Задача 1-8
Задача 2-1 Определить расчетный ток и выбрать сечение кабеля для подключения прессового участка с номинальной мощностью Рн=154 кВт, коэффициент спроса 0,4; коэффициент мощности 0,7, напряжение сети 0,38 кВ. Определить пиковый ток линии, максимальный по мощности пресс имеет Рн = 30 кВт, соs j= 0.95. h= 0.9, ки =
условия пуска легкие ɑ =2,5
Задача 2-2 Определить расчетный трехфазный ток линии и выбрать сечение кабеля питающего насосную станцию, перекачивающего за смену 8 часов П-1500 м3воды, удельный расход электроэнергии w =0.3 кВт ч/м3. Номинальное напряжение 380 В. cosφ=0.78 (tq φ =0.75) Определить пиковый ток линии, максимальный по мощности насос имеет Рн = 30 кВт, соs j= 0.95. h= 0.9, ки =. условия пуска легкие ɑ =2,5
Задача 2-3 Определить расчетный трехфазный ток линии и выбрать сечение кабеля питающего механический цех с удельной плотностью нагрузки руд=0.36 кВт/м2, площадь цеха 120 м2,cos φ =0,65, номинальное напряжение 380 В. Определить пиковый ток линии, максимальный по мощности шлифовальный станок имеет Рн = 35,4 кВт, соs j= 0.75.
ки =0,7, условия пуска легкие ɑ =2,5
Задача 2-4
Задача 3-1 ВЫБРАТЬ АППАРАТ ЗАЩИТЫДЛЯ ОТВЕТВЛЕНИЯ К АСИНХРОННОМУ ДВИГАТЕЛЮ С НОМИНАЛЬНЫМ ТОКОМ Iн =76, 4 А И ПУСКОВЫМ ТОКОМ 458, А,ПРОВОДА ПРОКЛАДЫВАЮТСЯ В ПЛАСТМАССОВЫХ ТРУБАХ В ПОМЕЩЕНИИ С НОРМАЛЬНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ. УСЛОВИЯ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ТЯЖЕЛЫЕ.
Задача 3-2 Выбрать сечение проводника и предохранитель для защиты линии с расчетным током Iр=55А, максимальный двигатель подключенный к линии имеет мощность Рн= 22кВт, cosφ=0.87,η=0.9, к=6,5,коэффициент использования для данной группы двигателей Ки=0,35, условия пуска легкие. Проверить на соответствие аппарат защиты и выбранное сечение проводника, защита от короткого замыкания.
Задача 3- 3 - Задача 3-5
Задача 4-1 До компенсации реактивной мощности коэффициент мощности по цеху составлял 0,75. После установки конденсаторной батареи он составил 0,96. Полная расчетная мощность установленного оборудования составляет 400 кВА. Определить мощность конденсаторной батареи, ее номинальный ток.
