающимся по специальности 101800 «Электроснабжение железных дорог», специализация - «Электроснабжение предприятий железнодорожного транспорта», дневного и заочного отделений и написано в соответствии с утвержденной рабочей программой по указанной дисциплине.
При написании пособия автор ставил своей задачей дать примеры расчетов систем электроснабжения промышленных предприятий. С помощью этих примеров студенты смогут освоить практические методы расчетов, необходимые для выполнения курсового проекта по дисциплине «Электроснабжение предприятий железнодорожного транспорта».
1.ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Воздушная линия электропередачи – устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам ли кронштейнам, стойкам на зданиях и инженерных сооружениях.
График нагрузки (нагрузочная диаграмма ) – кривая, показывающая изменение нагрузок за определенный промежуток времени.
Кабельная линия - линия для передачи электроэнергии или отдельных ее импульсов, состоящая из одного или нескольких кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а для маслонаполненных кабелей, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.
Нагрузка электрического двигателя – мощность на его валу, которую он развивает в данный момент времени.
Переменные потери активной мощности – потери активной мощности, зависящие от нагрузки.
Подстанция – электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобладания той или иной функции подстанций они называются соответственно трансформаторными или преобразовательными.
Получасовой максимум – активная нагрузка, являющаяся максимальной из средних 30 – минутных нагрузок наиболее загруженной смены промышленного предприятия.
Постоянные потери активной мощности – потери активной мощности, не зависящие от нагрузки.
Потенциал энергосбережения - реальный объем энергии, который возможно экономить при полном использовании имеющихся ресурсов с помощью проведения специальных мероприятий.
Потери активной мощности – активная мощность, расходуемая в элементах электрической сети.
Потери электрической энергии – электрическая энергия (ЭЭ), расходуемая в элементах электрической сети.
Потребитель электрической энергии – группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории.
Приемник электрической энергии (электроприемник ) –аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии другой вид энергии.
Расчетная нагрузка по допускаемому нагреву – неизменная во времени 30 – минутная нагрузка, которая вызывает такой же нагрев проводников сети или тепловой износ изоляции, как и реальная переменная во времени нагрузка.
Система электроснабжения – совокупность взаимосвязанных энергоустановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия.
Структура электропотребления – долевое распределение суммарного электропотребления по типам потребителей.
Токопровод – устройство, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии, состоящее из неизолированных или изолированных проводников и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций. Жесткий токопровод заводского изготовления, поставляемый комплектными секциями, называется шинопроводом.
Централизованное электроснабжение – электроснабжение потребителей от энергосистемы.
Электрическая нагрузка – мощность, потребляемая электроустановкой в определенный момент времени.
Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.
Электрооборудование – совокупность электротехнических устройств и (или) изделий.
Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией.
Электротехнические устройства – устройства, в которых при их работе производится, преобразуется, передается и распределяется электрическая энергия.
Электроустановка – энергоустановка, предназначенная для производства или преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии.
Электроэнергетическая система – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.
Энергетика - в широком смысле отрасль хозяйства, занимающаяся получением, превращениями, доставкой и использованием всех форм энергии. В более узком смысле -электрификация, теплофикация, газификация, гидроэнергетика, атомная энергетика и т. д.
Энергетическая система (энергосистема) – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных меду собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.
Энергопотребление - физическая величина, отражающая количество потребляемого хозяйственным субъектом энергоресурса определенного качества. Используется для расчета показателей энергоэффективности.
Энергосбережение - реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных н эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.
Эффективное использование ЭЭ - достижение технически возможной и экономически оправданной эффективности использования ЭЭ при существующем уровне развития технологии и одновременном снижении техногенного воздействия на окружающую среду.
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
В процессе курсового проектирования необходимо разработать проект системы электроснабжения промышленного предприятия железнодорожного транспорта с учетом роста электрических нагрузок, модернизации или замены силового электрооборудования, изменения или совершенствования технологического процесса. Для этого следует:
· Определить электрические нагрузки с учетом перспективы развития предприятия.
· Выбрать схему электроснабжения предприятия. Определить число и мощность цеховых трансформаторных подстанций, а также сечения проводов и жил кабелей.
· Разработать мероприятия по компенсации реактивной мощности.
· Рассчитать токи короткого замыкания (КЗ) и выбрать электрооборудование.
· Разработать мероприятия по обеспечению качества электрической энергии.
· Решить вопросы релейной защиты и автоматики элементов системы электроснабжения.
· Рассчитать сеть низкого напряжения одного из цехов предприятия.
· Выполнить индивидуальное задание.
· Рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности и экологии.