Ыбор сечения токоведущего элемента
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА№1.
РАЗРАБОТКА схемы электропитания потребителя тока низкого напряжения.
Выполнил: Вдовенко В.Ю.
Проверила: Макашева С.И.
Хабаровск 2013
СОДЕРЖАНИЕ
1. Исходные данные…………………………………………………………..3
2. Определение мощности трехфазного потребителя переменного тока…4
3. Выбор сечения токоведущего элемента…………………………….…….7
4. Выбор защитной и коммутационной аппаратуры электроизмерительных приборов ……………………………………..……………………………..11
5. Оценка недоотпуска электроэнергии потребителям при перерывах в электроснабжении………………………………………………………...15
6. Приложение 1……………………………………………………………..17
7. Список литературы……………………………………………………….18
сходные данные
Вариант 322
Таблица 1.
Напряжение первичной обмотки трансформатора, U1, кВ | Напряжение вторичной обмотки трансформатора, U2,кВ | Активная мощность i-го потребителя, Рi, кВт Р1= Р2= Р3= Р4= Р5= | Угол сдвига фазы тока относительно напряжения i-го потребителя, φi, гр.эл. φ1= φ2= φ3= φ4= φ5= | Длина проводника, L, км | Параметр потока отказов трансформаторной подстанции напряжением 6-10 кВ, λТП,отказ/1 ТП·год | Параметр потока отказов линии электропередачи напряжением до 1 кВ, λЛ, отказ/на 100 км·год | Продолжительность поиска повреждений и производства ремонтных работ, час. t поиск = t рем = |
0,38 | 0,6 1,4 0,9 0,8 | 0,87 0,95 0,96 0,91 0,94 | 1,4 | 0,065 | 75(20) | 6,5(30) 30(35) |
Рис.1 Расчетная схема электроснабжения.
пределение мощности трехфазного потребителя переменного тока.
2.1. Реактивная мощность потребителя выражается следующим выражением:
, (2.1)
где Рi- активная мощность i-го потребителя в кВт, φi- угол сдвига фазы тока относительно напряжения i-го потребителя.
2.2.Рассчитаем полную мощность каждого потребителя:
,(2.2)
где Рi- активная мощность i-го потребителя в кВт , Qi- реактивная мощность i-го потребителя в кВт .
2.3.Разделим однофазные потребители между фазами трехфазной системы так, чтобы выполнялось условие:
, (2.3)
где РА, РВ, РС – активные мощности фаз А, В и С трехфазной системы электроснабжения соответственно, кВт.
,(2.4)
где Р1 – активная мощность первого потребителя, кВт; Рn – то же для n-го потребителя.
PА=P1=2 кВт
PВ=P2+P3=2 кВт
PС=P4+P5=1,7 кВт
2.4. Определим реактивные мощности каждой фазы:
,(2.5)
где Q1 – реактивная мощность первого потребителя, кВАР; Qn – то же для n-го потребителя.
QA=Q1=0,03 кВАР
QB=Q2+Q3=0,0329 кВАР
QC=Q4+Q5=0,0271 кВАР
2.5.Рассчитаем полые мощности каждой из фаз:
(2.6)
где PA-активная мощность А фазы, кВА; QA – реактивная мощность А фазы, кВАр.
2.6.Полная активная мощность, потребляемая из трехфазной цепи, равна:
, (2.7)
где РА, РВ, РС – активные фазные мощности фаз А, В и С соответственно, кВт.
Р=2+2+1.7=5.7 (кВт)
2.7.Реактивная мощность, потребляемая из трехфазной цепи, определяется:
,(2.8)
где QА, QВ, QС - реактивные фазные мощности фаз А, В и С соответственно, кВАР.
Q=0,03+0,0329+0,0271=0,09 (кВАр)
2.8.Полная мощность, потребляемая трехфазным потребителем, равна:
(2.9)
где Р – активная мощность, потребляемая в трехфазной цепи, кВт, Q – реактивная мощность, потребляемая в трехфазной цепи, кВАр.
ыбор сечения токоведущего элемента
К токоведущим частям относятся неизолированные и изолированные проводники, предназначенные для соединения источников с приемниками энергии через различные переключающие аппараты.
