Методические указания к проведению
Практических занятий
Общие указания
При изучении дисциплины студенты должны выполнить практические задания, основной целью которых являются закрепление теоретического материала по курсу и получение практических навыков решения задач в области проектирования и эксплуатации систем электроснабжения.
Структура и порядок выполнения всех занятий одинаковые:
1. Цель занятия.
2. Основные теоретические положения.
3. Задания для выполнения работы.
4. Содержание отчета.
До выполнения практических заданий студенты должны прослушать лекции по соответствующим разделам дисциплины или самостоятельно проработать теоретический материал. Перед каждым занятием необходимо ознакомиться с целью, теоретическими положениями и заданием. Исходные данные для выполнения работы, берутся из таблиц по варианту, соответствующему последней цифре шифра студента. При необходимости исходные данные могут быть изменены или уточнены преподавателем, ведущим практические занятия.
После прохождения практических занятий каждый студент должен оформить отчет. На титульном листе отчета указываются название дисциплины, номера практических занятий, фамилия, инициалы и шифр студента. Текст отчета должен быть изложен аккуратно, с обязательным приведением цели занятия, условия задачи, исходных данных, необходимых формул, схем, единиц измерения физических величин, результатов расчетов.
К экзамену по дисциплине допускаются студенты, в полном объеме выполнившие практические задания.
Расчет электрических нагрузок
Цель занятия – приобретение практических навыков расчета электрических нагрузок цехов промышленных предприятий.
Основные теоретические положения
Расчет промышленных электрических нагрузок производится в соответствии с действующими Указаниями (РТМ 36.18.32.4-92), разработанными ВНИПИ Тяжиромэлектропроект. Расчет следует вести в табличной форме (см. форму 1), в заголовке которой приведены основные расчетные соотношения.
Решение задачи ведется в следующей последовательности:
а) для характерных групп силовых ЭП определяются суммарные нагрузки: средние за наиболее загруженную смену Р см и Q см и расчетные Р р, Q р. Значения коэффициентов использования К и, реактивной мощности tgj и расчетной мощности приведены в табл. 1.1 и 1.2.
б) определяются расчетные нагрузки электрического освещения корпуса, для которых
Р р.о. = Р см о = P уд о F К с о;
Q р. о = Q см о = P р о tgφо,
где К с о = 0,9 – коэффициент спроса нагрузки освещения;
F – площадь корпуса;
tgφо – коэффициент реактивной мощности нагрузки освещения.
в) определяются суммарные расчетные нагрузки всего корпуса; результаты записываются в графы 7, 8, 12, 13 и 14.
Т а б л и ц а 1.1
Значения коэффициентов К и и tgj
| Наименование ЭП | Коэффициент использования К и | Коэффициент мощности tg φ |
| Станки металлорежущие мелкосерийного производства | 0,14 | 1,73 |
| То же, крупносерийного производства | 0,16 | 1,73 |
| То же, при тяжелом режиме | 0,17 | 1,17 |
| То же, при особо тяжелым режиме | 0,24 | 1,17 |
| Автоматические поточные линии | 0,6 | 1,02 |
| Печи сопротивления с автоматической загрузкой | 0,8 | 0,33 |
| Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой | 0,5 | 0,33 |
| Индукционные печи низкой частоты | 0,7 | 0,33 |
| Сварочные машины шовные | 0,35 | 1,02 |
| То же, точечные | 0,35 | 1,33 |
| Сварочные трансформаторы для автоматической дуговой сварки | 0,35 | 1,73 |
| Краны, тельферы с ПВ = 25% | 0,05 | 1,73 |
| То же, с ПВ = 40% | 0,1 | 1,73 |
| Насосы | 0,7 | 0,62 |
| Вентиляторы | 0,65 | 0,75 |
| Конвейеры, транспортеры | 0,4 | 0,88 |
Значения коэффициента К р на шинах низкого напряжения
Цеховых трансформаторов
Т а б л и ц а 1.2
| n э | Коэффициент использования Ки | |||||||
| 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | > 0,7 | |
| 8,00 | 5,33 | 4,00 | 2,67 | 2,00 | 1,60 | 1,33 | 1,14 | |
| 5,01 | 3,44 | 2,69 | 1,9 | 1,52 | 1,24 | 1,11 | 1,0 | |
| 2,94 | 2,17 | 1,8 | 1,42 | 1,23 | 1,14 | 1,08 | 1,0 | |
| 2,28 | 1,73 | 1,46 | 1,19 | 1,06 | 1,04 | 1,0 | 0,97 | |
| 1,31 | 1,12 | 1,02 | 1,0 | 0,98 | 0,96 | 0,94 | 0,93 | |
| 6-8 | 1,2 | 1,0 | 0,96 | 0,95 | 0,94 | 0,93 | 0,92 | 0,91 |
| 9-10 | 1,1 | 0,97 | 0,91 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| 10-25 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,9 | 0,9 |
| 25-50 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,8 | 0,85 | 0,85 |
| более 50 | 0,65 | 0,65 | 0,65 | 0,7 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,8 |
Задания для выполнения работы
Определить расчетные электрические нагрузки главного корпуса завода на шинах вторичного напряжения цеховых ТП. Исходные данные по осветительной нагрузке приведены в табл. 1.3, по силовой нагрузке – в табл. 1.4, где для каждой характерной группы ЭП приведены следующие данные:
- количество ЭП, шт;
- суммарная установленная мощность ЭП, кВт;
- мощности наименьшего и наибольшего ЭП, кВт.
