Курстық жұмысқа әдістемелік нұсқаулар

Мазмұны

Кіріспе 4

1 Курстық жұмысқа тапсырмалар 4

2 Курстық жұмысқа әдістемелік нұсқаулар 5

Әдебиеттер тізімі 31

Кіріспе

Пәнді оқытудың мақсаты өндіріс орындарының тұтынушыларын сапалы электр энергиясы болғанда сенімді, заманға сай және үнемді электрмен жабдықтауды қамтамасыз ету тапсырмасын атқара алатын жоғарғы дәрежелі маман даярлау болып табылады.

Пәннің негізгі бөлімдерін зерттеудің тапсырмасы болып электрлік жүктемені, реактивті қуатты компенсациялауды есептеудің әдістерін, цехтік және зауыт ішіндегі тораптардың сызбасын құрастыруды игеру табылады. Өзіндік жүктемесі бар тұтынушыларды өзіндік жүктемені электрмен жабдықтауды есептеуге байланысты сұрақтарды зерттеуге көп көңіл бөлінеді.

Курстық жұмысқа тапсырмалар

Курстық жұмыстың бастапқы берілгені технологиялық құрал-жабдықтар мен электрқабылдағыштар (2 кесте) орналасқан цехтың жоспары (2-9 суретті қара). Өнеркәсіп орнының жоспары төменде келтірілген бір цехы үшін схемалар мен электр желісінің электрлік құрал-жабдықтарын таңдап, есептеулер мен келесі жұмыстарды жүргізу қажет.

1 Электрқабылдағыштардың қорек көздерін белгілеу қажет (күштік шкафтар, таратушы шиналар).

2 Цех үшін қорек көздері бойынша күштік жүктемені, жарықтандыру және есептік жүктемесін қолдану, максимум коэффициенттерін пайдаланып есептеу керек.

3 Цехтің қоректену және тарату тораптарының схемасын таңдау керек.

4 Трансформаторлардың саны мен қуатын, цехтік қосалқы станцияның орналасу орнын таңдау қажет.

5 Цех торабының сымдарының, кабельдері мен шиналарының қимасын және маркасын анықтау қажет.

6 Электрлік аппараттарды таңдап, сақтандырғыштар мен автоматтардағы өтетеін токты есептеу керек.

7 Цехтің күштік электрлік торабының жоспарын сызу қажет.

8 Цехтің күштік қоректендіру және тарату тораптарының схемасын сымдардың, кабельдердің қимасын, өшіру және қорңаныс аппараттары мен электрқабылдағыштардың параметрлерін көрсете отырып сызу қажет.

9 Цехтің 1 кВ дейінгі күштік қоректендіру және тарату тораптарының бірсызықты схемасында тораптың, қорғаныс аппараттарының, КТП – дан қашықтағы қуаттты электр қозғалқышына дейінгі нөлдік сымның параметрлерін, есептік және пиктік токтарды көрсету керек.

10 Таңдап алынған автоматтар мен сақтандырғыштардың сөндіру қабілеттілігін тексеру керек.

Курстық жұмысқа әдістемелік нұсқаулар

2.1 Цех жоспарында (2-9 суретті қара) қорек көздері белгіленеді: таратқыш шкафтар (ШР), күштік пункттер (СП), таратушы шиналар (ШРА).

2.2 Цехтің барлық электрқабылдағыштары қорек көздеріне жалғанады. Жалғау барысында ескеру қажет:

а) берілген қорек көзіне қосылған электрқабылдағыштардың максимал шамасын (ПН2 сақтандырғышы бар ШР-11 сериясының күштік таратушы шкафтартары үшін – 8 электрқабылдағыштан артық емес; ВА типті сөндіргіші бар ПР8501 сериясының шкафтартары үшін – 12 электрқабылдағыштан артық емес; таратушы шиналар үшін электрқабылдағыштар саны шинаның номиналды тогына байланысты) [6];

б) электрқабылдағыштан қорек көзіне дейінгі қашықтық түсті металды үнемдеу және кернеу шығынын азайту мақсатында мүмкіндігінше минимал болуын;

в) қуаты 75 кВт және одан да жоғары электрқабылдағыштарды ТП және РП шиналарынан радиалды қоректендіру қажет;

г) цех бойынша қуаттардың кері ағынына жол бермеу.

2.3 Әрбір қорек көзіне қосылған электрқабылдағыштарды А тобына (жүктеме графигі айнымалы электрқабылдағыштар ) және Б тобына (жүктеме графигі тұрақты электрқабылдағыштар). Б тобындағы электрқабылдағыштарға мысалы, сумен жабдықтау насостарының, желдеткіштердің электрқозғалтқыштарын, жылытқыш және қыздырғыш құралдар т.б. жатқызуға болады. Б тобына қолдану коэффициенті 0,6 – дан кем емес электрқабылдағыштарды жатқызады.

