Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010




НазваниеМетодические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010
страница3/5
Дата публикации25.07.2013
Размер0.93 Mb.
ТипМетодические указания
lit-yaz.ru > Физика > Методические указания
1   2   3   4   5

^ 2.4. Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности является одним из наиболее эффективных энергосберегающих мероприятий. При проектировании системы электроснабжения цеха необходимо обеспечить нормированный уровень компенсации соответствующий  [12]. Выполнение этого условия можно обеспечить индивидуальной или групповой компенсацией. Индивидуальная компенсация предполагает установку компенсирующих устройств у каждого из электроприемников. При групповой компенсации компенсирующие устройства подключаются к силовым шкафам, шинопроводам или сборным шинам трансформаторных подстанций. С позиций энергосбережения и увеличения пропускной способности сети, предпочтительной является индивидуальная компенсация. Сдерживающим фактором применения индивидуальной компенсация является стоимость конденсаторных установок. Соотношение стоимостей электроэнергии и конденсаторов определяет экономически обоснованный уровень компенсации. Это относится не только к индивидуальной, но и к групповой компенсации.

В курсовом проекте необходимо использовать оба вида компенсации. С этой целью рекомендуется выполнить расчеты в следующей последовательности:

  • из списка электроприемников цеха выбрать электроприемник с наибольшей номинальной мощностью (). Для этого электроприемника необходимо определить необходимую мощность конденсаторной установки ()



где  – коэффициент загрузки i-го электроприемника (при отсутствии информации о величине , его значение принять равным 0,7);  – номинальный коэффициент мощности i-го электроприемника, определяемый по табл. 4,  – нормированный коэффициент мощности принимаемый равным 0,35;

  • по табл. 8 выбрать с учетом полученного расчетного значения  конденсаторную установку. При этом следует исключить перекомпенсацию, поскольку она противоречит экономичности принимаемого решения. Мощность конденсаторной установки  должна быть меньшей или равной ее расчетному значению 



  • аналогичные расчеты выполнить для всех остальных электроприемников, не работающих в повторно-кратковременных и кратковременых режимах;

  • найти сумму мощностей всех конденсаторных установок индивидуальной компенсации ()



  • определить расчетную мощность конденсаторной установки подключаемой к сборным шинам ТП



где  – активная мощность нагрузки цеха в период максимума (для подстанции с одним трансформатором принять равной расчетной мощности нагрузки цеха , для подстанции с двумя трансформаторами – );  – коэффициент мощности нагрузки цеха в период ее максимума;  – нормированный коэффициент мощности (0,35)



где  – активная и реактивная расчетные мощности нагрузки цеха.

Полученные малые (меньше 0,35) или отрицательные значения  указывают на отсутствие необходимости установки конденсаторов на сборных шинах трансформаторов.

  • по величине , используя табл. 8, выбрать необходимую конденсаторную установку. Мощность конденсаторной установки  должна быть меньшей или равной ее расчетному значению 



Таблица 8

Конденсаторные установки напряжением 400В

Тип установки

Номинальная мощность, квар

Тип установки

Номинальная мощность, квар

КРМ-0,4-20

20

КРМ-0,4-150

150

КРМ-0,4-30

30

КРМ-0,4-175

175

КРМ-0,4-40

40

КРМ-0,4-180

180

КРМ-0,4-50

50

КРМ-0,4-200

200

КРМ-0,4-60

60

КРМ-0,4-225

225

КРМ-0,4-67,5

67,5

КРМ-0,4-250

250

КРМ-0,4-75

75

КРМ-0,4-275

275

КРМ-0,4-80

80

КРМ-0,4-300

300

КРМ-0,4-100

100

КРМ-0,4-325

325

КРМ-0,4-112,5

112,5

КРМ-0,4-350

350

КРМ-0,4-125

125

КРМ-0,4-400

400




  • выбрать проводники (провод или кабель) для подключения конденсаторных установок

  • результаты расчетов свести в табл. 9



Таблица 9

Результаты расчета компенсации реактивных нагрузок цеха

Индивидуальная компенсация



ЭП



кВт



о.е.



квар

Марка и сечение проводника, мм2

1




























n













Всего индивидуальная компенсация:  =

Сборные шины (СШ) ТП

Секции СШ

, кВт



о.е.

 квар

Марка и сечение проводника, мм2

1













2














^ 2.5. Выбор элементов электрической сети

2.5.1. Выбор мощности трансформаторов

В основе выбора мощности трансформаторов лежит их перегрузочная способность, которая заключается в том, что трансформатор, работая в часы минимальных нагрузок и имея температуру перегрева ниже длительно допустимой, может быть перегружен в часы максимальных нагрузок, т.к. обладает большой тепловой инерционностью. Но при этом величина перегрузки и длительность её действия не должны привести трансформатор к перегреву свыше длительно допустимой температуры.

