Министерствообразования Республики Беларусь
Учреждениеобразования
«Гродненскийгосударственный университет имени Янки Купалы»
Технологическийколледж
«Электроснабжениепромышленных предприятий и гражданских зданий»
Контрольная работа
учащегося Микшуты Павла Ивановича
5 курса группы МиЭЭ17з 06/5
специальности: «Монтаж и эксплуатация
электрооборудования»
шифр учащегося: 296
Задача 1
Определить расчетныенагрузки Рм, Qм, Sм, Iм распределительного пункта к которому подключены металлорежущиестанки с cosφ=0,5, tgφ=1,73. Номинальное напряжение сети 380 / 220 В.
Номера станков:538,589,530,565,634,670,623,633
Технические данныеоборудования указаны в таблице №1.1
Коэффициент использованияКи = 0,51
Таблица 1.1№№ станков Мощность электродвигателя на одном станке Рн, кВт Номинальный ток Iн, А Iп/Iн 538
49,0
11,3
98,0
22,6
7,0
6,5 589
49,0
11,3
98,0
22,6
7,0
6,5 530
50,5
10,6
2,9
101,0
21,2
5,8
7,0
6,5
5,0 565
50,5
10,6
2,9
101,0
21,2
5,8
7,0
6,5
5,0 634
49,0
11,3
98,0
22,6
7,0
6,5 670
49,0
11,3
98,0
22,6
7,0
6,5 623
50,5
10,6
2,9
101,0
21,2
5,8
7,0
6,5
5,0 633
50,5
10,6
2,9
101,0
21,2
5,8
7,0
6,5
5,0
Решение
Для заданной группыприемников определим суммарную установленную мощность Ру и общее количествоприемников n
Для этого запишем данныев таблицу 1.2
Таблица1.2№ п/п Номера станков Количество приемников Мощность одного приемника, кВт Общая установленная мощность Ру, кВт 1 538 1 49,0 +11,3 60,3 2 589 1 49,0 +11,3 60,3 3 530 1 50,5 + 10,6 + 2,9 64,0 4 565 1 50,5 + 10,6 + 2,9 64,0 5 634 1 49,0 + 11,3 60,3 6 670 1 49,0 + 11,3 60,3 7 623 1 50,5 + 10,6 + 2,9 64,0 8 633 1 50,5 + 10,6 + 2,9 64,0 Всего 8 497,2
Ру = 497,2 кВт
п = 8
Определим среднесменныенагрузки Рсм и Qсм
Рсм = Ки · ΣРн,
где ΣРн = Ру
Рсм =0,51 · 497,2 = 253,572кВт
Qсм = Рсм · tgφ = 253,572· 1,73 = 438,68 квар
Определим эффективноечисло электроприемников nэ, для чего требуется найти показатель силовой сборки– число m
m = />
где Рном макс –номинальная мощность наибольшего электроприемника;
Рном мин – номинальнаямощность наименьшего электроприемника
m = /> = /> = 1,06
При п ≥ 5; Ки ≥0,2; m
Используя данные пэ = 8 иКи = 0,51 определим коэффициент максимума Км по таблице 2.13 ( лит.1 стр. 54)
Км = 1,4
Рассчитаем максимальныенагрузки Рм, Qм, Sм, Iм :
Рм = Км · Ки · Рн = 1,4 ·0,51 · 497,2 = 355 кВт
Qм = 1,1 Qсм = 1,1 · 438,68= 482,55 квар
Sм =/>= />= 599 кВ·А
Iм = /> А
Ответ: Рм = 355 кВт; Qм =482,55 квар; Sм = 599 кВ·А; Iм = 910 А .
Задача 2
Для ответвления отраспределительного пункта ПР к металлорежущему станку (условие к задаче 1):
определить расчетный Iн ипиковый Iпик станка;
выбрать сечение провода;
в распределительномпункте выбрать автомат;
рассчитать потеринапряжения на участке ПР-станок, приняв L =29 метров, sinφ = 0.48,cosφ = 0,7.
Решение
Выпишем техническиеданные станка № 363
Таблица 2.1№ станка
Мощность электродвигателя на одном станке
Рн, кВт
Номинальный ток
Iн, А Iп/Iн 363 33,0 66,0 6,5
Схема подключения к ПРстанка, изображена на рисунке 2.1
/>/>
Рис.2.1
Определим расчетный токIм:
Iм = ΣIн = 66 А
Определим пиковый(кратковременный максимальный) ток Iпик
Iпик = Iпуск макс +ΣIн
где Iпуск макс – пусковойток наибольшего по мощности двигателя, ΣIн – сумма номинальных токовостальных двигателей (в нашем случае Iном мин).