Т а б л и ц а 1.3
| Параметр | Номер варианта (последняя цифра шифра студента) | |||||||||
| Площадь корпуса F тыс. м2 | ||||||||||
| Удельная плотность нагрузки освещения Р уд о, Вт/м2 |
Примечание. Коэффициент реактивной мощности нагрузки освещения tgφо = 0,33.
Содержание отчета
- название и цель работы;
- исходные данные;
- заполненная форма 1.
| Исходные данные | Справочные данные | Расчетные параметры | |||||||||||
| Наименование ЭП | Количество ЭП, шт. | Мощность, кВт | Коэффициент использованиия К и | Коэффициент реактивной мощности tg φ | Средние нагрузки за наиболее загруженную смену | Эффективное число ЭП: n э = 2∑ Р уст / (Р max) | Коэффициенты расчетных нагрузок | Расчетные нагрузки | |||||
| суммарная установленная Р уст | наименьшего (Р min) ЭП наибольшего (Р max) ЭП | Активная, кВт Р см = К и Р ном | Реактивная, квар Q см = Р см tg φ | Активной нагрузки: К р = f 1 (К и, n э) | Реактивной нагрузки К ′р = К р | Активная, кВт Р р = К р ∑ Р см | Реактивная, квар Q р = К ′р ∑ Q см | Полная, кВ∙А S р = √ Р 2р + Q 2р | |||||
| Силовая нагрузка | |||||||||||||
| 1. Станки … | |||||||||||||
| 2......... | |||||||||||||
| ………. | |||||||||||||
| n ……. | |||||||||||||
| Итого силовая | |||||||||||||
| Нагрузка освещения | |||||||||||||
| Суммарная нагрузка |
Форма 1
Таблица 1.4
| Наименование ЭП | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Станки металлорежущие мелкосерийного производства | 1,5-50 | -- | -- | -- | 1,5-20 | 1,7- 4 | 1,5-50 | 1,7-50 | 1,5-50 | -- | -- | -- | 1,5-28 | 1,5-50 | ||||||||||||||||
| То же, крупносерийного производства | -- | -- | -- | 1,7-50 | -- | -- | -- | 2,8-50 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 5-80 | 1,7-50 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||||||||
| То же, при тяжелом режиме | 20-80 | -- | -- | -- | 5-80 | 20-80 | 5-80 | 28-80 | 20-80 | 20-80 | 20-80 | |||||||||||||||||||
| То же, с особо тяжелым режимом работы | -- | -- | -- | 28-80 | 28-80 | -- | -- | -- | 28-80 | 28-80 | -- | -- | -- | 28-80 | -- | -- | -- | 28-80 | ||||||||||||
| Автоматические поточные линии | 2,5- 40 | 1-20 | 3,5 -20 | 2,5-40 | 2,5-40 | 3,5-40 | 2,5-40 | 3,5-20 | 2,5-40 | 2,5-40 | ||||||||||||||||||||
| Печи сопротивления с автоматической загрузкой | 50-100 | -- | -- | -- | 50-100 | 50-100 | 50-100 | 50-100 | 50-100 | 50-100 | 50-100 | 50-100 | ||||||||||||||||||
| Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой | 15-65 | 10-40 | 15-65 | 10-40 | 15-40 | 10-65 | 15-65 | 10-65 | 15-65 | 20-250 |
Исходные данные
Продолжение табл. 1.4
| Индукционные печи низкой частоты | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| Сварочные машины шовные | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| То же, точечные | -- | -- | -- | -- | -- | --- | 38-55 | -- | -- | -- | 38-55 | -- | -- | -- | 38 - 55 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 38-55 | ||||||||
| Сварочные трансформаторы для дуговой сварки | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | --- | ---- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| Краны, тельферы с ПВ = 25% | -- | -- | -- | 1-14 | 1-28 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 1-28 | 1-14 | 1-28 | -- | -- | -- | ||||||||||
| То же, с ПВ = 40% | 1-28 | 1-28 | -- | -- | -- | 1-28 | 1-28 | 1-28 | 1-28 | 1-28 | 1-14 | 1-28 | ||||||||||||||||||
| Насосы | 10-100 | 7- 40 | 20-100 | 10-100 | 7-100 | 10-100 | 10-100 | 20-100 | 7-100 | 10-100 | ||||||||||||||||||||
