Министерство образования и науки Российской Федерации
Новосибирский
Государственный Технический Университет
Курсовая работа
по предмету «Системы электроснабжения»
Проектирование низковольтной распределительной сети
Вариант 24
Факультет: Энергетики
Группа: ЭН1-11
Выполнил: Гладышев М.В.
Проверил: Гужов Н.П.
Дата сдачи:
Отметка
о защите:
Новосибирск
2014
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ
2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
1. Выбор мощности трансформатора
2. Расчет сечения проводников линий электропередачи
. Выбор электрических аппаратов
. Проверка оборудования на действия токов коротких замыканий
. Проверка условия срабатывания защиты от однофазных токов коротких замыканий в электрической сети до 1000 В
4. РАСЧЕТ И РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
1. Расчет отклонения напряжения в узлах электрической сети, выбор наилучшей отпайки ПБВ трансформатора ТП
2. Оценка диапазона отклонений напряжения на шинах 0,4 кВ ТП с доверительной вероятностью 0,95
. Расчет отклонения напряжения в максимальном режиме на зажимах АД
5. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
1. Расчет максимальных потерь мощности во всех элементах расчетной схемы
2. Расчет потери электроэнергии за сутки в линии Л1 и трансформаторе
. Оценка потерь мощности в элементах сети, обусловленных передачей реактивной составляющей
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение
Электроснабжение - это процесс производства, преобразования, передачи и распределения электрической энергии среди электроприемников в электрифицированной жизнедеятельности человека, т.е. по сути это процесс обеспечения электроприемников электрической энергией. Получая электрическую энергию, электроприемники преобразуют её в другие виды энергии, необходимые для жизнедеятельности человека в различных сферах. В настоящее время, когда электрическая энергия проникла во все сферы жизни человека и появилась потребность в огромных её количествах, в большинстве случаев её производство осуществляется централизованно электроэнергетической системой, которая, по сути, обеспечивает потенциальную возможность получения потребителем электрической энергии. В этих условиях задача электроснабжения - это передача, преобразование и распределение электрической энергии, которая реализуется так называемой системой электроснабжения.
Целью данной курсовой работы является решение ряда проектных задач, таких как, проектирование низковольтной распределительной сети 0,4кВ и конкретной подстанции, расчёт электрических нагрузок как по объекту в целом, так и по отдельным группам электроприёмников, приобретение навыков по контролю распределения электрической энергии между потребителями.
Характеристика расчетной схемы
На рис.1 представлен фрагмент типовой схемы
системы электроснабжения, включающий следующие элементы: ЦП - центр
электрического питания, например РУ 10 кВ главной понизительной подстанции
(ГПП); Л1 - кабельная линия 10 кВ, одна из высоковольтной распределительной
сети (ВВРС), питающая подстанцию ТП 10/0,4 кВ. Способ прокладки кабеля - в
траншее (в земле);
Рис. 1. Расчетная схема
ТП - трансформаторная понизительная
подстанция; Л2 - одна из кабельных линий низковольтной распределительной сети
(НВРС) номинальным напряжением 380 В, питающая РП. Способ прокладки - в
кабельном канале; РП - распределительный пункт с автоматами, служащими для
защиты ответвлений силовой распределительной сети; Л3 - ответвление от РП к
электроприемнику (асинхронному двигателю АД). Способ прокладки - изолированными
проводами в трубе; АД - асинхронный двигатель, необходимые паспортные данные
которого приведены в таблице исходных данных.
1.
РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ
Схема компоновки цеха представлена на рис.2.
|
Участок №1 |
|
Участок №2 |
Рис. 2. Схема компоновки цеха
Участок №1
Рис.3 Участок металлопокрытий МПК
Участок №2
,
Рис.4 Участок токарный №3
Установленную активную и реактивную мощности
элетроприемников цеха рассчитываем по выражениям:
,
,
где Pн
- номинальная мощность электроприемников; ПВ - продолжительность включения (по
умолчанию 100%); tgφ
- коэффициент реактивной мощности электроприемников.