Iпуск макс = 6,5 ּ 66 = 429 А
Iпик = Iпуск макс = 429 А
Выберем сечение проводовпо условию нагрева:
Iдд ≥ Iм
Iдд ≥ 66 А
По таблице П2.1(литература 2) выберем сечение и марку проводов:
Провод с алюминиевымижилами АПР сечением 16 мм и Iдд = 75 А
Выберем автомат враспределительном пункте по условию:
I уст. э.о. ≥ 1,25· Iпик
I уст. э.о. ≥ 1,25· 429 = 536,25 А
По таблице 3.7(литература 2) выбираем автоматический выключатель А3740Б, 630А с номинальнымтоком 630 А и пределами регулирования 400 – 500 – 630 А.
Рассчитаем потеринапряжения в ответвлении по формуле:
/>
по таблице 4 методическихуказаний определим активное и индуктивное сопротивление провода с алюминиевыми жиламиАПР сечением 10 мм2 (ro и x0)
r0 = 2,08 Ом/км; x0 = 0,067Ом/км
/>= />В/км
Ответ: Iм = 66 А; Iпик = 429А; Sпров = 16 мм2; автомат — А3740Б, 630 А; ∆U = 4,93 В/км
Задача 3
В соответствии сисходными данными:
— выбрать сечениекабельной линии по экономической плотности тока;
— проверить выбранноесечение на нагрев;
— рассчитать значениетока короткого замыкания в точке К1;
— проверить сечениекабелей на стойкость к действию тока короткого замыкания.
— расчетную схему принятьпо рис 3.1
/>/>
Рис 3.1
Исходные данные к задаче:
Мощность энергетическойсистемы: Sм.с = 185 МВ∙А
Внутреннее сопротивлениесистемы: xс = 3,4 Ом
Число, мощностьтрансформаторов на ГПП: S = 2∙3,2 МВ∙А
Напряжение на высшейстороне: U1 = 110 кВ
Напряжение: U2 = 10 кВ
Напряжение к.з.: uк = 9,4%
Длина кабельной линии отГПП до КТП: l = 5,0 км
Число часов максимуманагрузки: t = 3600 час.
Напряжение: U3 = 0,4/0,23кВ
Время срабатываниярелейной защиты: tр.з. = 3,8 сек
Время отключениявыключателя: tо.в. = 2,2 сек
Постоянная временизатухания апериодической составляющей тока к.з.: Та = 0,56
Мощность трансформаторана КТП Sн = 630 кВ∙А
Решение
Определим номинальный токтрансформатора на КТП:
/> А
По таблице 2.26 (лит.1)определим максимальную плотность тока при числе часов использования максимуманагрузки в год: t = 3600 час для кабеля с бумажной изоляцией и алюминиевымижилами:
jЭ = 1,4 А/мм2
Определим экономическицелесообразное сечение линии:
/>
Выберем марку кабеля:ААГ-3х25-10
Проверим выбранноесечение кабеля на нагрев:
IДД ≥ Iм
По таблице П2.1 (лит 2.)для выбранного сечения кабеля IДД = 65 А
Iм = Iн КТП
65 А ≥ 36,37 А — условиявыполняются
Рассчитаем ток короткогозамыкания в точке К1
Определим номинальный токв точке К1:
Расчет ведем вотносительных единицах.
Зададимся базиснымиединицами:
Sб = 100 МВּА;
Uб = 37 кВ,
тогда:
Iб = /> кА
Составим схему замещениядля данной расчетной схемы (рис 3.2)
/>/>
Рис. 3.2 Схема замещения
Определим сопротивленияприведенные к базисным условиям
Сопротивление системы:
x1 = xc/>
Сопротивлениетрансформаторов ГПП
x2 = x3 = />/>
Сопротивление кабельнойлинии
x4 = x0 ּ l ּ />,
где x0 = 0,08 Ом/кмпринято для кабельных линий напряжением 6÷20кВ
Определим результирующееиндуктивное сопротивление цепи КЗ:
xрез = />
Для кабельной линииопределяем активную составляющую сопротивления:
/>,
где r0 – находим потаблице П2.1 (лит.2), для кабеля сечением 25 мм2
r0 = 1,25 Ом/км
/>
Полное сопротивление цепиКЗ:
Z = />
Определяем ток КЗ в точкеК1:
Iк = /> кА
Ударный ток КЗ:
iу = kу ּ />ּ Iк = 1,8 ּ />ּ 0,215 = 0,547кА
где kу – ударныйкоэффициент, для электроустановок свыше 1 кВ:
kу = 1,8
Проверим сечение кабеляна стойкость к действию тока короткого замыкания:
Должно выполнятьсяусловие: Sст ≥ Smin
Sст = 25 мм2
Smin = />,
где ВК = (Iк2 ּ 106 ּ (tр.з + tо.в +Tа) А2 ּс – тепловой импульс,
С – термическийкоэффициент
(для кабелей салюминиевыми жилами С = 85).
Smin = /> мм2
25мм2 > 6,48 мм2 –условия выполняются.
Вопрос № 10 Схемамаксимально-токовой защиты и её описание
Основным видом релейнойзащиты в электрических сетях промышленных предприятий является максимальнаятоковая защита (МТЗ), срабатывающая от резкого увеличения тока цепи при КЗ илиперегрузках. Пусковым органом МТЗ является реле максимального тока и релевремени, обеспечивающие выдержку времени срабатывания МТЗ. Максимальная токоваязащита, выполненная на базе индукционных реле РТ-80 и РТ-90, называется МТЗ сзависимой от тока КЗ характеристикой времени срабатывания. Если МТЗ выполняетсяс помощью токовых реле мгновенного действия серии РТ-40, ЭТ-520 и т. п., авыдержка времени создается отдельными реле времени типов РВ, РВМ и другими счасовым механизмом, время действия которого не зависит от проходящего в цепитока КЗ или перегрузки, то защита называется МТЗ с независимой характеристикой временисрабатывания.
На рис. 4.1 приведеныразличные схемы МТЗ
Схема МТЗ с независимойхарактеристикой времени срабатывания (рис. 4.1 а) применяется в сетях сзаземленной нейтралью для защиты от междуфазных и однофазных КЗ. Здесь КА –реле защиты от междуфазных КЗ, реле КАО – реле защиты от однофазных КЗ.Благодаря реле КАО чувствительность схемы повышается. Селективность действияМТЗ по пути прохождения тока от ИП до точки установки защиты достигаетсяступенчатым подбором выдержки времени в реле времени на разных участках цепи;КН1 и КН2 – указательное реле.
При КЗ контакты одного,двух или трех реле КА замыкаются, катушка реле времени КТ1 получает питание и сустановленной выдержкой времени замыкаются контакты КТ1:1, подающие питаниечерез указательное реле КН1 на отключающую катушку привода выключателя YAT.Выключатель Q отключается, а реле КН показывает, какая защита пришла вдействие.
В схемах с изолированнойнейтралью могут быть применены аналогичные схемы МТЗ с двумя реле КА в фазах Аи С, допускается использовать схему с одним токовым реле, включенным наразность токов двух фаз.
На рис. 4.1, б приведенасхема МТЗ с реле типа РТВ, которая применяется в сетях с изолированнойнейтралью. Схема действует при междуфазных КЗ любой пары фаз цепи. В таких сетяхможет быть применена схема с двумя ТТ и одним реле РТВ (рис. 4.1, в), котораясрабатывает при междуфазных КЗ любой пары фаз. Однако чувствительность схемырис. 4.1, в ниже в 1,73 раза. Если в качестве реле в схемах рис. 4.1, б и в будетприменено реле типа РТМ, то эти схемы будут являться схемами токовой отсечки.При этом селективность схем будет обеспечена установкой различных токовсрабатывания реле, т. е. ток срабатывания ТО одного участка линии выбирается на25 — 50 % больше максимального значения тока КЗ в начале следующего участка линии.
/>
Рис. 4.1 Схемы МТЗ
На рис. 4.1, г, дприведены схемы МТЗ, выполненные с помощью двух реле РТ-80 с зависимойхарактеристикой времени срабатывания соответственно на оперативном постоянном ипеременном токе.
Для увеличениячувствительности МТЗ иногда применяется схема с блокировкой минимальногонапряжения, которая приведена на рис. 4.1, е. В схеме показаны три токовых релеКА1, КА2, КА3 и три блокирующих реле минимального напряжения KV1, KV2 и KV3.Защита работает при КЗ, так как одновременное срабатывание реле токовых и релеминимального напряжения возможно только при КЗ, когда возрастают токи иснижается напряжение. При перегрузках схема не работает из-за того, чтонапряжение резко не снижается и соответственно блокирующие реле минимального напряженияне действуют. Для защиты от ложных срабатываний при перегорании предохранителяили обрыве цепи от ТН в схеме предусматривается предупредительный сигнал отконтакта промежуточного реле KL. Получив сигнал при любом срабатывании релеминимального напряжения, обслуживающий персонал должен немедленно принять мерык восстановлению цепи напряжения.
Литература
сечение кабельный экономический ток
1. Б.Ю. Липкин «Электроснабжениепромышленных предприятий и установок» М.1990г.
2. Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова«Электроснабжение промышленных предприятий и установок» М.1989г.
3. А.Г. Ус, Т.В. Елкина«Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий» Лабораторныйпрактикум Мн.2005г.