| Вентиляторы | 2,8-120 | 2,8- 40 | 7-120 | 2,8-120 | 7-120 | 2,8-120 | 2,8- 40 | 7,5 - 40 | 7,5-120 | 2,8-120 | ||||||||||||||||||||
| Конвейеры, транспортеры | -- | -- | -- | 4-10 | -- | -- | -- | 4-10 | 4-10 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 4-10 | -- | -- | -- | 4-10 |
Определение места расположения ГПП
Цель занятия – приобретение практических навыков построения картограммы нагрузок предприятия и определения координат центра электрических нагрузок.
Основные теоретические положения
Наглядность размещения нагрузок по территории предприятия дает картограмма нагрузок. Кроме того, картограмма нагрузок позволяет выбрать место расположения ГПП.
Для построения картограммы на генеральный план промышленного предприятия (рис. 2.1) наносятся окружности, площади которых в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов
Р p i = p× Ri 2 × m (2.1)
где m − масштаб для определения площади круга (постоянный для всех корпусов предприятия и выбираемый произвольно).
Из выражения (2.1) радиус окружности
(2.2)
Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром цеха.
Внутри окружности выделяются секторы осветительной нагрузки Р ро i. Угол сектора рассчитывается по выражению
. (2.3)
Установлено [1, 2], что оптимальным местом расположения ГПП является центр электрических нагрузок предприятия (ЦЭН). Расположение ГПП в ЦЭН дает возможность построить экономическую и надежную систему электроснабжения, за счет сокращения протяженности распределительных сетей, уменьшения потерь энергии и отклонений напряжения.
Координаты ЦЭН предприятия вычисляются аналогично координатам центра масс в механике
(2.4)
где Х i, Y i – координаты i -го корпуса.
В качестве осей координат Х и Y следует принять нижнюю и левую границы территории предприятия (рис. 2.1). Расчеты по определению координат ЦЭН следует свести в таблицу.
Ориентировочные размеры открытых распределительных устройств комплектных блочных двухтрансформаторных подстанций напряжением 110/10 кВ составляют 30х40 м. Ширина коридора для прохождения ВЛ-110 кВ по территории предприятия должна быть не менее 15 м.
При невозможности расположения источника питания в ЦЭН рекомендуется смещать этот источник к границе предприятия в сторону районной подстанции.
Задания для выполнения работы
Построить картограмму нагрузок промышленного предприятия и определить ЦЭН.
Один из вариантов расположения цехов на плане предприятия показан на рис. 2.1.
Варианты заданий по мощностям силовых нагрузок Р р, нагрузок освещения Р ро и координатам цехов предприятия приведены в табл. 2.1. В качестве координатных осей х и у приняты нижняя и левая границы территории предприятия.
Рекомендовать место расположения ГПП предприятия с учетом, что питающая районная подстанция находится:
- для вариантов 1, 2 и 3 справа;
- для вариантов 4, 5 и 6 слева;
- для вариантов 7 и 8 сверху;
- для вариантов 9 и 0 снизу.
Рис. 2.1. План расположения цехов предприятия (один из вариантов);
Масштаб: 1 мм – 5 м
Содержание отчета
- название и цель работы;
- исходные данные;
- план предприятия с картограммой нагрузок;
- координаты ЦЭН;
- месторасположение ГПП предприятия.
Таблица 2.1
Исходные данные
| Вариант | Параметр | Номер цеха | |||||||||
| 2 | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м |
Продолжение табл. 2.1
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м | |||||||||||
| Р р, кВт | |||||||||||
| Р ро, кВт | |||||||||||
| х, м | |||||||||||
| y, м |