2.4 Электрлік жүктемені есептеу 1-ші кестеде жүргізіледі. Бұл кесте қорек көзінің жекелеген түйіндерінің күштік және де ТҚ шиналары жүктемелерін есептеу үшін қолданылады.

2.5 Есептеуді жүргізу мен кестені толтыру реті:

2.5.1 1–бағанаға цех жоспарына сәйкес технологиялық құрылғылардың рет саны жазылады.

2.5.2 2 – бағанаға әрбір қорек көзі үшін жазылады:

а) қорек көзінің атауы мен рет саны, олар үшін электрлік жүктемені анықтау жүргізіледі;

б) А және Б тобы, бірінші ретте берілген қорек көзіне жалғанған барлық А тобындағы электрқабылдағыштар үшін жүктеме есептеледі, содан кейін Б тобындағы электрқабылдағыштар үшін есептеледі;

в) берілген қорек көзіне жалғанған А тобындағы барлық электрқабылдағыштар бірдей жұмыс режиміне ие бөлінуіне байланысты сәйкес топқа бөлінеді (К_и және cosφ коэффициенттері бірдей электрқабылдағыштар). Үш сәйкестік тобы болады: бірінші – жеңіл жұмыс режимі (қуаты 10 кВт – қа дейін); екінші – қалыпты жұмыс режимі (қуаты 10 кВт – тан 20 кВт – қа дейін); үшінші – ауыр жұмыс режимі (қуаты 20 кВт – тан жоғары және қуатқа тәуелді емес – крандар, пресстер, конвейерлер);

г) әрбір сәйкес топ үшін оған енетін электрқабылдағыштардың саны мен қуаты көрсетіледі;

д) қайталама – қысқа мерзімді режимді электрқабылдағыштар үшін ПВ паспорттық берілгендері жазылады;

е) Б тобының электрқабылдағыштары А тобының қорытынды жолынан кейін жазылады.

2.5.3 3 - бағанаға жұмыс істейтін электрқабылдағыштардың саны жазылады.

2.5.4 4 - бағанаға электрқабылдағыштардың сәйкес тобы үшін жазылады: электрқабылдағыштардың қуаты тең болғанда – бір электрқабылдағыштың номиналды орнатылған қуаты киловаттпен, әртүрлі қуатты электрқабылдағыштар болғанда – топтағы электрқабылдағыштардың ең төменгі және сызықша арқылы ең жоғарғы номиналды қуаты.

2.5.5 5 - бағанаға берілген топтың электрқабылдағыштарының ПВ=100% – ға келтірілген қосынды орнатылған қуаты киловаттпен жазылады:

паспорттық қуаты киловаттпен ПВ ¹ 100% деп көрсетілген электрқабылдағыштар үшін

;

паспорттық қуаты киловольтампермен ПВ ¹ 100% деп көрсетілген электрқабылдағыштар үшін

,

мұндағы ПВ – қосылудың номиналды паспорттық ұзақтығы, пайызбен;

паспорттық қуаты киловольтампермен көрсетілген электрқабылдағыштар үшін

.

2.5.6 6 - бағана А тобы бойынша қорытынды жолда ғана толтырылады және электрқабылдағыштардың эффективті санын n_э табу әдісінде қолданылады. m саны келесі формула бойынша анықталады

, (1)

мұнда P_н.макс., P_н.мин. – А тобындағы электрқабылдағыштардың төменгі және жоғарғы номиналды активті қуаты.

m санының дәл қажет емес, m>3 немесе m ≤3 екендігін анықтау жеткілікті.

2.5.7 7 - бағанаға – қолдану коэффициентінің мәні.

2.5.8. 8 - бағанының алымында cosφ коэффициенттерінің мәндері, берілген кесте бойынша, ал бөлімінде tgφ жазылады.

2.5.9. 9 - бағанда электроқабылдағыштың әрбір топшаға арналған ең көп жүктелген аусымдағы орташа активті жүктемесі төмендегі формула бойынша есептеледі:

Р_см = К_И · Р_Н, кВт. (2)

2.5.10. 10 - бағанада электроқабылдағыштың әрбір топшаға арналған ең көп жүктелген аусымдағы орташа реактивті жүктемесі төмендегі формула бойынша есептеледі.

Q_см=Р_см · tgφ, кВАр. (3)

2.5.11. Қоректендіргіштің түйіндегі қорытынды жүктемесін анықтау үшін, есептелінген түйіндегі А тобындағы электроқабылдағыштың қолдану коэффициентіннің орташа мәнін есептеу керек.