Задача 5-1 50м 15 м
0 1 2
I0-1 I1-2
35А 25 А
Определить сечение участков 0-1 и 1-2, исходя из токов I0-1; I1-2, определить суммарные потери напряжения на участке 0-2, Uн= 0,38 кВ; cosφ=0,8
Задача 5-2 Определить потери напряжения в трансформаторе мощностью Sн= 1000 кВА, напряжением 10/0,4 кВ. Максимальная расчетная нагрузка трансформатора
Sр=750 кВА,cosφ=0.85, tqφ=
Задача 5-3 Определить потери напряжения в трехфазной линии напряжением 380 В, выполненной кабелем АВВГ длиной 32м. Расчетная активная мощность сети Рр=53кВт, коэффициент мощности cosφ=0,85
Задача 6-1 Выбрать сечение кабеля по экономической плотности и по нагреву максимальным током для подключения трансформаторной подстанции с трансформатором
ТМ 630/10, Тмак. =3000 ч.,, I¥ =26 кА, tз =1,0с, tв = 0, 25с,Та=0,01с, Sр=510 кВА
Задача 6-2 Проверить на термическую стойкость к току короткого замыкания кабель напряжением 10 кВ марки ААШвУ, сечение которого выбрано по условию нагрева длительным током F = 95 мм². В результате тока короткого замыкания получены следующие результаты расчета I∞ =5 кА. Выдержка времени максимальной защиты на отходящей линии tз= 1,4 с., время отключения выключателя принимаем tв= 0,25 с. Та=0,01с
Задача 6-3 Проверить на динамическую устойчивость и термическую стойкость шинную конструкцию РУ10 кВ, выполненную алюминиевыми шинами размерами b=1см, h=6 cм. Шины расположены плашмя, длина пролета 150см, расстояние между осями шин а=35 см, iу=50 кА. I∞ =20 кА. tв=0,2с, tр.з.=0,4с, Та=0,01с
Задача 6-4 Выбрать по расчетному току сечение шин и проверить их на термическую стойкость, I∞=20 кА.tв=0,2с, tр.з.=0,4с, Та=0,01с,Iр=760А, С =
Задача Рассчитать и выбрать сечение кабеля для подключения шинной сборки с Рр=60 кВт, Qр=30квар, номинальное напряжение 380 В. Кабель проложен в помещении, температура 15ºС. Определить потерю напряжения в линии, длина 30м
Задача Выбрать сечение проводника для подключения вентилятора, находящегося во взрывоопасном помещении В1а, Рн= 30 кВт, температура в помещении 15º С, определить потерю напряжения в данной линии, длина 30м
Вариант1
Дано: К шинной сборке (ШС) подключено:
Суммарная мощность электрооборудования Рн=180 кВт, ки= 0,4; пэ=5; cosφ=0.7
1 Определить Рр; Qр; Sр; Iр
1 Выбрать по Iр сечение питающего кабеля, марка АВВГ
2 Максимальный электропприемник подключенный к шинной сборке имеет Рн=22кВт, cosφ=0.8; η= 89%. К=7 Определить пиковый ток.
3 Определить потери напряжения в кабельной линии (ΔUк.л1), длина 50м
4 Определить допустимые потери напряжения (ΔUдоп) от трансформатора до ШС. Сравнить их с суммарными потерями напряжения в кабельной линии и в трансформаторе (ΔUт.); т.е ΔUдоп.> ΔUк.л1.+ΔUт.
Данные трансформатора: ТМЗ 630/10; Тв=5000 ч, число часов максимальных потерь τ =3000 ч.; Iхх =1.8 %; Uкз=5,5%; ΔРкз=7,6 кВт; ΔРхх=1,31 кВт; трансформатор загружен на 80%, cosφ=0.85
5 Определить потери мощности, потери электроэнергии в трансформаторе
6 Трансформатор подключен кабельной линией КЛ2;марка и сечение кабеля
ААШвУ 10 (3*95),длина 1,2 км,кабель в земле
7 Определить потери мощности и электроэнергии в кабельной линии КЛ2
Задача 1 Определить расчетный ток и выбрать сечение кабеля АВВГ для подключения прессового участка с номинальной мощностью Рн=154 кВт, коэффициент спроса 0,4; коэффициент мощности 0,7,(tgφ=1,02) напряжение сети 0,38 кВ. Определить пиковый ток линии, максимальный по мощности пресс имеет Рн = 30 кВт, соs j= 0.95. h= 0.9,
ки =0,4, к=7
Решение Определяем расчетную активную мощность с помощью коэффициента спроса
Рр =Кс Рн =154*0,4=61,6 кВт
Определяем расчетную реактивную мощность
Qp= Pр* tgφ=61,6*1,02=62,8квар
Определяем расчетный ток
Пиковый ток линии определяем по формуле
Iпик =I пуск.макс.+(Iр - Ки* I н.макс);
где Iн.макс.- номинальный ток электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток;
I пуск.макс – наибольший из пусковых токов
Ки -коэффициент использования, характерный для эдектроприемника с наибольшим пусковым током
I пуск.макс= к* Iном, =7*50,5=353.5А
где Iном.- номинальный ток максимального по мощности двигателя;
к – кратность пускового тока
= 
где Рн – номинальный ток электродвигателя
cosφ; η – коэффициент мощности и кпд электродвигателя
Uн - номинальное напряжение сети
Определяем пиковый ток линии
Iпик =353,5+(133,8 - 0.4*50,5) =467,1А
Выбираем сечение кабеля по формуле
Iдд ≥ Iр =133,8А
Принимаем кабель с алюминиевой жилой.поливинилхлоридной изоляцией. поливинилхлоридной оболочкой, без наружного покрова сечением 70 мм2: АВВГ 5*70 с Iдд=140А
Задача 2 Определить расчетный трехфазный ток линии и выбрать сечение кабеля питающего насосную станцию, перекачивающего за смену 8 часов П -1500 м3воды, удельный расход электроэнергии w =0.3 кВт ч/м3. Номинальное напряжение 380 В. cosφ=0.78 (tq φ =0.8) Определить пиковый ток линии, максимальный по мощности насос имеет Рн = 30 кВт, соs j= 0.95. h= 0.9, ки = 0,7;к=7.
