Электроснабжение предприятий и гражданских зданий

Задания и методические рекомендации по

выполнению контрольной работы для заочной

формы обучения по специальности

2-36 03 31-01 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования

(по направлениям)» по направлению специальности 2-36 03 31-01

«Монтаж и эксплуатация электрооборудования

(производственная деятельность)»

 

 

Разработчик Л.С. Щербак

 

 

Контрольная работа рассмотрена и

рекомендована к утверждению на:

-заседании цикловой комиссии спецдисциплин

специальности 2-36 03 31

Протокол №_________ от «____» _________201 г.

-заседание экспертного методического совета

Протокол № _________от «____» _________201 г.

 

2001 г.

 

Задание 1 Рассчитать токи электроприёмников, выбрать автоматические выключатели в распределительном шкафу серииПР 85 (рис. 1.1) QF1- QF4, выбрать автоматический выключатель QF, сечение питающей линии для подключения ПР85, проверить на соответствие выбранный автоматический выключатель в питающей линии и сечение проводника.

 

Питающая линия

QF

4 kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAI AAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAI AAAAIQCyvUoL4QEAANgDAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQA BgAIAAAAIQCSxyR83QAAAAkBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAADsEAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUG AAAAAAQABADzAAAARQUAAAAA " strokecolor="black [3040]"/>

 

 

QF1 QF2 QF3 QF4

 

pHH

P₁ P₂P₃P₄P₅P₆

Рисунок. 1 - Схема распределительной сети

Таблица 1.1

№ вар вар	Pi кВт	Р2 кВт	Рз кВт	Р4 кВт	Р5 кВт	Р6 кВт	Cosφ1	Cosφ2	Cosφ3	Cosφ4	Cosφ5	Cosφ6	Kc
	16,1	14,3	7,3	2,2	21,3	9,2	0,8	0,8	0,6	0,6	0,6	0,8	0,8
	3,8	14,0	2,7	4,0	18,5	3,0	0,6	0,6	0,6	0,6	0,8	0,8	0,8
	12,5	10,3	7,5	1,1	5,2	4,0	0,6	0,8	0,8	0,8	0,8	0,6	0,85
	1,9	7,3	0,73	0,73	19,3		0,8	0,6	0,6	0,7	0,8	0,6	0,8
	19,0	7,5	4,0	2,2	13,0	5,5	0,7	0,6	0,7	0,8	0,8	0,7	0,85
	4,2	23,1	2,0	2,0	4,9	9,1	0,8	0,6	0,6	0,6	0,8	0,7	0,85
	13,3	12,0	2,2	1,1	4,9	8,5	0,6	0,7	0,7	0,7	0,8	0,6	0,8
	10,0	7,8	2,7	0,75	3,8	2,2	0,8	0,6	0,6	0,6	0,8	0,8	0.8
	23,0	3,0	8,3	0,3	4,8	11,0	0,7	0,8	0,8	0,8	0,7	0,8	0,8
	9,3	10,0	3,2	0,75	5,5	18,5	0,6	0,7	0,8	0,8	0,7	0,6	0,8
	7,3	13,5	7,5	3,0	13,0	2,2	0,8	0,7	0,7	0,8	0,6	0,8
	14,5	7,5	3,0	0,75	3,5	18,3	0,7	0,6	0,6	0,6	0,8	0,7	0,85
	10,2	8,5	4,0	0,9	18,0	3,7	0,7	0,6	0,7	0,8	0,8	0,7	0,85
	8,4	12,6	7,7	3,0	18,5	7,3	0,7	0,8	0,7	0,9	0,8	0,6	0,8
	15,8	11,0	4,8	2,2	3,9	19,6	0,8	0,7	0,6	0,6	0,6	0,8	0,85
	14,0	6,3	5,9	13,0	1,9	21,0	0,76	0,8	0,69	0,64	0,59	0,82	0, 81
	4,8	11,4	11.0	12.6	2,2	5,5	0,82	0,83	0,65	0.67	0,6	0,76	0,82
	5,8	14,1	4,7	7,4	3,5	19,6	0,79	0,76	0,72	0.68	0,7	0,73	0,86
	10,2	18,7	9,2	10,9	8,2	16,3	0,69	0.81	0,75	0,73	0,72	0,71	0,79
	17,5	2.4	16,1	4,3	7,9	18,5	0,81	0,74	0,8	0,7	0,69	0,77	0,83

 

Номера вариантов берутся согласно номеру учащегося в журнале группы.

Порядок расчёта.