Существует методика выбора мощности трансформаторов по перегрузочной способности, отраженная в ГОСТ 14209-85 (Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов). В этом стандарте для трансформаторов с соответствующими системами охлаждения взаимоувязаны между собой: коэффициент загрузки трансформатора в часы минимальных нагрузок; коэффициент перегрузки в часы максимальных нагрузок; допустимая длительность перегрузки. При этом суточный график нагрузки перестраивается в эквивалентный двухступенчатый.

Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в суточный, эквивалентный по потерям, двухступенчатый прямоугольный график выполняется в следующей последовательности:

  • на исходном графике нагрузки трансформатора (рис. 15) проводится линия, соответствующая предварительно определенной номинальной мощности трансформатора , она же линия относительной номинальной нагрузки ;

  • в точках А и Б пересечения номинальной линии с кривой исходного графика нагрузки на нем выделяется участок перегрузки продолжительностью h;

  • для части исходного графика с меньшей нагрузкой с учетом значений мощностей Si и их продолжительностей ti рассчитывается коэффициент начальной нагрузки  эквивалентного графика



  • для участка перегрузки h исходного графика нагрузки рассчитывается предварительное значение коэффициента перегрузки эквивалентного графика нагрузки



  • сравнивается значение  с  исходного графика нагрузки: если , следует принять , если , следует принять , а продолжительность h перегрузки эквивалентного графика нагрузки рассчитать по формуле




Рис. 15. Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный двухступенчатый прямоугольный

1 – исходный график нагрузки,

2 – эквивалентный прямоугольный график нагрузки
Если исходный суточный график нагрузки трансформатора содержит два близких по значению максимума различной продолжительности, значения h и  определяются по максимуму большей продолжительности, а значение  как среднеквадратичное значение остальной нагрузки. Если исходный суточный график нагрузки трансформатора содержит несколько последовательных близких максимумов, значения  и h определяются из охвата всех максимумов, а значение  – как среднеквадратичное значение оставшейся нагрузки.

Выбор мощности трансформатора с учетом проведенных преобразований и вычислений осуществляется следующим образом:

  • по таблицам допустимых систематических перегрузок, приведенным в ГОСТ 14209-85, определяется допустимое значение коэффициента перегрузки . Он зависит от коэффициента начальной нагрузки , средней температуры охлаждающей среды за время действия графика , длительности перегрузки h, а также от системы охлаждения трансформатора;

  • выполняется проверка – рассчитанное значение коэффициента перегрузки  не должно превышать табличное значение .

Для наиболее распространенных потребителей, работающих по односменному режиму работы, в практике проектирования систем электроснабжения часто пользуются упрощенной методикой выбора мощности трансформаторов, которая выработана на основе оценки мощности по перегрузочной способности. Для двухтрансформаторных подстанций номинальная мощность трансформатора определяется по условию допустимой перегрузки одного трансформатора на 40 % при условии аварийного отключения другого в течение 6 часов в сутки за 5 рабочих дней. При этом номинальная мощность трансформатора оценивается по выражению



2.5.2. Расчет сечения линий электропередачи

Выбор сечения проводов и кабелей, исходя из условия нормального режима работы, производится:

  • по наибольшему длительно допустимому току нагрузки по условиям нагрева;

  • по допустимой потере напряжения;

  • по экономической плотности тока.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно-допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву . Величина его зависит как от марки проводникового материала, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды.

Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в табл. 10-11.

Таблица 10

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Сечение

токопроводящей

жилы, мм2

Ток, А, для кабелей

одножильных

двухжильных

трехжильных

при прокладке

в воздухе

в воздухе

в земле

в воздухе

в земле

2,5

23

21

34

19

29

4

31

29

42

27

38

6

38

38

55

32

46

10

60

55

80

42

70

16

75

70

105

60

90

25

105

90

135

75

115

35

130

105

160

90

140

50

165

135

205

110

175

70

210

165

245

140

210

95

250

200

295

170

255

120

295

230

340

200

295

150

340

270

390

235

335

185

390

310

440

270

385

240

465

-

-

-

-

Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Таблица 11

Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение

Ток, А, для проводов, проложенных

токопрово-дящей

от-крыто

в одной трубе

жилы, мм2




двух

одно-жильных

трех

одно-жильных

четырех одно-жильных

одного двух-жильного

одного трех-жильного

2

21

19

18

15

17

14

2,5

24

20

19

19

19

16

3

27

24

22

21

22

18

4

32

28

28

23

25

21

5

36

32

30

27

28

24

6

39

36

32

30

31

26

8

46

43

40

37

38

32

10

60

50

47

39

42

38

16

75

60

60

55

60

55

25

105

85

80

70

75

65

35

130

100

95

85

95

75

50

165

140

130

120

125

105

70

210

175

165

140

150

135

95

255

215

200

175

190

165

120

295

245

220

200

230

190

150

340

275

255

-

-

-

Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока  с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и кабелей и условий их прокладки. При этом оперативное состояние схемы должно предусматривать наиболее тяжелый режим для рассчитываемой линии.