Для присоединения группы потребителей к питающей системе чаще всего используются провода и кабели. Кабелями называют проводники тока, изолированные между собой и от земли бумажной, пластмассовой или резиновой изоляцией и помещенные в свинцовую, алюминиевую, полихлорвиниловую или резиновую оболочку. Оболочка служит гидроизоляцией жил. В целях предохранения от механических повреждений гидроизолирующей оболочки кабель покрывают броней. Броню покрывают асфальтированным жгутом. Различают кабели силовые и кабели связи.
Силовые кабели служат для электрических соединений оборудования и аппаратуры между собой и с шинами распределительных устройств, а также линий, соединяющих между собой отдельные электроустановки. Кабели характеризуются конструкцией, числом и сечением жил, а также напряжением. Силовые кабели изготавливают на стандартные напряжения с сечениями, соответствующими стандартным сечениям проводов. В полное обозначение кабеля входят конструкция кабеля, число жил и сечение одной жилы, номинальное напряжение в кВ.
Выбор токоведущих частей и аппаратуры электроустановок заключается в сравнении рабочего напряжение и наибольшего длительного рабочего тока той цепи, где предполагается установить данный аппарат, с его номинальным напряжением и током. За наибольший рабочий ток принимают ток с учетом допустимой перегрузки длительностью не менее 0,5 часа. Сечения токоведущих частей выбирают с учетом перегрузочных способностей аппаратов и оборудования, которые они соединяют.
Кабели выбирают в зависимости от места укладки (воздушная среда, земля или под водой), величины рабочего напряжения Uраб и наибольшего рабочего тока Iраб max цепи так, чтобы соблюдалось условие:
и
, (3.1)
где Uном – номинальное напряжение кабеля, кВ; Iдоп – длительно допускаемый ток, который выдерживает сечение токоведущей части выбранного материала, не перегреваясь выше нормы при расчетных температурных условиях, А.
При прохождении электрического тока по проводу или кабелю в нем выделяется значительное количество тепла за счет потери мощности в проводящих жилах и изоляции. Максимальный рабочий ток цепи, при котором установившаяся температура проводника соответствует нормам Iраб max , также называется допустимой длительной токовой нагрузкой. Таким образом, выбор проводника по условию допустимой длительной токовой нагрузки является также выбором проводника по условию допустимого нагрева.
В Приложении 1 приведены некоторые значения допустимых длительных токовых нагрузок проводов и кабелей при средней температуре окружающей среды 25ºС.
Для выбора сечения проводника по условию допустимого нагрева в рассматриваемом случае необходимо определить максимальный длительный рабочий ток провода для наиболее нагруженной фазы трехфазного потребителя:
, А, (3.2)
где Sф max - мощность наиболее нагруженной фазы, найденная в п.1, кВ·А; Uф ном - номинальное фазное напряжение, кВ.
Фазное напряжении находится по формуле:
где Uл.ном=U2, U2-напряжение вторичной обмотки трансформатора.
Рассчитываем максимальный длительный рабочий ток по формуле:
После проверки проводника по величине рабочего напряжения и наибольшего рабочего тока, следует также проверить выбранное сечение проводника по величине допустимой потери напряжения:
, (3.3)
Из приложения 1, берем значение допустимой длительной токовой нагрузки провода при средней температуре окружающей среды 25 ºС.
q ( сечение жилы)= 50мм2
допустимая токовая нагрузка в одной трубе для четырёх проводов
(данные приняты из расчета нагрева жил до 55 ºС при температуре воздуха 25 ºС и земли 15 ºС. В числителе приведены нагрузки для медных жил; в знаменателе – для алюминия).
Рассчитаем допустимые потери напряжение:
где L – длина проводника, м; – удельная проводимость провода,
, для меди принимается равной 57
.
=
,что удовлетворяет условию (2.3).
При невыполнении условия (2.3) сечение проводника следует увеличить.
Для питающей линии выбраны одножильные провода, прокладываемые в трубах, определяем диаметр трубы, необходимой для прокладки этих проводов:
(3.4)
где – диаметр i-го провода, мм.
(3.5)