ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ АРКТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра: электроэнергетики и транспорта

Контрольная работа

по дисциплине

«Электропитающие системы и электрические сети»

Выполнил:

Студент 3 курса ФАТ

направления: «Электроэнергетика и электротехника»

Ф.И.О. Дураманов С.А.

Шифр: Элбзс – 12166

Проверил:

Мурманск

2015

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Задача 1

От трансформаторной подстанции получают питание Z N – квартирных жилых домов с газовыми плитами, школа с числом учеников до X человек и кинотеатр на Y мест. Определить расчетную нагрузку трансформаторной подстанции, принимая величину коэффициента мощности для жилых до­мов и общественных зданий одинаковой и равной cos φ.

Исходные данные к задаче 1

Таблица 1

Параметр	Наименование	Последняя цифра № студенческого билета	Предпоследняя цифра № студенческого билета
		6	6
Z	домов	7	-
N	квартир	70	-
X	человек	900	-
Y	мест	1000	-
cos φ	-	-	0,95

Решение:

1. Для такого числа газифицированных квартир определяется расчетная нагрузка по таблице 2 согласно рд 34.20.185 – 94 «Инструкция по проектиро-ванию городских электрических сетей».

Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий, кВт/квартира

Таблица 2

Потребители электроэнергии	Количество квартир
	1-3	6	9	12	15	18	24	40	60	100	200	400	600	1000
Квартиры с плитами:
- на сжиженном газе	6	3,4	2,9	2,5	2,2	2	1,8	1,4	1,3	1,08	1	0,92	0,84	0,76

Удельные расчетные нагрузки для промежуточного числа квартир определяется методом интерполяции.

Для 70 квартирного дома: 1,08 кВт/квартира

Мощность одного дома: Р_д = 70 × 1,08 = 75,6 кВт

Мощность жилых домов: Р_{всех домов} = 75,6 × 7 = 529,2 кВт

Полная мощность с учетом cos φ:

S_{всех домов} = = = 557,053 кВА

2. Удельные расчетные электрические нагрузки общественных зданий

определяются по таблице 3 согласно РД 34.20.185 – 94 «Инструкция по проектированию городских электрических сетей».

Удельные расчетные электрические нагрузки общественных зданий

Таблица 3

Общественные здания	Единица измерения	Удельная нагрузка
Общеобразовательные школы:
- с электрифицированными столовыми и спортзалами	кВт/учащийся	0,22
Учреждения культуры и искусства:
Кинотеатры и киноконцертные залы:
- с кондиционированием воздуха	кВт/место	0,12

Мощность школы: Р_школы = 900 × 0,22 = 198 кВт

С учетом коэффициента участия в максимуме электрических нагрузок:

Р_школы = 198 × 0,7 = 138,6кВт

Полная мощность с учетом cos φ: S_школы = = = 145,89 кВА

Мощность кинотеатра: Р_{кинотеатр} = 1000 × 0,12 = 120 кВт

С учетом коэффициента участия в максимуме электрических нагрузок:

Р_{кинотеатр} = 120 × 1 = 120 кВт

Полная мощность с учетом cos φ: S_{кинотеатр} = = = 126,31 кВА

3. Итого мощность электрифицированного района:

S_полная = S_{всех домов} + S_школы + S_{кинотеатра} 

S_полная  = 557,053 + 145,89 + 126,31 = 829,253кВА

Для электрификации района выбираем силовой трансформатор марки

ТСЗ- 1000/10-уз; S_ном = 1000 кВА.

Задача 2

Линия силовой сети напряжением U, В комбината бытового обслужи­вания выполнена проводами с алюминиевыми жилами и с полихлорвинило-вой изоляцией, проложенными в пожароопасном помещении в трубах (три провода в одной трубе). Температура окружающего воздуха +25 ºС, длитель-ный ток линии I_дл А, кратковременный ток линии (при самозапус­ке двигате-лей вентиляции) I_кр, А.

Выбрать сечение проводов линии, если:

а) линия защищена плавкими предохранителями типа ПН;

б) линия защищена автоматическими выключателями, тип указан в табл. 4.