При выборе должно соблюдаться условие



Выбор сечения проводника только по нагреву допустимым током приводить к большим потерям активной мощности в ЛЭП и значительной потере напряжения. Поэтому для окончательного выбора сечения следует провести все расчеты, требуемые ПУЭ, и принять наибольшее, определенное этими расчетами сечение проводника.

Выбор сечения по допустимой потере напряжения целесообразно проводить для сетей, где отсутствуют регулирующие устройства. Для систем электроснабжения – это сети 0,38 кВ.

Потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по выражению



где  – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки (кВт, квар);  – активное и реактивное сопротивление линии (Ом),  – номинальное напряжение сети (кВ).

Активное и реактивное сопротивления линии определяются исходя из удельных сопротивлений  и длины линии по выражениям



где  – определяются по табл. 12, а длина линии L оценивается по планировке трассы ЛЭП на объекте.


Таблица 12

Сопротивление проводов и кабелей

Сечение жилы. мм2

Активное

сопротивление жилы при 30 оС, Ом/км

Индуктивное сопротивление, Ом/км

Кабель с поясной бумажной изоляцией напряжением, кВ

Три провода в трубе, кабель с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией

алюм-й

медной

1

6

10

1

-

18,5

-

-

-

0,133

1,5

-

12,3

-

-

-

0,126

2,5

12,5

7,4

0,104

-

-

0,116

4

7,81

4,63

0,095

-

-

0,107

6

5,21

3,09

0,090

-

-

0,100

10

3,12

1,84

0,073

0,11

0,122

0,099

16

1,95

1,16

0,0675

0,102

0,113

0,095

25

1,25

0,74

0,0662

0,091

0,099

0,091

35

0,894

0,53

0,0637

0,087

0,095

0,088

50

0,625

0,37

0,0625

0,083

0,090

0,085

70

0,447

0,265

0,0612

0,080

0,086

0,082

95

0,329

0,195

0,0602

0,078

0,083

0,081

120

0,261

0,154

0,0602

0,076

0,081

0,080

150

0,208

0,124

0,0596

0,074

0,079

0,079

185

0,169

0,100

0,0596

0,073

0,077

0,078

240

0,130

0,077

0,0587

0,071

0,075

0,077


Потеря напряжения до удаленного потребителя, подключенного к распределительной сети 0,38 кВ не должно превышать 4-6%. Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и соответственно, к уменьшению потери напряжения.

Расчет сечения по экономической плотности тока производится для электрических сетей выше 1000 В (для систем электроснабжения это сети 10 кВ). При этом оперативное состояние схемы для оценки расчетной нагрузки должно быть определено исходя из наиболее продолжительного его состояния в течение года.

Экономическое сечение линии электропередачи определяется по выражению



где  – экономическая плотность тока, нормируемые значения которой для кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией с алюминиевыми жилами (для Центральной Сибири) приведены в табл. 13.

Таблица 13

Экономическая плотность тока

Тм, часов

1000-3000

3000-5000

более 5000

, А/мм2

1,9

1,7

1,6


После расчета экономического сечения принимается ближайшее стандартное.

Выбранные сечения линий электропередачи по вышеприведенным критериям необходимо сопоставить с ограничениями по механической прочности и принять окончательное решение.
2.5.3. Выбор электрических аппаратов

Электрическим аппаратом принято называть электротехническое устройство, предназначенное для управления электрическими и неэлектрическими объектами, а также для защиты этих объектов при ненормальных режимах работы.

Понятие «электрический аппарат» охватывает очень обширный круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике. В данной работе речь идет об электрических аппаратах, устанавливаемых в основном потоке электрической энергии, т.е. в потоке от её источников до электрических приемников. Эти аппараты относятся к классу электрических аппаратов распределительных устройств и выбираются по следующим признакам: напряжению, функциональному назначению, номинальному току, по исполнению защиты от окружающей среды, по климатическому исполнению. После выбора по указанным признакам электрические аппараты проверяются на термическое и динамическое действия токов коротких замыканий, т.е. на термическую и динамическую устойчивость.

^ Выбор по номинальному напряжению. Номинальное напряжение аппарата, указанное в его паспорте, соответствует уровню его изоляции, причем нормально всегда имеется некоторый запас электрической прочности, позволяющий аппарату неограниченно длительное время работать при напряжении на 10-15% выше номинального. Это напряжение называют максимальным рабочим напряжением аппарата. Так как отклонения напряжения в условиях эксплуатации обычно не превышают 10-15% номинального, то при выборе аппаратов по напряжению достаточно выполнить условие



где  – номинальное напряжение установки,  – номинальное напряжение аппарата.

