Файл: Контрольная работа 1 по дисциплине Электроснабжение промышленных предприятий Выполнил студент.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 145
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«Ухтинский государственный технический университет»(УГТУ)Кафедра Электроэнергетики и метрологииКонтрольная работа № 1по дисциплине: Электроснабжение промышленных предприятийВыполнил студентгруппы: ЭТ-16(з) В.В. КозловскийШифр зачетной книжки: 161004Проверил: Е. В. ТетеревлеваУхта 2020Задание 1 1. Определить расчетную нагрузку Ррасч, Qрасч и Sрасч группы электроприемников по коэффициенту расчетной мощности (модифицированный статистический метод).Данные:
РешениеВ основу определения нагрузок группы электроприемников положен метод упорядоченных диаграмм, позволяющий по номинальной мощности электроприемников определить расчетную нагрузкуРрасч = Км Рср = ·Ки·Км РнИмеем 3 группы электроприемников. Суммарная номинальная мощность для групп:1) ΣРн1 = 12,5 + 4,9 + 6,7 + 11,9 = 36,0 кВт2) ΣРн2 = 5,6 + 19,2 + 3,6 + 14,0 = 42,4 кВт3) ΣРн3 = 8,7 + 13,1 + 19,6 + 22,3+7,2= 70,9 кВтСредние мощности каждой группы:1) Рср1 = ΣРн1·Ки1 = 36,0∙0,42 = 15,1 кВт2) Рср2 = ΣРн2·Ки2 =42,4∙0,39=16,5 кВт3) Рср3 = ΣРн3·Ки3 =70,9∙0,28=19,9 кВт Данные расчетов заносим в таблицу:
Коэффициент использования установленной мощности:Ки = ΣРср / ΣРн = 51,5 / 149,3 = 0,34Число силовой сборки:m = Pmax / Pmin = 22,3 / 3,6 = 6,2Т.к. то эффективное число электроприемников определяем следующим образом: =2·149,3/22,3=13По эффективному числу электроприемников nэ и среднему коэффициенту использования находим коэффициент максимума. При nэ = 13 и Ки = 0,34 получаем Км = 1,06Расчетная мощность группы электроприемников:Ррасч = Рн·Ки·Км = 149,3∙0,34∙1,06 = 53,8 кВтРасчет реактивной мощности:Полная средняя мощность:Scp = Pcp / cosφРеактивная:Результаты расчет представим в виде таблицы:
Расчетная мощность для числа ЭП nэ > 10:Qpасч = Qср =31,9 кварРасчетная полная мощность:Задача 2.Рассчитать и выбрать сечения проводов силовой сети участка цеха, выбрать пусковые и защитные аппараты (автоматические выключатели и магнитные пускатели). Составить расчетную схему электроснабжения с автоматическими выключателями и распределительным пунктом. Электродвигатели – асинхронные с короткозамкнутым ротором. Условия пуска легкие. Среда помещений влажная, температура воздуха в летнее время +30
0С. Напряжение сети 380 В. Произвести расчет сети для четырех электроприемников М1, М2, М3 и М4. (исходные данные электроприемников приведены в таблице 2, где заданы номинальные мощности, кпд и cosφн. для каждого потребителя, а также коэффициенты загрузки, расстояния от каждого двигателя до распределительного пункта и расстояние от распределительного шкафа до вводно–распределительного устройства. Кратность пускового тока Кп необходимо взять из справочных данных. Данные электроприемников приведены в таблице 2.