Ол үшін:

а) 2-бағанада “қорытынды” сөзін ерекше көрсетіп, 5,9 және 10 бағаналар бойынша қорытынды жүргізілгеді;

б) алынған мәліметтерден есептелінген түйін бойынша пайдаланылатын коэффициентінің орташа өлшемді мәні анықталады:

К_и = . (4)

Алынған нәтижені 7 бағанадағы қорытынды қатарына жазып қояды.

2.5.12. Сонан соң электроқабылдағыштың тиімді санын n_э санап алу қажет, берілген қоректендіргіштің есептелінетін түйін үшін - 16 бағана ( 11, 12, 13 және 15 бағаналар n_э анықтау үшін көмекші болып табылады).

Бұл тәсіл n_э анықтаудағы келесі ықшамдалған қолдануға ұсынады:

– m ≤3 болған кезде, электроқабылдағыштың эффективтілік саны олардың фактілік санына тең етіп алынады: n_э=n;

– m>3 және топтық коэффициенті К_и>0,2 болған кезде, электроқабылдағыштың эффектілік саны мына формула бойынша анықталады:

, (5)

Егер бұл формуладан табылған n_э, n_э (3 бағана) электроқабылдағыштың фактілік санынан үлкен болса, онда n_э=n деп қабылдаймыз:

– m>3 және топтық коэффициенті К_и<0,2 болған кезде, электроқабылдағыштың эффектілік саны келесі кезектілікпен анықталады:

а) Берілген қоректендіргіштің қуаты бойынша ең үлкен электроқабылдағыш алынады

б) 11 - бағанада берілген түйін бойынша электроқабылдағыштардың саны n₁ жазылады, олардың әрбір номиналды қуаты, қуаты ең үлкен электроқабылдағыштың жарты қуатынан кем емес;

в) осы n₁ электроқабылдағыштардың толық қуаты анықталады және 12 бағанаға жазылады;

г) 13 - бағанаға мәні жазылады, ол төмендегі формула бойынша анықталады:

, (6)

д) 14 - бағанаға n_* мәні жазылады, ол төмендегі формула бойынша есептеледі:

; (7)

е) 15 - бағанаға (13 бағана) және n_* (14 бағана) байланысты [7] кестеде анықталатын n_э*=n_э/n қатысты мінін енгіземіз.

ж) 16 - бағанада іздеп отырған электроқабылдағыштың эффектілік санын анықтаймыз.

n_э = n_э* · n . (8)

2.5.13. 17 - бағана К_м максимальды коэффициент электроқабылдағыштың n_э және орта өлшенген К_и,эффектілік санына байланысты [7,10] кестемен анықталады.

2.5.14. 18 – бағана түйіннің күштік электроқабылдағышынан максимальды активті жарты сағаттың жүктемесі:

Р_м = К_м · Р_см . (9)

Электроқабылдағыштың n≤ 3 топтағы фактілік саны бойынша, қуат – Р_м=∑ Р_н , реактивтік қуаты – Q_м=0,75×SРн, ЭҚ созылмылы режим үшін (cosφ=0,8), Q_м=0,87×SРн – ЭҚ қайтымды үзілмелі режим (cosφ=0,75).

2.5.15. 19 – бағана түйіннің күштік электроқабылдағышының максимальды реактивті жарты сағатты жүктемесі мынаған тең етіп қабылданады:

– n_э ≤ 10 болғанда, Q_м =1,1 Q_см; (10)

– n_э >10 болғанда, Q_м =Q_см. (11)

2.5.16. К_м бірге тең болады, егер Б топтағы электроқабылдағыштар тұрақты бір жүктемеде болса және масималды электрлік жүктеме - жүктелген ауысымның орташа мәніне тең.

Р_м =Р_см , Q_м =Q_см. (12)

2.5.17. А және Б топтағы электроқабылдағыштардың толық, орташа және максимальды активті және реактивті жүктемелері, осылардың қосындысымен анықталады.

2.5.18. 20 - бағана максимальды толық жүктемесі төмендегі формула бойынша анықталады:

. (13)

2.5.19. 21 - бағана – үш фазалық ток үшін, есептелінетін максималды ток

. (14)

2.6 Электроқабылдағыштарға марка, сымдардың қимасын және өткізу тәсілін, қорғаныс аппаратын (сақтандырғыштар, автоматтар) таңдау есептеулерге сәйкес.

Жүктеме түйінге типін (түрін) (ШР, ПР, ШРА) және марка, оларға кабельдік қимасын және орнату тәсілін таңдау.

1 кВ кернеу желісіне дейін қорғанысты балқымалы сақтандырғыш және автоматты ажыратқыш орындайды.