Определить токи в каждой линии по формуле

2 Выбор автоматических выключателей осуществляется по формулам

- I_н.ав≥ I_н

- I_н.р≥ I_н

- I_отс≥ I_пуск

 

где I_н.ав - номинальный ток автоматического выключателя

I_н - номинальный ток линии

I_н.р - номинальный ток расцепителя

I_отс- ток срабатывания электромагнитного расцепителя

I_пуск - пусковой ток электродвигателя, кратность отсечки принять равной 7, для много двигательного привода I_п=I_{пуск.макс}+∑I_н

I_{пуск.макс}- максимальный из пусковых токов многодвигательного привода

∑I_н - сумма номинальных токов электродвигателей без учета тока двигателя с макси­мальным пусковым

3 Для выбора автоматического выключателя QF, защищающего линию, питающую ПР85. необходимо определить расчетный ток линии

 

где - расчетная нагрузка линии, определяемая по формуле

где - коэффициент спроса

4 Для участка сети, питающей групповые линии с разными величинами cosφ, определяется средневзвешенное значение коэффициента мощности cos_ср.взв - по выражению

где cosφ_j- коэффициент мощности нагрузки i-й линии

P_нi - номинальная мощность i-й линии

5 По расчетному току выбрать сечение проводника кабеля или провода по формуле

I_доп ≥ I_р

Допустимый длительный ток I_допдля выбранной марки проводника определяют по таблицам[1]

6Проверить выбранное сечение на соответствие аппарату защиты по условию

I_доп ≥ к_э* I_з

где к₃ - коэффициент защиты, для автоматического выключателя к₃=1

I ₃ - ток расцепителя автоматического выключателя QF

7 Если условие пункта 6 выполняется проводник выбран верно, в противном случае, необ­ходимо изменить тип автоматического выключателя или выбранное сечение.

 

 

Задание 2. Определить расчётные нагрузки электроустановки, имеющей многодвигательный привод сасинхронными электродвигателями мощностью Р_н1- Р_н5 . Номинальное напряжение сети 380 В.

Таблица 2.1

вари­- ант	Pн1, кВт	Pн2, кВт	Pн3, кВт	Pн4, кВт	Pн5, кВт	Iпик А	Тип электроустановки
1.	3,0	5,5	2,2	11,0	0,75	154,0	Шлифовальный станок
2.	7,5	0,55	15,0	1,1	0,55	210,0	Транспортер
3.	11,0	7,5	7,5	4,0		162,0	Конвейер
4.	15,0	11,0	4,0	1,1	5,5	250,0	Токарный станок
5.	7,7	6,8	3,0	2,5	9,0	131,0	Агрегатный станок
6.	15,0	12,0	5,5	5,5	9,0	260,0	Автоматическая линия деревообработки
7.	18,5	15,0	11,0	0,55	1,1	284,0	Автоматическая поточная линия
8.	3,0	7,5	8,0	11,0	15,0	168,0	Зубофрезерный станок
9.	16,0	14,1	5,5	7,0	0,75	286,0	Вентиляторные установки
10.	3,5	4,0	4,5	5,5	4,8	93,0	Насосные установки
11.	9,0	8,6	5,8	6,0	6,3	132,0	Кузнечно-прессовые установки
12.	5,5	7,0	4,2	3,5	3,0	115,0	Элеваторы
13.	1,1	2,2	3,0	2,5	1.8	62,0	Лифтовые установки
14.	9,0	7,5	7,0	6,8	3,0	140,0	Обдирочные станок
15.	5,5	4,0	6,3	2,2	2,5	98,0	Многошпиндельный автомат
16.	1,5			13,2	9,8	171,0	Многопильный станок
17.	0,55	1,1	2,2	2,3	4,3	72,0	Карусельный станок
18.	8,0	5,9	6,4	0,75	8,5	129,0	Шлифовальный станок
19.	18,5	22,0	7,5	5,5	5,5	348,0	Подъемно-транспортное оборудование

 

Порядок расчета

1 По табл. П5[ 1 ] принять максимальное значение коэффициента использования К_и и cosφ (tgφ)|

2 Определить установленную мощность электропотребителя

3 Определить эффективное число электроприемников

 

4 Округлить n_э до ближайшего целого меньшего числа. По значению k_uиn_э по табл. П6 [1 ]определить К_р Если значениеk_u является промежуточным значением, то находим К_р известным из ма­тематики методом линейной интерполяции. Согласно данному методу, для аргумента х, находяще­гося между значениями х₁,и х₂, которым соответствуют величины у₁ и у₂,значение функции у оп­ределяется по выражению

Для рассматриваемого примера , ax= .