Решение Определяем расчетную активную мощность с помощью удельного расхода эл. нергии
Рр = 
= 
кВт
Где w – удельный расход электроэнергии на единицу выпускаемой продукции П
за время Т
Определяем расчетную реактивную мощность
Qp= Pр* tgφ=56,3*0,8=45,04квар
Определяем расчетный ток
Пиковый ток линии определяем по формуле
Iпик =I пуск.макс.+(Iр - Ки* I н.макс);
где Iн.макс.- номинальный ток электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток;
I пуск.макс – наибольший из пусковых токов
Ки -коэффициент использования, характерный для эдектроприемника с наибольшим пусковым током
Номинальный ток двигателя определяем по формуле
=;
где Рн – номинальный ток электродвигателя
cosφ; η – коэффициент мощности и кпд электродвигателя
Uн - номинальное напряжение сети
I пуск.макс= к* Iном, =7*50,5=353.5А
где к – кратность пускового тока
Определяем пиковый ток линии
Iпик =353,5+(109,2 -0.7*50,5) =427,35А
Выбираем сечение кабеля по формуле
Iдд ≥ Iр =109,2А
Принимаем кабель с алюминиевой жилой.поливинилхлоридной изоляцией. поливинилхлоридной оболочкой, без наружного покрова сечением 50 мм2: АВВГ 5*50 с Iдд=110А
Задача 3 Определить расчетный трехфазный ток линии и выбрать сечение кабеля питающего механический цех с удельной плотностью нагрузки руд=0.36 кВт/м2, площадь цеха F=120 м2,cos φ =0,65, (tgφ=1,17). номинальное напряжение 380 В. Определить пиковый ток линии, максимальный по мощности шлифовальный станок имеет Рн = 18,5 кВт, соs j= 0.89, h= 0.9, ки = 0,2;к=7
Решение Определяем расчетную активную мощность методом удельной мощности нагрузки на единицу площади
Рр = руд *F= 0.36*120 =43,2 кВт
Определяем расчетную реактивную мощность
Qp= Pр* tgφ=43.2 *1,17=50,5квар
Определяем расчетный ток
Пиковый ток линии определяем по формуле
Iпик =I пуск.макс.+(Iр - Ки* I н.макс);
где Iн.макс.- номинальный ток максимального по мощности двигателя;
I пуск.макс – наибольший пусковой ток
I пуск.макс= к* Iном
где к – кратность пускового тока;
Iном - номинальный ток максимального по мощности двигателя
=; 
где Рн – номинальный ток электродвигателя
cosφ; η – коэффициент мощности и кпд электродвигателя
Uн - номинальное напряжение сети
=;
I пуск.макс= 7*35,1=245,9А
Определяем пиковый ток линии
Iпик =245,9+(100,7 -0.2*35,1) =339,6А
Выбираем сечение кабеля по формуле
Iдд ≥ Iр =100,7А
Принимаем кабель с алюминиевой жилой.поливинилхлоридной изоляцией. поливинилхлоридной оболочкой, без наружного покрова сечением 50 мм2 : АВВГ 5*50 с Iдд=110А
Задача 4 Выбрать сечение проводника и предохранитель для защиты линии с расчетным током Iр=55А, максимальный двигатель подключенный к линии имеет мощность Рн= 22кВт, cosφ=0.87,η=0.9, к=6,5,коэффициент использования для данной группы двигателей Ки=0,35, условия пуска легкие, ɑ=2,5. Проверить на соответствие аппарат защиты и выбранное сечение проводника, защита от короткого замыкания.
