Электрические сети

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

КОНТРОЛЬНАЯ РОБОТА

по дисциплине: "Электрические сети"

Выполнил:

Студент 5 курса ВЗФ

по специальности:

"Энергообеспечение предприятий"

Удалов Евгений Дмитриевич

Мурманск

ЗАДАЧА 1

От трансформаторной подстанции получают питание 4 90 квартирных жилых дома с газовыми плитами, школа с числом учеников до 1400 человек и кинотеатр на 900 мест. Определить расчетную нагрузку трансформаторной подстанции, принимая величину коэффициента мощности для жилых домов и общественных зданий одинаковым и равным cos φ = 0,92.

Решение:

Для такого числа газифицированных квартир определяется расчетная нагрузка по таблице 1(РД 34.20.185-94 ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ):

Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий, кВт/квартира

Удельные расчетные нагрузки для промежуточного числа квартир определяется интерполяцией.

Для 90 квартирного дома = 1,14 кВт/квартира

Мощность одного дома

Р_д = 90 * 1,14 = 102,6 кВт

Мощность жилых домов

Р_{всех домов} = 102,6 * 4 = 410,4 кВт

Полная мощность с учетом cos F:

_{всех домов} = Р_{всех домов}/ cos φ = 410,4/0,92 = 446,1 кВА

Удельные расчетные электрические нагрузки общественных зданий

Мощность школы

Р_школы = 1400 * 0,25 = 350 кВт

С учетом коэффициента участия в максимуме электрических нагрузок:

Р_школы = 350 * 0,7 = 245 кВт

_школы = 245/0,92 = 266,3 кВА

Мощность кинотеатра

Р_кино = 900 * 0,14 = 126 кВт

С учетом коэффициента участия в максимуме электрических нагрузок:

Р_кино = 126 * 1 = 126 кВт

Полная мощность с учетом cos φ:

_кино = 126/0,92 = 136,9 кВА

Итого мощность электрифицированного района:

_полная = S_{всех домов} + S_школы + S_кино = 446,1 + 266,3 + 136,9 = 849,3 кВА

Для электрификации района выбираем силовой трансформатор марки

ТСЗ - 1000/10 S_ном = 1000 кВА.

ЗАДАЧА 2

электрический трансформаторный напряжение сеть

Линия силовой сети напряжением 127/380 В комбината бытового обслуживания выполнена проводами с алюминиевыми жилами и с полихлорвиниловой изоляцией проложенными в пожароопасном помещении в трубах (три провода в одной трубе). Температура окружающего воздуха +25°С, длительный ток линии I_дл = 70А, кратковременный ток линии (при самозапуске двигателей вентиляции) I_кр = 350А. Выбрать сечение проводов линии, если:

А) линия защищена плавкими предохранителями типа ПН-2-100;

Б) линия защищена автоматическим выключателем АП-50

Решение:

А.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя должен удовлетворять соотношениям

I_в ≥ I_дл , I_в ≥ I_кр/β

Для вентиляторов условия пуска легкие и коэффициент β может быть принят равным β = 2,5. По условию длительного тока линии

_в ≥ I_дл, I_в ≥ 70А

а по условию кратковременного тока при самозапуске двигателей

_в ≥ I_кр/2,5, I_в ≥ 350/2,5, I_в ≥ 14

Определяющим для выбора предохранителя является второе условие: на линии следует установить предохранитель с плавкими вставками на номинальный ток 100А. Выбираем предохранитель марки ПН-2-100 с номинальным током плавкой вставки 100А.

При нормальных условиях прокладки значение К_п = 1 и сечение проводов определяется по двум формулам

_н.д. ≥ I_дл, I_н.д. ≥ К_зI_з

По условию длительного тока линии

_н.д. ≥ I_дл, I_н.д. ≥ 70А

По условию соответствия номинальному току предохранителя

_н.д. ≥ К_зI_з, I_н.д. ≥ 1 * 100_, I_н.д. ≥ 100А

Линия проходит в пожароопасном помещении и должна быть защищена от перегрузки, значение коэффициента К_з = 1.

Последнее условие является решающим при выборе сечения проводов. По таблице 1-3-5 ПУЭ-7 для 3-ех проводов с алюминиевыми жилами, проложенных в трубах, выбирается сечение, соответствующее расчетной нагрузке в мм². Сечение 120 мм² на ток 220А.

Б.

Номинальный ток теплового элемента комбинированного расцепителя выбирается по соотношению:

_н.т. ≥ I_дл

По каталогу выбирается автоматический выключатель марки АП-50 с расцепителем на номинальный ток I_н.т. = 63А

Возможность действия расцепителя при самозапуске двигателя :

_ср.э. ≥ К_зап * I_н.т, I_ср.э. ≥ 1,25 * 63, I_ср.э. ≥ 78,75А,

где К_зап = 1,25 - коэффициент запаса

Ввиду некорректно предложенного по условию задания марки автоматического выключателя АП-50, у данного типа которого номинальный ток комбинированного расцепителя начинается от пределов 15А, предлагается выбрать другой тип автоматического выключателя, например марки АЕ серии 20.

