- •Курсовой проект
- •1.Технико-экономическое обоснование.
- •Расчет потерь электроэнергии.
- •Расчет токов короткого замыкания.
- •Расчет и выбор высоковольтного предохранителя.
- •Расчет заземляющего устройства.
- •5.0 Технико - экономический расчет.
- •4.0 Специальная часть.
- •7.Заключение.
- •6.Охрана труда и техника безопасности.
- •8.Используемая литература:
- •2.Исходные данные
1.Технико-экономическое обоснование.
1. Трансформатор создание и принцип действия. Одним из важнейших преимуществ переменного тока перед постоянным является легкость и простота, с которой можно преобразовать переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Достигается это посредством простого и остроумного устройства трансформатора, созданного в 1876 г. замечательным русским ученым Павлом Николаевичем Яблочковым. П.Н. Яблочков предложил способ дробления света для своих свечей при
помощи трансформатора. В дальнейшем конструкцию трансформаторов разрабатывал другой русский изобретатель И.Ф. Усагин, который предложил применять трансформаторы для питания не только свечей Яблочкова, но и других приемников. В дальнейшем несколько конструкций однофазных трансформаторов с замкнутым магнитопроводом были созданы венгерскими электротехниками О. Блати, М. Дери и К. Циперновским. Для развития трансформаторостроения и вообще электромашиностроения
большое значение имели работы профессора А.Г. Столетов по исследованию магнитных свойств стали и расчету магнитных цепей. Важная роль в развитии электротехники принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому. Он разработал основы теории многофазных и, в частности, трехфазных переменных токов и создал первые трехфазные электрические машины и трансформаторы. Трехфазный трансформатор современной формы с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости, был сконструирован им в 1891 г. С тех пор происходило дальнейшее конструктивное усовершенствования трансформаторов, уменьшалась их масса и габариты, повышалась экономичность. Основные положения теории трансформаторов были разработаны в трудах Е. Арнольда и М. Видмара. В развитии теории трансформаторов и совершенствовании их конструкции большое значение имели работы советских ученых В.В. Корицкого,
Л.М. Пиотровского, Г.Н. Петрова, А.В. Сапожникова, А.В. Трамбицкого и др. Трансформатор представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются две, а иногда и больше обмоток из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки вторичными. Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза
больше витков, чем в первичной, то магнитное поле, созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше напряжение. Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить пониженное напряжение. С допустимой для практики точностью можно считать, что отношение числа витков первичной обмотки к вторичной равно отношению приложенного напряжения к выходному.
Это отношение, называемое коэффициентом трансформации, обычно сокращают на меньшее из чисел, и тогда коэффициент трансформации получают в виде отношения единицы к некоторому числу 14 150 или, наоборот, некоторого числа к единице 501. В радиоаппаратуре трансформаторы используются в первую очередь в питающих устройствах, позволяющих питать приемники от осветительной сети переменного тока. Такие трансформаторы называются силовыми. Кроме того, трансформаторы используются для понижения и повышения напряжения различной частоты в усилителях и радиоприемниках. Для низких звуковых частот эти трансформаторы изготовляются с сердечниками из листовой стали. Для токов сравнительно высокой частоты трансформаторы, как и катушки индуктивности, делаются или совсем без стальных сердечников или с сердечниками из магнетита, альсифера, карбонильного железа и других специальных металлов. Иногда для экономии провода и стали применяют трансформаторы, в которых одна обмотка является частью другой, то есть гальванической развязки между входной и выходной цепью нет. Такие трансформаторы, называют автотрансформаторами, они могут повышать напряжение, для чего обмотка, включаемая в сеть, должна составлять часть обмотки, дающей выходное напряжение, и понижать его, для чего обмотка, с которой снимается напряжение, должна составлять часть сетевой обмотки.