Решение Выбираем сечение кабеля по формуле
Iдд ≥ Iр =55А
По таблице принимаем кабель ААВГ 5*16 с допустимым длительным током Iдд = 60А
Для защиты линии от токов короткого замыкания выбираем предохранитель по условиям:
Iпл.вст.≥ I р= 55А
и Iпл.вст. 
,
где где Iн.макс.- номинальный ток электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток;
I пуск.макс – наибольший из пусковых токов
ки -коэффициент использования, характерный для эдектроприемника с наибольшим пусковым током
Номинальный ток максимального двигателя определяем по формуле
где Рн – номинальный ток электродвигателя
cosφ; η – коэффициент мощности и кпд электродвигателя
Uн - номинальное напряжение сети
Iн= 
I пуск.макс= к* Iном, =7*42,7=298,.9А
к – кратность пускового тока
Выбираем плавкую вставку
Iпл.вст.= 
Принимаем к установке ПН2-250 с Iн=250 А и Iпл.вст.=160А
Проверяем на соответствие выбранный провод и предохранитель по формуле
Где Кз – коэффициент защиты, для защиты сети предохранителем от короткого замыкания Кз принимают равным 0,33
Iз – номинальный ток плавкой вставки
Условие соответствия соблюдаются, так как выбранный кабель имеет ток Iдд= 60А
Задача 5 До компенсации реактивной мощности коэффициент мощности по цеху составлял 0,75(tgφ1= 0,855) После установки конденсаторной батареи он составил 0,96(tgφ2=0,292) Полная расчетная мощность установленного оборудования составляет 400 кВА. Определить мощность конденсаторной батареи, ее номинальный ток. Напряжение сети 0,38кВ
Решение Мощность конденсаторной батареи определяем по формуле
Qкб= Рр*(tgφ1 – tgφ2)
Где tgφ1, tgφ2- коэффициент мощности соответственно до компенсации и после компенсации
Определяем расчетную мощность по формуле
Рр= S р* cos φ1=400*0,75=300 кВт
Мощность конденсаторной батареи
Qкб= 300*(0,855-0,292)=168,9квар
Выбираем стандартную конденсаторную батарею УКБ-0,38-150
Рассчитаем номинальный ток конденсаторной батареи
Задача6 ОПРЕДЕЛИТЬ ПОТЕРЮ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНЦЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ 380В ВЫПОЛНЕННОЙ ПРОВОДОМ АПВ СЕЧЕНИЕМ 25 мм 2 В ТРУБАХ, СХЕМА КОТОРОЙ ПРИВЕДЕНА НИЖЕ, cos φ= 0.9.
40 м 25 м
20 кВт 20 кВт
Потери напряжения в линии с несколькими нагрузками определяются по формуле
∆ 
;
где r 0, х 0 –активное и индуктивное сопротивление провода. r о=1.28 Ом/км.
х 0=0,06Ом/км
Р –мощность, передаваемая по участкам сети, кВт;
l длина участка, км;
tgφ-коэффициент мощности соответствующий cosφ = 0.9, tgφ = 0,48
Uн- номинальное напряжение сети, В.