Исходные данные к задаче 2

Таблица 4

Параметр	Единица измерения	Оборудование	Показатель	Последняя цифра № студенческого билета	Предпоследняя цифра № студенческого билета
				6	6
U	В	-	-	127/220	-
Iдл	А	-	-	35	-
Iкр	А	-	-	180	-
-	-	Предохранитель	Тип	-	ПН-2-250
-	-	Автоматический выключатель	Тип	-	АВМ-10Н

Решение: 

1. Номинальный ток плавкой вставки предохранителя должен удовлетворять соотношениям:

I_пл.в. ≥ I_дл ,

I_вл.в. ≥

Для вентиляторов условия пуска легкие и коэффициент β может быть принят равным β = 2,5. 

По условию длительного тока линии:

I_пл.в. ≥ I_дл ,

а по условию кратковременного тока при самозапуске двигателей:

I_пл.в.   ≥ ,

I_пл.в.   ≥ ,

80  ≥ 72 А.

Определяющим для выбора предохранителя является второе условие: на линии следует установить предохранитель с плавкими вставками на номинальный ток 72А, следовательно плавкий предохранитель ПН-2-250 не подходит.

Выбираем предохранитель марки ПН-2-80 с номинальным током плавкой вставки 80 А.

При нормальных условиях прокладки значение К_п = 1 и сечение проводов определяется по двум формулам:

I_н.д. ≥ I_дл,

I_н.д. ≥ К_зI_з

По условию длительного тока линии:

I_н.д. ≥ I_дл,

I_н.д. ≥ 35 А,

а по условию соответствия номинальному току предохранителя:

I_н.д. ≥ К_зI_з ,

I_н.д. ≥ 1×80=80 А

Линия проходит в пожароопасном помещении и должна быть защищена от перегрузки, значение коэффициента К_з = 1.

Последнее условие является решающим при выборе сечения проводов. По таблице 1-3-5 ПУЭ-7 для 3-х проводов с алюминиевыми жилами, проложенных в трубах, выбирается сечение, соответствующее расчетной нагрузке в мм². Сечение 25 мм² на ток 80 А.

2. Номинальный ток теплового элемента комбинированного расцепителя выбирается по соотношению:

I_н.т. ≥ I_дл

Ввиду некорректно предложенного по условию задания марки автоматического выключателя АВМ-10Н, у данного типа которого номинальный ток комбинированного расцепителя начинается от пределов 500 А, предлагается выбрать другой тип автоматического выключателя, марки AAB-40 с I_ном катушки максимального расцепителем I _н.т. = 40 А

I_н.т. ≥ I_дл

40 ≥ 35

Возможность действия расцепителя при самозапуске двигателя :

I_ср.э. ≥ К_зап I_кр..,

500 ≥ 1,25 × 180,

500 ≥ 225 А,

где К_зап = 1,25 - коэффициент запаса.

Ток срабатывания теплового расцепителя допускает регулировку. Необходимо принимать ток срабатывания этого расцепителя на 30% больше, чем длительный ток линии и, учитывая по табл. 4 МУ минимальную кратность допустимого тока на провод по отношению к току срабатывания автоматического выключателя = 1, получим

I_ср.э. = I_н.т. × 130% × 1 = 40 × 130% × 1 = 52 А

Окончательно выбираем автоматический выключатель ABB-60

с расцепителем на номинальный ток I _н.т. = 60А.

По таблице 1-3-5 ПУЭ-7 для 3-х проводов с алюминиевыми жилами, проложенных в трубах, выбирается сечение, соответствующее расчетной нагрузке в мм². Сечение 16 мм² на ток 60 А.

Задача 3

Определить величины допустимых потерь напряжения в городских рас-пределительных сетях напряжением U₁, В и напряжением U₂, кВ и диапазон регулирования напряжения в ЦП при следующих условиях:

1. Нагрузка сети однородна и графики ее изменения во времени для присоединительных к сети ТП одинаковы.

2. Отношение максимальной нагрузки сети к минимальной – К_м.

3. Потери напряжения в трансформаторе для режима максимальных нагрузок ∆U^'' = 3%.

4. Допустимые отклонения на зажимах приемников: δU₍₊₎ = +5 % и

δU_(-) = – 5%.

5. Зона нечувствительности устройства РПН и ЦП – δU_В.Ц.

6. Потеря напряжения в сети 380/220 В до ближайшего приемника – ∆U^''_Н1.