Расчет электрических нагрузок
Электрические нагрузки необходимо определять для выбора проводов и кабелей, мощности силовых трансформаторов, проверки нагрузки электрических сетей, равномерного распределения мощности, а так же определения типа нагрузки.
При определении нагрузок будем учитывать заданную установленную мощность, характер нагрузки, дневной или вечерний максимум. Принимаем производственный характер нагрузки. Принимаем следующие коэффициенты:
коэффициент одновременности – Ко = 0,7 [3]
коэффициент дневного максимума – Кд = 1,0
коэффициент вечернего максимума – Кв = 0,4
Определяем активную максимальную дневную и вечернюю мощности.
(3.1)
(3.2)
где: Руст - активная установленная или номинальная мощность токоприемника, кВт.
Расчет будем вести для каждой линии
Определяем суммарную активную дневную и вечернюю мощности.
(3,3)
(3,4)
Определяем отношение активной максимальной дневной к вечерней мощности.
По справочной таблице принимаем cosφ(д) и cosφ(в), согласно стр.149 [Коганов]
cosφ(д) = 0,73
cosφ(в) = 0,76
Определяем полную максимальную дневную и вечернюю мощности.
(3,5)
(3,6)
Определяем суммарную полную дневную и вечернюю мощности.
(3,7)
(3,8)
В данном случае преобладающей нагрузкой является дневная Smax (д) = 192кВА
Расчет и выбор мощности силового трансформатора.
Номинальная мощность силового трансформатора ТП-10/0,4 кВ зависит от наибольшей максимальной нагрузки токоприемников.
При выборе силового трансформатора учитываем Smax, перспективу роста нагрузок на 5-7 лет, характер нагрузки, категорию потребителей по надежности электроснабжения.
Загрузку силового трансформатора будем проверять коэффициентом нагрузки.
Принимаем силовой трансформатор по условию:
Где Smax = 192кВА
Принимаем трансформатор марки ТМ-250
Sном-250кВА>Smax=192кВА [4]
Паспортные данные трансформатора согласно действующих параметров технической таблицы стр.138, заносим в таблицу.
Таблица 3.1 Техническая характеристика ТМ-250.
тип |
Sном, кВА |
ΔРк.з., кВт |
ΔРхх, кВТ |
Uк.з., % |
Rтр, мОм |
Хтр, мОм |
Zтр, мОм |
1/3Zтр, мОм |
ТМ-250 |
250 |
3,7 |
0,74 |
4,5 |
9,4 |
27,2 |
28,7 |
104 |
Расчет и выбор не изолированного провода ВЛ-10кВ
При расчете и выборе провода для воздушной линии 10 кВ учитываем электрические, конструктивные, структурные параметры. Согласно ПУЭ обязательным условием при выборе провода является соответствие климатическому району для ВЛ-10 кВ в магистрали линии, провод не менее АС-70.
Выбранный провод необходимо проверить на потерю напряжения.
Для расчета принимаем метод экономической плотности тока.
Определяем расчетный ток
(3,9)
Где: Р – установленная активная мощность
Uн = 10кВ
для значения Tmax, из справочной таблицы принимаем экономическую плотность тока
γ = 1,1 [4]
определяем расчетное экономически целесообразное сечение провода
(3.10)
Принимаем стандартное сечение провода по нагрузке и с учетом климатического района.
АС-70 [ПУЭ]
Для данного провода активное удельное сопротивление
Rо = 0,43 Ом/км
Хо = 0,38 Ом/км
Определяем расчетную потерю напряжения для линии 10 кВ.
(3,11)
Где : l – протяженность линии, км
Q – реактивная мощность, кВар
(3,12)
Где : tgφ = 0.62, cosφ = 0.85
Определяем процент потери напряжения
(3,13)
Проверяем соответствие условию
ΔUдоп ≥ Uрасч
Согласно таблице 2,1 ΔUдоп = 6%
ΔUдоп =6% ≥ Uрасч = 1,47%
Следовательно, провод выбран верно, все условия выполняются.