Обычно, исходя из условия электробезопасности организации работ, электрические аппараты по номинальному напряжению разделяют на две группы: аппараты низкого напряжения (с номинальным напряжением до 1000 В) и высокого напряжения (с номинальным напряжением более 1000 В).

^ Выбор аппаратов по функциональному назначению реализуется на этапе обоснования электрических схем, когда на основании соответствующих условий и требований применяются коммутационные аппараты, защитные либо защитно-коммутационные.

^ Выбор по номинальному току. Номинальный ток  аппарата – это ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превышает длительно допустимых значений.

Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи (расчетный ток)  не превышал номинального тока аппарата



В данном курсовом проекте необходимо выбрать линейные выключатели в распределительном устройстве 10 кВ ГПП, выключатели нагрузки и предохранители в РУ 10 кВ ТП, автоматы в распределительном устройстве 0,4 кВ ТП. Предохранители и автоматы необходимо также выбрать из условия реализации защитной функции. При этом для предохранителей оцениваются значения номинальных токов плавких вставок, а для автоматов – значения номинальных токов тепловых расцепителей по выражениям

 

где коэффициент 1,25 необходим для учета разброса защитной характеристики,  – номинальный ток теплового расцепителя автомата,  – номинальный ток плавкой вставки предохранителя. Кроме этого для линейных автоматов распределительного устройства 0,4 кВ ТП номинальный ток теплового расцепителя необходимо согласовать с длительно допустимой токовой нагрузкой кабеля, присоединенного к этому автомату, по условию


2.5.4. Компоновка подстанции

Проектируемая подстанция должна быть укомплектована типовыми изделиями выбранного проектировщиком завода-изготовителя. При выполнении курсового проекта студент может использовать информацию от любых заводов-изготовителей. В качестве возможного варианта комплектации в Приложении приведены типы и параметры трансформаторов, схемы и технические характеристики элементов силовых шкафов.

Исходной информацией для компоновки (разработки схемы заполнения) подстанции является содержание принципиальной однолинейной схемы электроснабжения цеха. По этой схеме подбираются нужные виды и количество силовых шкафов (см. Приложение). Всем силовым шкафам в распределительном устройстве РУ 0,4 кВ должны быть присвоены порядковые номера. Итоги работы по компоновке (конструированию) подстанции оформляются в виде табл. 14.

Таблица 14

Схема заполнения подстанции

Схема













Номер шкафа













Тип шкафа













Код схемы шкафа













Назначение присоединения













Тип автомата













Номинальный(ные) ток(и) автомата(тов)

, А













Номинальный(ные) ток(и) теплового(ых) расцепителя(ей) автомата(тов)

, А













Номинальный(ные) ток(и) электромагнитного(ых) расцепителя(ей) автомата(тов)

, А














1   2   3   4   5

Похожие:

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания по выполнению курсового проекта с использованием...
Изложены общие указания по курсовому проектированию, приведены задания на проекты, даны методические указания по отдельным этапам...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания по выполнению дипломного проекта по специальности...
Методические указания по выполнению дипломного проекта по специальности 2712 – Технология продуктов общественного питания (для всех...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания по выполнению контрольных работ для студентов...
Методические указания предназначены для студентов не дневных форм обучения специальности «Финансы и кредит». В них отражены варианты...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания по анализу финансового 12 состояния организации 12
Методические указания предназначены для выполнения курсовых работ по дисциплине «Анализ хозяйственной деятельности» для студентов...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания по выполнению курсовых работ для студентов...
Методические указания по выполнению курсовых работ для студентов заочной форм обучения специальности 08. 05. 02 «Экономика и управление...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания для студентов всех форм обучения по специальности...
Направленность тематики выпускных квалификационных работ

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconПрограмма ознакомительной практики (Методические указания для 2 курса...
Методические указания предназначены для студентов 2-го курса дневной и 3-го курса заочной форм обучения, специальности «Бухгалтерский...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине «Технологии программирования»
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 220200 «Автоматизированные системы обработки информации...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания для выполнения контрольного задания по дисциплине «Теплотехника»
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 150200 (190601. 65) «Автомобили и автомобильное хозяйство»,...

Методические указания для выполнения курсового проекта для студентов специальности 140211 (электроснабжение) всех форм обучения Новосибирск 2010 iconМетодические указания по организации производственной и преддипломной...
Одобрено редакционной комиссией инженерно-экономического института протокол № от 2010 г



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
lit-yaz.ru
главная страница