L = 10 мРешениеРассчитывает номинальные токи двигателей:Ток, потребляемый двигателем из сети:I1 = Iн1∙Кз = 6,1∙0,8 = 4,9 ААналогично рассчитаем токи других двигателей и представим в виде таблицы:
Выбор сечений проводов. Сечение проводов выбираем по номинальному току двигателей (Iн). Для алюминиевых проводов сечения получаем:Для питания двигателей:М1 – 2,5 мм2М2 – 2,5 мм2М3 – 6 мм2М4 – 8 мм2Для питания группы двигателей:I = ΣIi = 4,9 + 10,6 + 22,9 + 24,2 = 62,6 A.сечение 25 мм2Выбор автоматических выключателей:Автоматические выключатели должны быть рассчитаны на напряжение 380 В, иметь 3 полюса. Выбор осуществляем по номинальному току двигателя. I1 = Iн1∙1,2 = 6,1∙1,2 = 7,3 АI2 = 15 AI3 = 36.7 AI4 = 44.6 AВыбираем выключатели фирмы E.NEXT с токами:1) 10 А2) 16 А3) 40 А4) 50 ААвтоматический выключатель, питающий группу двигателей должен защищать кабель, питающий группу приемников. Допустимый ток для алюминимевых жил, сечением 25 мм2 I = 65 A.Выбираем выключатель на 63 А.Схема электроснабжения участка:Рассчитаем минимальные токи КЗ с учетом сечений кабелей.Сопротивление петли фаза-нуль для кабеля К1:R1ф0 = 2·L1·ρ / S1 = 2·28·0.028 / 2.5 = 0,627 ОмДля кабеля, питающего группу двигателей:R = 0.022 ОмСуммарное сопротивление от ввода до двигателя:R1 = R1ф0 + R = 0.627 + 0,022 = 0.65 ОмМинимальное значение тока КЗ:I = U / R1 = 380 / 0.65 = 585 ААналогично рассчитываем токи КЗ других двигателей:
Пусковые токи двигателей (кратность пускового тока принимаем равной kп = 7,0)Iп1 = kп·Iн1 = 7·6,1 = 43 АIп2 = 87 АIп3 = 214 АIп4 = 260 АТоки срабатывания мгновенных расцепителей выбираем такими, чтобы они были больше пускового тока двигателя и меньше минимального тока кз. Для автоматов с С-характеристикой ток срабатывания выбираем 10 крат от номинального.1) номинальный ток 10А, ток отсечки 10·10 = 100 А2) номинальный ток 16А, ток отсечки 16·10 = 160 А3) номинальный ток 40А, ток отсечки 40·10 = 400 А4) номинальный ток 50А, ток отсечки 50·10 = 500 АУставки срабатывания больше чем пусковые токи двигателей.Автоматический выключатель, питающий группу двигателей должен быть отстроен от пускового тока самого мощного двигателя.I = I – Iр4 + Iп4 = 62,6 – 24,2 + 260 = 298,4 А.Уставка срабатывания отсечки 63·10 = 630 А.Задача 3Определить ток трехфазного короткого замыкания в точке К1, если питание осуществляется от системы и генераторов Г1, Г2, Г3, Г4. Параметры необходимые для расчета приведены в таблице 3. Расчет провести двумя методами в относительных и именованных единицах. Данные элементов схемы:Напряжения:U1н = 21,5 кВU2н = 10,5 кВU3н = 0,4 кВТок кз системы:Iк(3) = 1,7 кАЛинии:X01 = 0.43 Ом/кмL01 = 31,5 кмX02 = 0.458 Ом/кмL02 = 10,3 кмX0k = 0,039 Ом/кмL0k = 6,2 кмТрансформаторы:Sт1 = 80 МВАuk1 = 10,5 %Sт2 = 25 кВАuk2 = 10 %Реакторы:Iнр1 = 4 кАIнр2 = 2,3 кАUнр1,2 = 0,38 кВXp = 5,1 %Генераторы:Е”* = 1.082Sн.г = 0,7 МВАx”d* = 0.147Составляем эквивалентную схему замещения сети:Расчет в именованных единицахРассчитываем параметры схемы замещения элементов. В именованных единицах все приводим к ступени напряжения, где произошло кз Uб = 0,4 кВСистема:Линии Л1:Трансформаторы Т1:Линии Л2:
| Номинальная мощность электроприемников | Ки | cosφ |
| 12,5; 4,9; 6,7; 11,9 5,6; 19,2; 3,6; 14,0 8,7; 13,1; 19,6; 22,3;7,2 | 0,42 0,39 0,28 | 0,78 0,84 0,91 |
| ΣРн | n, шт | Ки | cosφ | Рср |
| 36,0 | 4 | 0,42 | 0,78 | 15,1 |
| 42,4 | 4 | 0,39 | 0,84 | 16,5 |
| 70,9 | 5 | 0,28 | 0,91 | 19,9 |
| 149,3 | 13 | 0,34 | | 51,5 |
Коэффициент использования установленной мощности:Ки = ΣРср / ΣРн = 51,5 / 149,3 = 0,34Число силовой сборки:m = Pmax / Pmin = 22,3 / 3,6 = 6,2Т.к. то эффективное число электроприемников определяем следующим образом: =2·149,3/22,3=13По эффективному числу электроприемников nэ и среднему коэффициенту использования находим коэффициент максимума. При nэ = 13 и Ки = 0,34 получаем Км = 1,06Расчетная мощность группы электроприемников:Ррасч = Рн·Ки·Км = 149,3∙0,34∙1,06 = 53,8 кВтРасчет реактивной мощности:Полная средняя мощность:Scp = Pcp / cosφРеактивная:Результаты расчет представим в виде таблицы:
| ΣРн | n, шт | Ки | cosφ | Рср | Qср | Scp |
| 36,0 | 4 | 0,42 | 0,78 | 15,1 | 12,2 | 19,4 |
| 42,4 | 4 | 0,39 | 0,84 | 16,5 | 10,6 | 19,6 |
| 70,9 | 5 | 0,28 | 0,91 | 19,9 | 9,1 | 21,9 |
| 149,3 | 13 | 0,34 | | 51,5 | 31,9 | 60,6 |
0С. Напряжение сети 380 В. Произвести расчет сети для четырех электроприемников М1, М2, М3 и М4. (исходные данные электроприемников приведены в таблице 2, где заданы номинальные мощности, кпд и cosφн. для каждого потребителя, а также коэффициенты загрузки, расстояния от каждого двигателя до распределительного пункта и расстояние от распределительного шкафа до вводно–распределительного устройства. Кратность пускового тока Кп необходимо взять из справочных данных. Данные электроприемников приведены в таблице 2.
| Двигатель | Pн | кпд | соsφ | Кз | L |
| М1 | 2,5 | 81 | 0,86 | 0,75 | 23 |
| М2 | 0,37 | 85 | 0,91 | 0,85 | 11 |
| М3 | 7,5 | 88 | 0,84 | 0,87 | 19,7 |
| М4 | 4 | 90,5 | 0,88 | 0,77 | 10 |
| Двигатель | Pн | кпд | соsφ | Кз | Iн | I3 |
| М1 | 2,5 | 81 | 0,86 | 0,8 | 6,1 | 4,9 |
| М2 | 0,37 | 85 | 0,91 | 0,85 | 12,5 | 10,6 |
| М3 | 7,5 | 88 | 0,84 | 0,75 | 30,5 | 22,9 |
| М4 | 4 | 90,5 | 0,88 | 0,65 | 37,2 | 24,2 |