5 Определить расчетную активную нагрузку по выражению

Если расчетная активная нагрузка меньше номинальной мощности наибольшего двигателя, то за Р_р необходимо принимать мощность максимального двигателя.

6. Расчетная реактивная нагрузка, Q_p, определяется по выражению

 

7. Полная мощность расчетной нагрузки, S_p, определяется

 

8. Расчетный ток электроустановки

 

9 Выбрать предохранитель для защиты линии питающей электроустановку по условиям

_- номинальный ток предохранителяI_н≥ I

- номинальный ток плавкой вставкиI_пл.вст≥ I_р

_- номинальный ток плавкой вставки I_пл.вст≥

где α - условия пуска, принять α=2,5

him ~ максимальный кратковременный ток. возникающий при запуске электроустановки, даа в табл.2.1

9. По расчетному току выбрать проводник для подключения электроустановки и согласовать его с выбранным предохранителем

- выбрать сечение проводника кабеля или провода по формуле

Допустимый длительный ток I _доп для выбранной марки проводника определяют по таблицам [ 1 ]

- проверка выбранного сечения на соответствие аппарату защиты по условию

 

где к₃- коэффициент защиты, для предохранителя к_з=0,33, I_з - ток плавкой вставки предохранителя.

 

 

 

Задание 3. Рассчитать осветительную сеть, схема которой приведена на рисунке 1, получающую питание от распределительного устройства напряжением 400/230 В трансформаторной подстанции с номинальной мощность трансформатора S_H. Групповой щиток освещения установлен в производственном помещении с нормальными условиями среды. Питающая сеть выполнена кабелем АВВГ, длина питающей линии l_n групповая - проводом АПВ в трубах, длина линий до первого светильника l₁, l₂, l₃ соответственно группам 1, 2, 3. Расчет производить, исходя из допустимой потери напряжения.

l_n C₁ l₁ l_1-1 P_p¹ COS₁

S_H РУЩО 1

АПВ₁

С₂l₂l_2-2 2 P_p² COS₂

АПВ₁

C₃l₃ l_3-3 3 P_p³ COS₃

COS 400\230 АВВГ 1

Βt

 

Таблица 3.1

Вариант	Sн	βm%	ln	l1	l1-1	l2	l2-2	l3	l3-3	Pp1	Pp2	Pp3	cosφ1	cosφ2	cosφ3
							52						0,5	0,8	1,0
													0,6	0,85	1,0
													0,5	0,9	1,0
													0,6	0,92	0,95
													0,65	0,81	0,96
													0,5	0,82	0,97
												4,5	0,6	0,83	0,98
												5,5	0,7	0,84	0,99
												6,5	0,5	0,85	1,0
												2,0	0,55	0,86	0,9
												2,5	0,5	0,87	0,91
												3,0	0,6	0,88	0,92
												3,5	0,65	0,89	0,93
												4,0	0,6	0,9	0,95
												4,2	0,63	0,91	0,96
												3,8	0,53	0,73	0,97
												3,3	0,52	0,8	0,98
												2,2	0,5	0,85	0,99
												2,5	0,54	0,87	1,0
											7,0	4,1	0,6	0,9	1,0

 

Порядок расчета.

1 Исходя из мощности трансформатора, определить допустимую потерю напряжения по формуле ΔU=U_x–ΔU_m-U_лампы

где U_x - напряжение холостого хода трансформатора, 105%

Δ U _m - потери напряжения в трансформаторе

U_лампы- минимально допустимое напряжение лампы, 95%

Потеря напряжения в трансформаторе рассчитывается по формуле

,

где β_m- коэффициент загрузки трансформатора за максимально загруженную смену, равный

β_m=S_p/S_ном, задан в таблице 3,1

S_p - расчетная нагрузка

U_a,U_p-активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформа­тора, %;

Активная составляющая напряжения короткого напряжения трансформатораопределяется из выражения ,

где ΔР_кз-потери короткого замыкания трансформатора, кВт.

Реактивная составляющая напряжения КЗ трансформатора вычисляется по формуле

где U_K -напряжение КЗ трансформатора, %.

Значения U_K;ΔР_кз и приводятся в каталогах на трансформаторы. [1]

Рассчитанная по формуле допустимая потеря напряжения лежит в основе производимою расчета осветительной сети.

