Южно – Уральский государственный университет
Заочный инженерно-экономический факультет
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине Электропитающие системы и сети
группа: ЭС-411
специальность: 140211
Выполнил: Смирнова Е.В.
Проверил: Пястолова А.В.
Челябинск
2009
Вариант № 37
Выбор сечения проводов районных сетей
На рис. 1 представлена схема районной электрической сети, проектируемой на напряжение Uном. Линия l1 воздушная двухцепная, а линии l2–l5 воздушные одноцепные. Исходные данные для всех вариантов контрольного задания представлены в таблице. Для подстанций указаны наибольшие значения нагрузок. Требуется выбрать сечения проводов по экономической плотности тока и проверить их по короне и по нагреву.
| Uном, кВ | Длина линии, км | П/ст 1 | П/ст 2 | П/ст 3 | П/ст 4 | ||||||||
| l1 | l2 | l3 | l4 | l5 | Р/tg φ, МВт/ | Тнб, ч. | Р/tg, МВт/ | Тнб, ч. | Р/tg φ, МВт/ | Тнб, ч. | Р/tg, МВт/ | Тнб, ч. | |
| 150 | 80 | 10 | 30 | 60 | 40 | 45/0,25 | 6500 | 50/0,4 | 7500 | 25/0,29 | 4500 | 25/0,35 | 3500 |
Решение:
При заданных значениях tg φ значения cos φ и sin φ нагрузок будут
cos φ1=0,97 sin φ1=0,24
cos φ2=0,93 sin φ2=0,37
cos φ3=0,96 sin φ3=0,28
cos φ4=0,94 sin φ4=0,33
Представим нагрузки в следующем виде:
Разрезаем кольцевую сеть по узлу А и рассматриваем ее как линию с двухсторонним питанием (рис. 1.1). По формуле определяем потоки мощности на головных участках сети:
L
2/10 2 L5/40 3 L4/60 4 L3/30
S
1 S2 S3 S4
Рис.1.1
Проверка:
Следовательно, расчет потоков мощности на головных участках сети выполнен правильно.
По первому закону Кирхгофа определяем поток мощности в линии 2:
Определяем токи в линиях по формуле:
Для всей сети Tнб определяем как средневзвешенное значение:
Согласно расчета для данного Tнб экономическая плотность тока jэ = 1 А/мм2.
Экономически целесообразные сечения проводов линий:
Принимаем ближайшие стандартные, наименьшие сечения проводов с учетом недопущения короны:
для линии 1,2,3,4 – провод АС – 70/11 c Iдоп = 265 А
Проверяем провода по допустимому нагреву, для чего рассчитаем максимальные токи в линиях в послеаварийных режимах.
Максимальные значения токов в послеаварийных режимах меньше допустимых. Окончательно принимаем сечения проводов, выбранные ранее.
Контрольное задание 3
Задача 1. Расчет потерь напряжения в местной сети. Разомкнутая сеть, представленная на рис.2 выполнена кабельными линиями с алюминиевыми жилами. Исходные данные для всех вариантов контрольного задания представлены в табл. Допустимую потерю напряжения Uдоп для всех вариантов принять равной 0,05Uном. Коэффициент реактивной мощности tg нагрузок принять для всех вариантов одинаковым. Требуется определить максимальную потерю напряжения и сравнить ее с допустимой.
Uном, кВ | Нагрузка потребителей | Параметры линий | ||||||||||
| Sн1, кВА | Sн2, кВА | Sн3, кВА | Sн4, кВА | tg φ | l1/F1, км/мм2 | l2/F2, км/мм2 | l3/F3, км/мм2 | l4/F4, км/мм2 | ||||
| 0,38 | 10 | 15 | 7 | 20 | 0,75 | 0,3/95 | 0,08/70 | 0,3/16 | 0,06/35 | |||
S
315кВА
1
Z1 Z2 Z4
U
1 2 3 5
S
1 S2
Z3
S
2 10кВА S5 20кВА
4 S47кВА
Рис.2.1
Задача 2. Расчет низковольтной электрической сети и выбор плавких вставок. Питание двухсекционного распределительного щита РЩ предприятия осуществляется по двум кабельным линиям от шин 380 В трансформаторной подстанции ТП 10/0,38 кВ (рис. 3). Секции распределительного щита в нормальном режиме работают раздельно. При повреждении одного из кабелей замыкается секционный разъединитель QS на щите, и питание всех потребителей осуществляется по одному кабелю, оставшемуся в работе. Кабельная линия выполнена кабелями с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке марки ААШв1, проложенными в общей траншее при расстоянии между ними в свету 100 мм. Наивысшая температура почвы на глубине прокладки кабеля плюс 200С. Коэффициент одновременности m для линии равен 0,6. От РЩ получают питание несколько асинхронных двигателей и осветительная нагрузка. Двигатели и осветительная нагрузка находятся на первом этаже цеха. Наивысшая расчетная температура воздуха в цехе плюс 300С. Распределительная сеть для питания двигателей и освещения выполнена проводом марки АПВ и АПВС с алюминиевыми жилами. Прокладка проводов к двигателям осуществляется в стальных трубах, а для осветительной нагрузки предусматривается групповая сеть. Продолжительность использования максимальной нагрузки для всех потребителей составляет не более 2500 ч. Остальные исходные данные приведены в табл.
Требуется: 1) указать места установки в сети предохранителей; 2) выбрать сечения проводов и кабелей по условиям нагрева; 3) рассчитать номинальные токи плавких вставок предохранителей.
| Двигатель Д1 | Двигатель Д2 | Нагрузка освещения, кВт | ||||||||||
| Рн,кВт | Cos φ | η | Iп/Iн | Кз | N1 | Рн,кВт | Cos φ | η | Iп/Iн | Кз | N2 | |
| 20 | 0,91 | 0,87 | 6,0 | 0,92 | 5 | 10 | 0,85 | 0,88 | 5,5 | 0,95 | 4 | 29 |
;
;
Д1: Для двигателей, имеющих номинальную мощность Pном, коэффициент мощности cos , коэффициент полезного действия и коэффициент загрузки kз, Iнб.р - наибольший рабочий ток определяется по формуле
Выбираем сечение 10мм2, допустимый длительный ток равен 65А.
,
где k=3 коэффициент для промышленных предприятий и силовых установок.
выбираем по 
наиболее ближайший равный 
Условия по выбору сечения выполняются.
Д2:
Выбираем сечение 4мм2, допустимый длительный ток равен 50А.
выбираем по наиболее ближайший равный 
.
Условия по выбору сечения выполняются.
Освещение:
Для осветительной нагрузки при известной мощности Pосв
Выбираем сечение 6мм2, допустимый длительный ток равен 80А.
выбираем 60А.
Для линии, по которой осуществляется электроснабжение нескольких электроприемников и которая защищается предохранителем, при расчете Iнб.р предполагается, что пускается только один самый крупный двигатель. При n нагрузках, коэффициенте одновременности m и пуске двигателя k
Выбираем сечение от ТП до РЩ 185мм2, допустимый длительный ток равен 345А.
Условие по выбору сечения выполняется.
для обеих линий.