Выбор сечений проводов. Сечение проводов выбираем по номинальному току двигателей (Iн). Для алюминиевых проводов сечения получаем:Для питания двигателей:М1 – 2,5 мм2М2 – 2,5 мм2М3 – 6 мм2М4 – 8 мм2Для питания группы двигателей:I = ΣIi = 4,9 + 10,6 + 22,9 + 24,2 = 62,6 A.сечение 25 мм2Выбор автоматических выключателей:Автоматические выключатели должны быть рассчитаны на напряжение 380 В, иметь 3 полюса. Выбор осуществляем по номинальному току двигателя. I1 = Iн1∙1,2 = 6,1∙1,2 = 7,3 АI2 = 15 AI3 = 36.7 AI4 = 44.6 AВыбираем выключатели фирмы E.NEXT с токами:1) 10 А2) 16 А3) 40 А4) 50 ААвтоматический выключатель, питающий группу двигателей должен защищать кабель, питающий группу приемников. Допустимый ток для алюминимевых жил, сечением 25 мм2 I = 65 A.Выбираем выключатель на 63 А.Схема электроснабжения участка:Рассчитаем минимальные токи КЗ с учетом сечений кабелей.Сопротивление петли фаза-нуль для кабеля К1:R1ф0 = 2·L1·ρ / S1 = 2·28·0.028 / 2.5 = 0,627 ОмДля кабеля, питающего группу двигателей:R = 0.022 ОмСуммарное сопротивление от ввода до двигателя:R1 = R1ф0 + R = 0.627 + 0,022 = 0.65 ОмМинимальное значение тока КЗ:I = U / R1 = 380 / 0.65 = 585 ААналогично рассчитываем токи КЗ других двигателей:
| Двигатель | L, м | S, мм2 | Rф0, Ом | R, Ом | I, A |
| М1 | 28 | 2,5 | 0,627 | 0,650 | 585 |
| М2 | 18 | 2,5 | 0,403 | 0,426 | 893 |
| М3 | 22 | 6 | 0,205 | 0,228 | 1669 |
| М4 | 16 | 8 | 0,112 | 0,134 | 2827 |
| | 10 | 25 | 0,022 | | |
Пусковые токи двигателей (кратность пускового тока принимаем равной kп = 7,0)Iп1 = kп·Iн1 = 7·6,1 = 43 АIп2 = 87 АIп3 = 214 АIп4 = 260 АТоки срабатывания мгновенных расцепителей выбираем такими, чтобы они были больше пускового тока двигателя и меньше минимального тока кз. Для автоматов с С-характеристикой ток срабатывания выбираем 10 крат от номинального.1) номинальный ток 10А, ток отсечки 10·10 = 100 А2) номинальный ток 16А, ток отсечки 16·10 = 160 А3) номинальный ток 40А, ток отсечки 40·10 = 400 А4) номинальный ток 50А, ток отсечки 50·10 = 500 АУставки срабатывания больше чем пусковые токи двигателей.Автоматический выключатель, питающий группу двигателей должен быть отстроен от пускового тока самого мощного двигателя.I = I – Iр4 + Iп4 = 62,6 – 24,2 + 260 = 298,4 А.Уставка срабатывания отсечки 63·10 = 630 А.Задача 3Определить ток трехфазного короткого замыкания в точке К1, если питание осуществляется от системы и генераторов Г1, Г2, Г3, Г4. Параметры необходимые для расчета приведены в таблице 3. Расчет провести двумя методами в относительных и именованных единицах. Данные элементов схемы:Напряжения:U1н = 21,5 кВU2н = 10,5 кВU3н = 0,4 кВТок кз системы:Iк(3) = 1,7 кАЛинии:X01 = 0.43 Ом/кмL01 = 31,5 кмX02 = 0.458 Ом/кмL02 = 10,3 кмX0k = 0,039 Ом/кмL0k = 6,2 кмТрансформаторы:Sт1 = 80 МВАuk1 = 10,5 %Sт2 = 25 кВАuk2 = 10 %Реакторы:Iнр1 = 4 кАIнр2 = 2,3 кАUнр1,2 = 0,38 кВXp = 5,1 %Генераторы:Е”* = 1.082Sн.г = 0,7 МВАx”d* = 0.147Составляем эквивалентную схему замещения сети:Расчет в именованных единицахРассчитываем параметры схемы замещения элементов. В именованных единицах все приводим к ступени напряжения, где произошло кз Uб = 0,4 кВСистема:Линии Л1:Трансформаторы Т1:Линии Л2: