Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ к практическим занятиям.doc
Скачиваний:
36
Добавлен:
31.08.2019
Размер:
2.81 Mб
Скачать

51

Министерство с СЕЛЬСКОго ХОЗЯЙСТВа Российской федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения и

применения электрической

энергии в сельском хозяйстве

СД. 03 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ И ЭЛЕКТРОПРИВОД

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

Специальность 140106 Энергообеспечение предприятий

Уфа 2009

УДК 621.31:631(075.8)

ББК 40.76

А29

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства

(протокол № от « » декабря 2009 г.)

Составители: д.т.н. проф. Л.П. Андрианова, ассистент Тухватуллин М.И.

Рецензент: д.т.н., профессор В.М. Сапельников

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ЭПЭЭСХ д.т.н., профессор Андрианова Л.П.

г. Уфа, БГАУ, Кафедра электроснабжения и применения электрической энергии в сельском хозяйстве

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО ДОПУСТИМОМУ НАГРЕВУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ 5

2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 кВ 9

3 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1кВ 13

4 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПО ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ 19

5 Компенсация реактивной мощности 23

6 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ТП 6 – 10/0,4 кВ 26

7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 30

8 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 41

9 Расчет защитных заземлений в цепях предприятий сооружений и подстанций 44

Библиографический список 50

Введение

Дисциплина СД.03 "Электроснабжение предприятий и электропривод " - одна из специальных дисциплин, составляющих основу для подготовки специалистов в области электрификации и автоматизации сельского хозяйства.

Целью дисциплины является формирование у будущего инженера-электрика системы знаний и практических навыков, необходимых для решения основных задач, связанных с электроснабжением предприятий

Задачи дисциплины «Электроснабжение предприятий и электропривод» вытекают из требований ГОС и квалифицированной характеристики выпускника и сводятся к изучению основных задач электроснабжения, электрических нагрузок потребителей, устройств и расчет электрических сетей, станций и подстанций, и автоматизации сетей.

Изучение электроснабжения предприятий базируется на знаниях студентов, полученных при изучении дисциплин: высшая математика, физика, теоретические основы электротехники, метрология, стандартизация и сертификация, электрические машины, монтаж электрооборудования и средств автоматизации, эксплуатация электрооборудования.

Методические указания к практическим занятиям по электроснабжению составлены в соответствии с типовой и рабочей программой дисциплины.

Материалы по всем темам составлены на основе действующих библиографических источников и нормативных документов в области систем электроснабжения.

В состав методических указаний входят 9 тем практических занятий, в каждой из которых поставлена цель занятия, приведены основные расчетные формулы, рекомендации по выбору справочных материалов, примеры расчетов, задачи для самостоятельного решения, контрольные вопросы.

В результате решения практических задач по дисциплине «Электроснабжение предприятий и электропривод» студенты должны приобрести навыки и умения по выбору сечений провод и кабелей по допустимому нагреву электрическим током; расчету электрических нагрузок в электроустановках до 1кВ; выбору защиты электрических сетей и электроприемников напряжением до 1кВ; расчету электрических сетей по потере напряжения; компенсации реактивной мощности; выбору числа и мощности силовых трансформаторов потребительских ТП 6 – 10/0,4 кВ; расчету токов короткого замыкания в системах электроснабжения; выбору высоковольтного электрооборудования для систем электроснабжения; расчету защитных заземлений в цехах предприятий сооружений и подстанций.

1 Выбор сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву электрическим током

Цель занятия. Приобретение навыков по выбору сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву электрическим током.

    1. Расчетные формулы

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву. Длительно допустимые токи нагрузки проводов, кабелей, шин указаны в таблицах ПУЭ для температуры воздуха 25 С и почвы 15 С .

Выбор площади сечения по нагреву длительным током сводится к сравнению силы расчетного тока с допустимым табличным значением для провода или кабеля принятых марок и условий их прокладки:

,

где поправочный температурный коэффициент, вводимый в формулу, если температура воздуха отличается от 25 С, а земли – от 15 С. При нормальных условиях .

При параллельной прокладке кабелей в земле или в трубах условия их охлаждения ухудшаются, что учитывается поправочным коэффициентом на прокладку .

.

Значения и приведены в справочной литературе.

Площадь сечения проводника, выбранного по нагреву, проверяется по условию допустимой нагрузки в послеаварийном режиме после отключения одной из двух параллельных цепей:

,

где сила тока в цепи в послеаварийном режиме.

Длительно допустимая токовая нагрузка на провода и кабели в зависимости от условий нагрева определяется формулой

где коэффициент теплоотдачи;

диаметр провода (жилы кабеля);

удельная проводимость;

допустимая температура нагрева жилы провода (кабеля);

температура окружающей среды.

От трансформаторной подстанции с номинальным напряжением на низкой стороне 380/220В прокладывают электрическую сеть (рис. 1). Электродвигатели, указанные на схеме – короткозамкнутые, асинхронные, осветительная нагрузка – симметричная. Сеть предполагается выполнить:

от шин ТП до щитка РЩ 1 четырехжильным кабелем марки СБ с медными жилами, прокладываемым по стене;

от щитка РЩ 1 до щитка РЩ 2 проводом марки ПР в газовых трубах;

все остальные сети – изолированным проводом марки ПР на роликах по стенам (открытая проводка).

Нагрузка осветительной линии 1 Рр=20 кВт, линии 2 Рр=30 кВт. Требуется расставить и подобрать плавкие вставки предохранителей и выбрать необходимые сечения проводов и кабелей по нагреву. При расчете необходимо учесть, что электродвигатель 1 может быть перегружен.

Рисунок 1 Расчетная схема электрической сети

Таблица 1 Характеристика асинхронных короткозамкнутых электродвигателей и их работы

Показатель

Электродвигатель

1

2

3

Мощность, кВт

7

14

10

К

5,5

5

5,5

0,82

0,85

0,87

0,9

0,88

0,92

1

0,8

0,9

Электродвигатель 1:

Номинальный ток двигателя

А;

Ток плавкой вставки

А.

Примем стандартную плавкую вставку на ток А. Ввиду того, что электродвигатель 1 подвержен перегрузкам, проводка к нему должна быть

защищена от токов перегрузки. Тогда А. Выбираем сечение медного провода марки ПР=6 мм .

Электродвигатель 2:

А;

А.

С учетом коэффициента нагрузки потребляемый ток

А.

Ближайшая стандартная плавкая вставка А.

По определяем сечение медных изолированных проводов мм . Для мм А.

Проверяем выбранное сечение на защиту от токов короткого замыкания:

.

Электродвигатель 3:

А;

А;

А,

тогда

А.

Выбираем сечение мм , А.

Проверяем на защиту от токов короткого замыкания .

Осветительная линия 1:

А;

А; мм , А.

Проверка на защиту от токов короткого замыкания: .

Выбираем для прокладки сечения проводов 4 мм , а нейтрального 2,5 мм .

Осветительная линия 2:

А.

А; мм , А.

Проверка на защиту от токов короткого замыкания: .

Выбираем для прокладки провода сечением 6 мм , а нейтрального 4 мм ,

Прокладка в газовых трубах между РЩ1 и РЩ2:

А; мм ; А;

А;

А; А.

Проверка на защиту от действия токов короткого замыкания: .

Выбираем для прокладки провода сечением 25 мм , а нейтрального 16мм .

Четырехжильный кабель от ТП до РЩ1:

А;

А;

мм ; А; А.

Выбираем А из условия селективности.

Проверка на защиту от действия токов короткого замыкания: 125/130<3.

Выбираем кабель марки СБ сечением (3х50+1х25) мм .