Итак, выбираем другой автомат марки АЕ-20 с комбинированным расцепителем на номинальный ток I_н.т. = 100А

Возможность действия расцепителя при самозапуске двигателя :

_ср.э. ≥ К_зап * I_н.т, I_ср.э. ≥ 1,25 * 100, I_ср.э. ≥ 125А,

где К_зап = 1,25 - коэффициент запаса

Ток срабатывания теплового расцепителя допускает регулировку. Необходимо принимать ток срабатывания этого расцепителя на 30% больше, чем длительный ток линии и, учитывая по табл. 4 минимальную кратность допустимого тока на провод по отношению к току срабатывания автоматического выключателя = 1, получим

_ср.э. = I_н.д * 30% * 1 = 70 * 30% * 1 = 21А

Окончательно выбираем автоматический выключатель марки АЕ-20 с комбинированным расцепителем на номинальный ток I_н.т. = 100А.

По таблице 1-3-5 ПУЭ-7 для 3-ех проводов с алюминиевыми жилами, проложенных в трубах, выбирается сечение, соответствующее расчетной нагрузке в мм². Сечение 25 мм² на ток 80А.

ЗАДАЧА 3

Определить величины допустимых потерь напряжения в городских распределительных сетях напряжением U₁ = 380/127 В и напряжением U₂ = 10 кВ и диапазон регулирования напряжения в ЦП при следующих условиях:

.        Нагрузка сети однородна и графики ее изменения во времени для присоединительных к сети ТП одинаковы

.        Отношение максимальной нагрузки сети к минимальной - К_м = 0,2

.        Потери напряжения в трансформаторе для режима максимальных нагрузок ∆U = 3%

.        Допустимые отклонения на зажимах приемников: δU₍₊₎ = +5%, δU_(-) = -5%

.        Зона нечувствительности устройства РПН и ЦП δU_В.Ц. = 1,7%

.        Потеря напряжения в сети 380/220 В до ближайшего приемника ∆U_Н1 = 0%

Решение:

) отклонение напряжения на шинах 10 кВ ЦП

Где -потеря напряжения в сети 10 кВ от ЦП до ближайшего ТП;

 - "добавка" напряжения трансформатора.

Величина добавки составляет =0,26.

2) величина допустимой потери напряжения в сети 380/220

%

3) величина отклонения напряжения на шинах ЦП в режиме минимальных нагрузок определяется по формуле

%

4) определим наибольшую допустимую величину добавки обмотки трансформатора

%

5) Допустимые потери напряжения 10 кВ

%

ЗАДАЧА 4

От шин напряжением U = 110 кВ районной электростанции питается двухцепная воздушная линия длиной L = 320 км. Линия выполнена проводом АС-750 (r₀, Ом/км; х₀, Ом/км; b₀, Ом/км - взять из справочных данных). В режиме наибольшей нагрузки по линии передается мощность Р_1нб = 180 МВт при cosφ_нб1 = 0,9_, в режиме наименьшей нагрузки Р_1нм = 150 МВт при cosφ_нм1 = 0,95.

Определить потоки мощности, cosφ и напряжение в конце линии для режимов наибольшей и наименьшей нагрузки и в послеаварийном режиме (отключена одна цепь). При расчетах принять, что напряжение на шинах электростанции поддерживается в режиме наибольшей нагрузки и в послеаварийном режиме равным 1,1U_ном, кВ, в режиме наименьших нагрузок 1,05 U_ном, кВ.

Решение.

) Составляется схема замещения, и определяются параметры ее элементов согласно рис.1.

Находим для ЛЭП 110 кВ марки АС-750:

по таблице  

по таблице

) Режим наибольшей нагрузки.

Определим параметры схемы замещения линии

, Ом ; , Ом ; , См

 Ом ;  Ом

 ; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

3) Режим наименьшей нагрузки.

 Ом ;  Ом

 ;

 ;

 ;

 ;

 ;

) Послеаварийный режим.

При расчете параметров послеаварийного режима необходимо учесть совпадение двух событий (отключение одной цепи и режим наибольших нагрузок).

, Ом ; , Ом ; , См

 Ом;

 Ом

 ; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

 ;

Список литературы

1. Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей: Учебное пособие для студентов ВУЗов /Под ред. В.М. Блок. - М.: Высшая школа, 1981.

. Правила устройства электроустановок 7

. Справочник по проектированию электроснабжения линий электропередачи и сетей / Под ред. Я.М.Большама. - М.: Энергия, 1974.

. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Под ред. Б.Н. Неклепаева. -М.: Энергия, 1978

. РД 34.20.185-94 (Инструкция по проектированию городских электрических сетей)