2 По табл. 7.3 [1 ] определить значения коэффициента С

3 Для линий, отличных по числу проводов от питающей, по табл. 7.4 [ 1] определить коэффи­циент приведения моментов а

4 Определить моменты всех участковM=P*l_прив,

где 1_прив. определяется по формуле (3.14) [ 2 ],

5 Определить момент питающей линии

6 Определить сечение питающей линии по формуле

,

 

 

где - сумма моментов нагрузки данного и всех последующих участков сети с теуг же числом проводов в линии, что и рассматриваемый участок, кВт*м;

- сумма моментов нагрузки всех ответвлений с другим числом проводов.кВт;

- - допустимая потеря напряжения, %;пункт 1

а - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на участке линии и в ответвлении.

С - постоянная, зависящая от материала провода, напряжения и системы распределения электроэнергии.

7 По таблицам принимаем стандартное сечение кабельной линии. [1]

8 Находим действительные потери напряжения в питающей линии, исходя из принятого сече­ния кабеля, по формуле,

9Определяем располагаемую потерю напряжения для расчета групповых линий, U_гр

ΔU_гр%=ΔU-ΔU_пл

10Определяем сечения участков групповых линий

11 Принимаем стандартные сечения участков групповых линий

12 Проверяем выбранные сечения по длительно допустимому току нагрузки по формуле

- однофазной сети (двухпроводной)

 

- трехфазной сети (трехпроводной и четырехпроводной)

 

 

- для двухфазной сети с нулевым проводом (двухпроводной)

 

В данной задаче Р_р равно номинальной мощности линий Р_н

13 Для участка сети, питающего групповые линии с разными величинами cosφ, определяется средневзвешенное значение коэффициента мощности по выражению

где cosφ_i— коэффициент мощности нагрузки i -й линии

Р_Hi - номинальная мощность осветительной нагрузки групповой линии

14 Если при расчетах 1_р окажется больше допустимого длительного тока для данного сечения, I_доп то необходимо выбрать проводник большего сечения, т.е. должно выполняться условие I_доп≥ I_р.

ВОПРОСЫ:

1 Поясните требования к надежности электроснабжения потребителей электрической энергией.Охарактеризуйте каждую из трех категорий потребителей, особую группу, приветите пример] схем электроснабжения потребителей всех категорий.

2 Охарактеризуйте кратковременный, продолжительный и повторно- кратковременный режимы работы электроприемников, дайте пояснения показателю продолжительности включения (ПВ), приведите примеры электрооборудования, работающего в данных режимах.

3 Охарактеризуйте режим работы сети с глухозаземленнойнейтралью. Нарисуйте схему подключения к сети 380/220 В светильника, однофазного сварочного трансформатора, включенного на линейное напряжение, трехфазного станка.

4 Охарактеризуйте режим работы сети с изолированной нейтралью, достоинства и недостатки данной схемы, напряжения сети, область применения.

Поясните структуру передачи электроэнергии к электроприемникам. Приведите схемы распре деления электроэнергии в сетях, укажите достоинства и недостатки радиальных и магистральных схем.

5 Охарактеризуйте конструктивное выполнение кабелей и проводов, укажите способы про кладки проводников, приведите примеры расшифровки кабелей и проводов.

6 Поясните назначение и конструктивное выполнение шинопроводов, марки и способы прокладки.

7 Поясните конструктивное выполнение линий электропередач, охарактеризуйте основные элементы воздушных линий: провода, опоры, изоляторы, линейную арматуру.

8 Охарактеризуйте электропроводки, виды и способы прокладки, выполнение модульной про­кладки, область применения.

9 Охарактеризуйте графики электрических нагрузок, коэффициенты их характеризующие.

10 Охарактеризуйте вспомогательные методы расчета электрических нагрузок, область их применения, поясните расчет электрических нагрузок гражданских зданий.

11 Приведите методику расчета электрических нагрузок промышленных предприятий, алго­ритм расчета, дайте определение эффективного числа электроприемников, укажите зависи­мость коэффициента расчетной нагрузки.

12 Поясните определение расчетных нагрузок однофазных электроприемников, неравномер­ность загрузки фаз, нарисуйте схемы подключения однофазных нагрузок к трехфазной сети.

13 Охарактеризуйте потери мощности и электроэнергии в линии и в трансформаторе, поясни­те зависимость времени максимальных потерь от времени использования максимума актив вой нагрузки.

14 Дайте определения отклонению напряжения, потере и падению напряжения. Охарактеризо­вать их влияние на работу электрооборудования.