Таблица 1.1
Характеристики электроприемников
|
Номера ЭП |
Наименование электроприемников |
n |
PНпасп, кВт |
КИ |
cosφ |
tgφ |
Ру, кВт |
Qу, квар |
|
1.1 |
Вентилятор |
1 |
13 |
0,65 |
0,8 |
0,73 |
13 |
9,49 |
|
1.2 |
Вентилятор |
1 |
10 |
0,65 |
0,8 |
0,73 |
10 |
7,3 |
|
1.3 |
Ванна (постоянный ток 6 В) |
5 |
350 А |
0,7 |
0,98 |
0,2 |
2,1 |
0,42 |
|
1.4 |
Ванна (постоянный ток 12 В) |
3 |
250 А |
0,7 |
0,98 |
0,2 |
3 |
0,6 |
|
1.5 |
Ванна (постоянный ток 6 В) |
3 |
250 А |
0,7 |
0,98 |
0,2 |
1,5 |
0,3 |
|
1.6 |
Ванна (постоянный ток 12 В) |
2 |
600 А |
0,7 |
0,98 |
0,2 |
7,2 |
1,44 |
|
1.7 |
Станок |
1 |
18 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
18 |
42,3 |
|
1.8 |
Станок |
1 |
28 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
28 |
35,8 |
|
1.9 |
Станок |
1 |
18 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
18 |
42,3 |
|
1.10 |
Электропечь |
1 |
16 |
0,7 |
1 |
0 |
16 |
0 |
|
1.11 |
Насос |
1 |
13 |
0,7 |
0,8 |
0,73 |
13 |
9,49 |
|
2.1 |
Станок |
3 |
9 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
9 |
21,15 |
|
2.2 |
Станок |
3 |
2,8 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
2,8 |
6,58 |
|
2.3 |
Станок |
2 |
26 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
26 |
61,1 |
|
2.4 |
Станок |
20 |
3,2 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
3,2 |
7,52 |
|
2.5 |
Станок |
1 |
2 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
2 |
4,7 |
|
2.6 |
Станок |
1 |
18 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
18 |
42,3 |
|
2.7 |
Станок |
3 |
5,6 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
5,6 |
13,16 |
|
2.8 |
Станок |
1 |
1,3 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
1,3 |
3,055 |
|
2.9 |
Станок |
1 |
5,6 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
5,6 |
13,16 |
|
2.10 |
Станок |
2 |
4,5 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
4,5 |
10,575 |
|
2.11 |
Станок |
2 |
16 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
16 |
37,6 |
|
2.12 |
Станок |
2 |
5,1 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
5,1 |
11,985 |
|
2.13 |
Станок |
2 |
0,9 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
0,9 |
2,115 |
|
2.14 |
Станок |
2 |
24 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
24 |
56,4 |
|
2.15 |
Станок |
3 |
1,5 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
1,5 |
3,525 |
|
2.16 |
Станок |
2 |
5,6 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
5,6 |
13,16 |
|
2.17 |
Станок |
3 |
10 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
10 |
23,5 |
|
2.18 |
Кран 10 т., 3 двигателя, ПВ = 25% |
1 |
14 |
0,05 |
0,5 |
1,73 |
2,25 |
3,8925 |
|
|
|
|
2,2 |
0,05 |
0,5 |
1,73 |
3,75 |
6,4875 |
|
|
|
|
11 |
0,05 |
0,5 |
1,73 |
5 |
8,65 |
2.
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
2.1 Для линии 1
Расчет электрической нагрузки производится по методу упорядоченных диаграмм, при этом все электроприемники делятся на две группы по коэффициенту использования (Kи>0.6 и Kи<0.6 ).
Электрическая нагрузка для электропиемников с Kи>0.6 рассчитывается в следующей последовательности:
· рассчитываются среднесменные
мощности:
где ni - количество соответствующих электроприемников.
· рассчитываются суммарные
среднесменные мощности:
Таким образом, выделим из двух участков цеха
электроприемники, у которых Kи>0.6.
Таблица 2.1
|
№ ЭП |
Наименование ЭП |
n |
КИ |
Ру, кВт |
Qу, квар |
Pсм, кВт |
Qсм, квар |
|
1.1 |
Вентилятор |
1 |
0,65 |
13 |
9,49 |
8,45 |
6,1685 |
|
1.2 |
Вентилятор |
1 |
0,65 |
10 |
7,3 |
6,5 |
4,745 |
|
1.3 |
Ванна (постоянный ток 6 В) |
5 |
0,7 |
2,1 |
0,42 |
7,35 |
1,47 |
|
1.4 |
Ванна (постоянный ток 12 В) |
3 |
0,7 |
3 |
0,6 |
6,3 |
1,26 |
|
1.5 |
Ванна (постоянный ток 6 В) |
3 |
0,7 |
1,5 |
0,3 |
3,15 |
0,63 |
|
1.6 |
Ванна (постоянный ток 12 В) |
2 |
0,7 |
7,2 |
1,44 |
10,08 |
2,016 |
|
1.10 |
Электропечь |
1 |
0,7 |
16 |
0 |
11,2 |
0 |
|
1.11 |
Насос |
1 |
0,7 |
13 |
9,49 |
9,1 |
6,643 |
|
Суммарные среднесменные мощности |
62,13 |
22,9325 |
|||||
Электрическая нагрузка для электроприемников с Kи<0.6 рассчитывается в следующей последовательности:
· рассчитываются среднесменные
мощности:
· рассчитываются суммарные
среднесменные мощности:
· определяется суммарная установленная
мощность
где ni - количество соответствующих электроприемников.
· рассчитывается средневзвешенный
коэффициент использования
· определяется эффективное число
электроприемников
· оценивается значение коэффициента
максимума
· определяются расчетные нагрузки
Таким образом, выделим из двух участков цеха
электроприемники, у которых Kи<0.6.