Сақтандырғышты таңдау келесі шаттар бойынша жүзеге асырылады:

а) I_{ном.пред.} ³ I_дл.;

б) I_{ном.пл.вст..}³ I_{расч пл.вст.}

мұнда, I_дл созылмалы есептелінетін ток, ол мына формула бойынша анықталады:

. (15)

I_{расч.пл.вст.} –есептелінетін балқымалы тоқ, ол келесі формула бойынша табылады:

, (16)

мұнда, a - жіберу токтың төмендеткіш коэффициенті, ол ЭҚ жіберу режиміне байланысты: a =1,6 – ауыр жіберу режимінде, a = 2 орташа жіберу режимінде, a =2,5 жеңіл жіберу режимінде.

Автоматты ажыратқыштарды таңдау келесі шарттар бойынша жүзеге асырылады:

а) I_ном.ав.³ I_дл.;

б) I_{ном.расц.} ³ I_дл.;

в) I_{сраб.эл.расц.} ³ 1,25´ I_пуск.

Электроқабылдағыштарға сымды таңдау және жүктеме түйінге кабельді таңдау келесі шарттар бойынша жүзеге асырылады:

а) I_{доп.пров.} ³ ;

б) I_{доп.пров.}³ ,

мұндағы, К_защ –қорғау коэффициент, К_защ=0,33 – сақтандырғыш үшін К_защ=0,22; 0,66; 1 –автоматты ажыратқыштар үшін;

К_попр – түзету коэффициенті, кабельдер мен сымдарды орнату жағдайында;

I_защ = I_{ном.пл.вст.} – сақтандырғыштың қорғаныс тоғы;

I_защ = I_{ном.расц.} – автоматты ажыратқыштың қорғаныс тоғы.

Жүктеме түйінінің типін есептелінетін токқа байланысты анықтама мәліметтер бойынша таңдалады.

Жүктеме түйінінің есептелген нәтижелерін есептік - монтажды кестеге енгізіледі.

2.7 Сақтандырғыш пен автоматтарды таңдағаннан кейін, сақтандырғыштың балқымалы тіреуіш және автомат таратқыш орнатылған аймақ желісін мықты қорғауын тексеру қажет. Төртсымдық 380/220 В және 660/380 желісіндегі жерленген нейтральі бар, бірфазалық жерге тұйықталу болғанда қ.т. болады және қорғаныспен сенімді өшіру керек. Мысал ретінде, шинадан алыстатылған ТҚ электроқабылдағыш. Қысқа тұйықталу тоғын есептеуге арналған есептеу нүктелері 1-суретте келтірілген.

1 Сурет

ТП – трансформаторлы қосалқы станция; А1 (П), А2, А3 - қорғаныс аппараттары;

КС - кабельді сым; АПВ - ЭҚ қоректендіруге арналған сым; КП - күштік пункт; ЭҚ - электроқабылдағыш; К1 - электроқабылдағыштың қысқышындағық.т. нүктесі; К2 - қоректендіру түйін шинасындағы қ.т. нүктесі; К3 - ТП шинадағы қ.т. нүктесі.

Бірфазалық қ.т. қысқа (еселік) тоқ желінен едәуір алыстатылған нүктесі төмендегідей болу қажет:

I⁽¹⁾_к.мин. ³ 3 I_{пл.вст.ном.}, (17)

I⁽¹⁾_к.мин. ³ 1,25 I_{ном.расц.}

Бірфазалық қ.т. тоғы төмендегідей анықталады:

I⁽¹⁾_к.мин. = . (18)

Мұндағы, U_ф – желінің фазалық кернеуі , В;

Z_тр - трансформатор кедергісі , Ом;

- фазалық нольдік сымның желідегі ілмектік толық кедергісі,Ом.

Бірфазалық к.з. тоқтың қажетті мөлшері қиманың нөлдік сымын дұрыс таңдау есебінен қамтамасыз етіледі, ал оның тиімділігі фазалық сымның өткізуінен 50% кем болмауы қажет. Нөлдік өткізгіш ретінде мыналар қолданылады: шина өткізгіштік металдық қабаты, кабельдік алюминийдің қабаты, электроөткізгіштің болатты құбырлары, осы мақсатта арнайы алынған өткізгіштер. Барлық аймақ желі ішінде трансформатордан электроқабылдағышқа дейінгі нөлдік сым арнайы құрылысымен және түрлі металдан орындалады, сондықтан оның кедергісін анықтау кейбір қиындықтар тудырады. Бұл шешімді оңайлату үшін 3,4 кестелерде нольдік сымның, трансформатордың, 1/3 Z трансформатор мен фазалық-нольдік тізбектегі кедергісінің кейбір техникалық мәліметтері келтірілген.

Егер сақтандырғыш немесе автомат желіні қ.т.. ғана қорғаса, онда номиналды ток I_{пл.вст.ном.} және I_{ном.расц} аймақ желісін қорғауға қажетті тоқтан (I_доп) аспауы қажет. I_{пл.вст.ном.} ³ 3 I_доп; I_{ном.расц.} ³ 4,5 I_доп