НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«МЭИ»
Институт электротехники
Кафедра электромеханики, электрических и электронных аппаратов
Курсовой проект
по курсу «Электрические и электронные аппараты»
| Выполнил: | Стеценко К.П. |
| Группа: | Э-09м-16 |
| Проверила: | Кузнецова Е.А. |
Москва, 2017
Содержание
1. Исходные данные. 3
2. Предварительные расчеты.. 6
2.1 Расчет параметров трансформатора. 6
2.2 Расчет параметров двигателя. 6
2.3 Расчет токов нагрузок. 6
2.4 Выбор кабелей. 6
2.5. Расчет токов короткого замыкания. 7
Исходные данные
Номинальная мощность трансформатора:
S = 250 кВ∙А
Номинальное линейное напряжение:
U = 380 В
Потери в меди:
Pcu = 4,1 кВт
Напряжение КЗ:
U = 4,5 %
Длины соединительных кабелей:
l0 = 85 м
l1 = 15 м
l2 – l7 = 15 м
Мощность нагрузки:
P2 – P4 = 1 кВт
P5 – P7 = 3,8 кВт
cos φ = 0,88
Номер схемы управления двигателем: 1
Номер варианта схемы нагрузки: 2
Данные двигателя:
Марка двигателя: АИР 100 L2
Мощность: 5,5 кВт
КПД: 88%
cos φ = 0,88
Кратность пускового тока (I п/ I н – K I): 7,5
Рисунок 1. Общая радиальная схема электроснабжения
Рисунок 2. Однолинейная схема электроснабжения
Предварительные расчеты
Расчет параметров трансформатора
Полное сопротивление трансформатора:
Номинальный ток трансформатора:
Активное сопротивление трансформатора:
Реактивное сопротивление трансформатора:
Ток короткого замыкания на зажимах трансформатора:
Расчет параметров двигателя
Номинальный ток двигателя:
Пусковой ток двигателя:
Ударный пусковой ток двигателя (амплитудное значение):
Расчет токов нагрузок
Рабочие токи линий с нагрузкой:
Выбор кабелей
Суммарный рабочий ток в кабеле l 0 рассчитывается по формуле:
Согласно условию курсового проекта, длительно допустимый ток выбираемого кабеля должен быть не менее, чем на 30% больше расчетного. Найдем значения этих токов.
Для кабеля l 0:
Для кабеля l1:
Для кабелей l2-4:
Для кабелей l5-7:
Также необходимо отметить, что минимальное сечение для нагрузки принимается равным 2,5 мм2, для освещения – 1.5 мм2. Сечения PE и N проводов принимаются равными фазному. Выбор кабелей осуществляется в соответствии с положениями ПУЭ п. 1.3.10 и ГОСТ Р 50571.5.52-2011 п 523.6.1 по таблице 1.3.6 из [2, ПУЭ]. Результаты выбора сечений кабелей занесем в таблицу 1.
Таблица 1. Выбор сечений кабелей.
| Кабель | l 0 | l 1 | l 2 | l 3 | l 4 | l 5 | l 6 | l 7 |
| 1,3∙ I расч., А | 6,2 | 23,7 | ||||||
| q, мм2 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | |||||
| I дл.доп, А |
Расчет токов короткого замыкания
Приведем пример расчета сопротивления для кабеля l 0. Длина кабеля – 85 метров. Удельные параметры кабелей возьмем из таблицы 1 [1].
r уд = 2,4 мОм/м, x уд = 0,08 мОм/м
Активное сопротивление кабеля:
Реактивное сопротивление кабеля:
Расчеты других кабелей аналогичны, результат сводим в таблицу 2.
Таблица 2. Параметры кабелей.
| Номер кабеля | 2-4 | 5-7 | ||
| l, м | ||||
| I ном.каб, А | 33,8 | 10,8 | 4,8 | 18,2 |
| I дл.доп, А | ||||
| Количество жил | ||||
| q, мм2 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | |
| rуд, мОм/м | 2,4 | 9,2 | 15,31 | 9,2 |
| xуд, мОм/м | 0,08 | 0,097 | 0,104 | 0,097 |
| rк, мОм | ||||
| xк, мОм | 6,4 | 1,5 | 1,56 | 1,5 |
Приведем пример расчета токов КЗ для точки 2 (трехфазное и однофазное КЗ). Активное сопротивление системы r c принимается равным 0,1 мОм. Реактивное сопротивление системы x c принимается равным 0,6 мОм.
Активное сопротивление прямой последовательности рассчитывается по формуле:
Σ r к – суммарное активное сопротивление кабелей до от трансформатора до точки КЗ, Ом.
Σ r а – суммарное активное сопротивление аппаратов от трансформатора до точки КЗ, Ом.
Сопротивления аппаратов найдем по таблице из методического пособия, зная ток, протекающий по ним.
rQF10 = 0,0029 Ом
rQF11 = 0,0029 Ом
rQS0 = 0,0029 Ом
rQF1 = 0,02 Ом
Реактивное сопротивление прямой последовательности рассчитывается по формуле:
Σ x к – суммарное активное сопротивление кабелей до от трансформатора до точки КЗ, Ом
Активное сопротивление нулевой последовательности рассчитывается по формуле:
Реактивное сопротивление нулевой последовательности рассчитывается по формуле:
Полное сопротивление:
Для трехфазного КЗ:
Для однофазного КЗ:
Где:
Z кз – полное сопротивление до точки КЗ, Ом
r 1, x 1 – активное и реактивное сопротивления прямой последовательности, Ом
r 0, x 0 – активное и реактивное сопротивления нулевой последовательности, Ом
Расчет для других точек аналогичен. Результаты сведены в таблицу 3.
Таблица 3. Токи КЗ.
| точка 0 | точка 1 | точка 2 | точка 3 | точка 4 | |
| 8,238 | 1,046 | 0,614 | - | - |
| - | - | 0,319 | 0,233 | 0,321 |
Выбор аппаратов