Таблица 2.2
|
№ ЭП |
Наименование ЭП |
n |
КИ |
Ру, кВт |
Qу, квар |
Pсм, кВт |
Qсм, квар |
n∙ Pу2 |
|
1.7 |
Станок |
1 |
0,12 |
18 |
42,3 |
2,16 |
3,948 |
324 |
|
1.8 |
Станок |
1 |
0,12 |
28 |
35,8 |
3,36 |
6,204 |
784 |
|
1.9 |
Станок |
1 |
0,12 |
18 |
42,3 |
2,16 |
4,512 |
324 |
|
2.1 |
Станок |
3 |
0,12 |
9 |
21,15 |
3,24 |
2,544 |
81 |
|
2.2 |
Станок |
3 |
0,12 |
2,8 |
6,58 |
1,008 |
33,048 |
7,84 |
|
2.3 |
Станок |
2 |
0,12 |
26 |
61,1 |
6,24 |
13,176 |
676 |
|
2.4 |
Станок |
20 |
0,12 |
3,2 |
7,52 |
7,68 |
4,224 |
10,24 |
|
2.5 |
Станок |
1 |
0,12 |
2 |
4,7 |
0,24 |
77,76 |
4 |
|
2.6 |
Станок |
1 |
0,12 |
18 |
42,3 |
2,16 |
0,48 |
324 |
|
2.7 |
Станок |
3 |
0,12 |
5,6 |
13,16 |
2,016 |
3,528 |
31,36 |
|
2.8 |
Станок |
1 |
0,12 |
1,3 |
3,055 |
0,156 |
21,18 |
1,69 |
|
2.9 |
Станок |
1 |
0,12 |
5,6 |
13,16 |
0,672 |
5,652 |
31,36 |
|
2.10 |
Станок |
2 |
0,12 |
4,5 |
10,575 |
1,08 |
8,028 |
20,25 |
|
2.11 |
Станок |
2 |
0,12 |
16 |
37,6 |
3,84 |
7,344 |
256 |
|
2.12 |
Станок |
2 |
0,12 |
5,1 |
11,985 |
1,224 |
5,016 |
26,01 |
|
2.13 |
Станок |
2 |
0,12 |
0,9 |
2,115 |
0,216 |
7,896 |
0,81 |
|
2.14 |
Станок |
2 |
0,12 |
24 |
56,4 |
5,76 |
2,088 |
576 |
|
2.15 |
Станок |
3 |
0,12 |
1,5 |
3,525 |
0,54 |
6,768 |
2,25 |
|
2.16 |
Станок |
2 |
0,12 |
5,6 |
13,16 |
1,344 |
10,152 |
31,36 |
|
2.17 |
Станок |
3 |
0,12 |
10 |
23,5 |
3,6 |
18,612 |
100 |
|
2.18 |
Кран 5 т., 3 двигателя, ПВ = 25% |
1 |
0,05 |
2,25 |
3,8925 |
0,1125 |
0,195 |
5,062 |
|
|
|
|
0,05 |
3,75 |
6,5 |
0,1875 |
0,325 |
14,06 |
|
|
|
|
0,05 |
5 |
8,7 |
0,25 |
0,435 |
25 |
|
Сумма |
216,1 |
471,08 |
49,246 |
243,115 |
3656,3 |
|||
· Средневзвешенный коэффициент
использования:
· Эквивалентное число ЭП:
·
· Коэффициент максимума:
· Активная и реактивная мощности
группы с Kи<0.6:
· Кроме электроприемников, в цехе имеется осветительная нагрузка
Таким образом, полная нагрузка для линии Л1
.2 Для линии 2
Вычислим расчетную мощность 6 электроприемников
наиболее удаленных от ТП. Пусть это станки под номерами 2, 3, 17,
(электроприемники №2 и №3 входят в это множество дважды, электроприемник №17
входит в это множество трижды), находящиеся на токарном участке.
Таблица 2.3
|
№ ЭП |
Наименование ЭП |
Кол-во, шт |
Рн, кВт |
kи |
cоsф |
tgф |
Ру, кВт |
Qу, квар |
|
2.3 |
Станок |
2 |
3,7 |
0,12 |
0,4 |
3,7 |
8,6 |
|
|
2.12 |
Станок |
2 |
5,1 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
5,1 |
11,985 |
|
2.11 |
Станок |
2 |
16 |
0,12 |
0,4 |
2,35 |
16 |
37,6 |
Расчет соответствующих мощностей.
Таблица 2.4
|
№ ЭП |
Наименование ЭП |
Кол-во, шт |
kи |
Ру, кВт |
Qу, квар |
Pсм, кВт |
Qсм, квар |
n∙Ру |
n∙Ру^2 |
|
2.3 |
Станок |
2 |
0,12 |
3,7 |
8,6 |
0,888 |
2,064 |
7,4 |
27,4 |
|
2.12 |
Станок |
2 |
0,12 |
5,1 |
11,985 |
1,2 |
2,9 |
10,2 |
52,02 |
|
2.11 |
Станок |
2 |
0,12 |
16 |
37,6 |
3,8 |
9 |
32 |
512 |
|
Сумма |
|
|
|
|
5,9 |
13,9 |
49,6 |
591,4 |
|