Тогда ∆U%= 
Задача 7 ОПРЕДЕЛИТЬ ТОКИ И МОЩНОСТЬ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТОЧКЕ К1 НА ШИНАХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ПУНКТА, Iк, iу, Sк, Ку=1,8Sс=∞
S н = 1,8 МВА
Uк= 5.5%
Кабельная линия S=25мм²
L=2.5 км
6,3кВ ro=1.25Ом/км; xo=0,091Ом/км
Решение. За базисную мощность принимаем Sб=100МВА, Uб=6,3кВ
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора
Хт= 
Определяем сопротивление кабельной линии в относительных единицах
Активное r= r0* L= 1,25*2,5=3,13Ом
Индуктивное Х= х0 * L=0,091*2,5=0,53Ом
Х 
Определяем общее сопротивление
Z= 
= 
Определяем базисный ток
Базисный ток Iб= 
Ток короткого замыкания Iк= 
Ударный ток iу=√2*Iк*ку= √2*1,8*1,08=2,75кА
Мощность короткого замыкания Sк=√3*Iк*Uср=1,73*1,08*6,3=17,8МВА
Задача 8 Рассчитать и выбрать сечение кабеля АВВГ для подключения насосной станции с Рр=75 кВт, cos φ =0,8, tgφ =0,75, номинальное напряжение 380 В. Кабель проложен в земле, температура земли 10ºС. Определить потерю напряжения в кабеле, длина 0,08км
Решение Выбор сечения кабеля, проложенного в земле при температуре 10 ºС определяем по формуле
Гдекп – поправочный коэффициент на температуру земли, отличную от 15 ºС
Кп=1,05;
I р – расчетный ток линии, определяется по формуле
где Рр –расчетный ток линии
cosφ– коэффициент мощности
Uн - номинальное напряжение сети
Выбираем сечение кабеля АВВГ Iдд≥ 142,6/1,05=135,8А
Принимаем АВВГ 5*70 с Iдд =140А
Определяем потерю напряжения в линии сечением 70 мм2. По таблице определяем удельное активное и индуктивное сопротивления
r0 =0,447 Ом/км; х0 =0,082 Ом/км
Потеря напряжения определяется по формуле
∆ 
∆ 
Задача 9 Определить расчетный ток и выбрать сечение проводов для подключения сушильных камер с номинальной мощностью Рн=134 кВт, коэффициент использования 0,6; cos φ =1(tgφ =0) коэффициент мощности 1,0, эффективное число электроприемников 4. Температура в помещении 30º С, напряжение 380В. Прокладка в воздухе.
Решение Определяем расчетную активную мощность методом коэффициента расчетной нагрузки Рр = Кр 
и Рн ;
Определяем коэффициент расчетной нагрузки по таблице в зависимости от пэ;ки
Кр= 1,12
Рр=1,12*0.6*134=90.1кВт
Расчетная реактивная мощность равна нулю, т к. коэффициент мощности 1,0 Расчетный ток определяется по формуле
Выбор сечения кабеля, проложенного в воздухе при температуре 30 ºС определяем по формуле
Где кп – поправочный коэффициент на температуру, отличную от 25 ºС
Кп=0,94
I р – расчетный ток линии
Выбираем кабель АВВГ4*95; Iдд=170А
Задача 10 Вводно- распределительное устройство жилого дома подключено к трансформаторной подстанции двумя кабелями, проложенными совместно в одной траншее с расстоянием а=100мм друг от друга, номинальное напряжение 380 В, номинальная мощность нагрузки Рн=230 кВт, коэффициент спроса 0,7, коэффициент мощности 0,95, tgφ= 0,329. температура земли 10º С
Решение Определяем расчетную активную мощность с помощью коэффициента спроса
Рр =Кс Рн =230*0,7=161,0 кВт
Определяем расчетную реактивную мощность
Qp= Pр* tgφ=161,0*0,329=53,квар
Определяем расчетный ток
Выбор сечения кабеля, проложенного в земле при температуре 10 ºС определяем по формуле
Где К1– поправочный коэффициент на температуру земли, отличную от 15 ºС; К1=1,05
К2 - поправочный коэффициент на совместную прокладку кабелей в земле; при а=100мм и числе кабелей 2 К2 =0,9
Так как токовая нагрузка делится поровну на два кабеля, то выбор сечения кабеля 1осуществляем по току
Выбираем кабель АВВГ 5*25 с Iдд=115А