15 Выведите формулы расчета сети по потере напряжения, используя векторную диаграмму потери напряжения в сети с нагрузкой на конце линии.

16 Приведите расчет определения потери напряжения в осветительной сети и выбор сечения проводов из условия минимального расхода проводникового материала

17 Охарактеризуйте виды защит в сетях до 1 кВ, применяемые аппараты защиты, условие про­верки выбранного сечения проводника и аппарата защиты.

19 Поясните понятие длительно-допустимой токовой нагрузки на проводник, условия выбо­ра сечения проводников по нагреву электрическим током и охарактеризуйте поправочные коэффициенты, учитывающие особенности условий прокладки проводников.

20. Укажите назначение, конструктивное выполнение предохранителей до 1 кВ, параметры их характеризующие, условия выбора, защитные характеристики и типы предохранителей.

21. Укажите назначение, конструктивное выполнение, автоматических выключателей, парамет­ры их характеризующие, условия выбора, защитные характеристики и типы автоматических выключателей.

22. Поясните конструктивное выполнение трансформаторных подстанций 6-10 кВ/0,4кВ, схемы присоединения силовых трансформаторов к сети 6-10 кВ, схемы присоединения на стороне 0,4кВ.

24. Дайте пояснения по определению месторасположения подстанции, построению картограм­мы нагрузок, определению центра электрических нагрузок (ЦЭН)

25. Дайте краткую характеристику электрооборудования открытых распределительных устройств 35-110 кВ, изобразите блочную схему подстанции 110/10кВ, дайте буквенные обозначения элементов схемы.

26. Охарактеризуйте способы и средства регулирования напряжения в электрических сетях трансформаторы с регулированием под нагрузкой и со снятием нагрузки.

27. Произведите построение векторной диаграммы объясняющей сущность коэффициента мощности, выведите формулу определения компенсация реактивной мощности.

28. Охарактеризовать естественную и искусственную компенсацию реактивной мощности средства компенсации реактивной мощности, места их подключения, схемы их подключения.

29. Поясните назначение высоковольтных выключателей, дайте классификацию их по способу гашения электрической дуги, условное и буквенное обозначение в схемах.

30. Поясните назначение, конструктивное выполнение трансформаторов тока, дайте их услов­ное и буквенное обозначение в схемах, приведите схемы соединения вторичных обмоток ТТ

31. Поясните назначение, конструктивное выполнение трансформаторов напряжение, дайте их условное и буквенное обозначение в схемах, приведите схемы включения трансформатора на­пряжения

32. Охарактеризуйте виды силовых трансформаторов, параметры их характеризующие. Приве­дите условия параллельной работы трансформаторов.

33. Поясните устройство, назначение и типы приводов высоковольтного электрооборудования.

34. Охарактеризуйте виды короткого замыкания, причины их вызывающие, составляющие тока короткого замыкания.

34. Приведите порядок расчета токов короткого замыкания от источника бесконечной мощно­сти и по расчетным кривым.

35. Приведите расчет токов короткого замыкания в сети 0,4кВ, укажите условия проверки на отключающую способность аппаратов защиты.

36. Охарактеризуйте электродинамическое и термическое действие токов короткого замыкания на электрооборудование, приведите условия проверки высоковольтного электрооборудования на их действие.

37. Охарактеризуйте назначение и устройство защитных заземлений и занулений, конструк­тивное выполнение заземляющего устройства.

38. Поясните назначение, устройство релейной защиты, основные требования к ней, дайте классификацию применяемых реле.

39. Поясните назначение, устройство и принцип действия максимальной токовой защиты и токовой отсечки.

40. Охарактеризуйте виды учета электрической энергии, приведите схемы включения счетчиков электрической энергии.

Варианты вопросов

варианты									9
Номер вопросов	1;21	2;22	3;33	4;34	5;3 5	6;36	7; 27	8;38	9; 39	10:30
варианты		12
Номер вопросов	11; 31	12; 32	13;33	14;34	15;35	16; 36 f	17; 37	18;38	19; 39	30; 40

 

ЛИТЕРАТУРА

1 Радкевич В. Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб.посо-бие. - Мн.: НПООО «ПИ­ОН», 2001. - 292 с.

2 Ус А. Г., Евминов Л. И. Электроснабжение промышленных предпри-ятий и гражданских зданий: Учебное пособие. - Мн.: НПООО «ПИОН», 2002. - 457 с.

3 Коновалова Л. Л., РожковаЛ. Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: М,: Энергоатомиздат, 1989.- 528с.