2. Пример

Дано:

Вариант — 30

Категория ЭСН-1

Электроприемники:

№ 1—7—19—21—24—25—29

Цех машиностроения — 350 м²

Требуется:

• составить схему ЭСН;

• рассчитать нагрузки и заполнить сводную ведомость нагрузок;

• выбрать ТП-10/0,4.

Решение:

• По таблице 6 по номерам находятся нужные электроприемники и разбиваются на группы: 3-фазный ДР, 3-фазный ПКР, 1-фазный ПКР, ОУ.

Выбираются виды РУ: ШМА, РП, ЩО.

Исходя из понятия категории ЭСН-1, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки.

Так как потребитель 1 категории ЭСН, то ТП — двухтрансформаторная, а между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).

Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1 (для 3-фазного ПКР), РП2 (для 1-фазного ПКР), ЩО, ШМА1 и ШМА2 (для 3-фазного ДР).

Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН (рис. 4).

• Нагрузки 3-фазного ПКР приводятся к длительному режиму

Р_н= Р_П √ПВ = 5√0,6 = 3,9 кВт.

• Нагрузка 1-фазного ПКР, включенная на линейное напряжение, приводится к длительному режиму и условной 3-фазной мощности:

Р_н=S_ncosφ √ПB = 28 ·0,4 ·√0,4 = 7,1 кВт;

Р_н=Р_ф.нб= (2Р_н +2Р_н) / 2 = 2Р_н = 2·7,1=14,2 кВт;

Р _А = Р_С = Р_ф.нм =(Р_н +2Р_н) / 2 = 1,5Р_н = 1,5·7,1=10,7 кВт;

Н = (Р_ф.нб – Р_ф.нм) / Р_ф.нм ∙10² = (14,2 – 10,7) / 10,7 ∙10² = 33 % > 15 %,

3-фазный ПКР 1-фазный ПКР

тогда

Р_у = 3∙Р_м.ф = 3· 14,2 = 42,6 кВт.

• Определяется методом удельной мощности нагрузка ОУ:

Р_оу = P_yдS= 10 · 350 · 10^-3 = 3,5 кВт.

• Распределяется нагрузка по секциям.

Секция 1	Нагрузка приведенная, кВт		Секция 2
1	2	3	4
РП1			РП2
Тельфер 3,9 х 8	31,2	42,6	42,6 Трансформатор сварочный
			ЩО
		3,5	3,5
ШМА1			ШМА2
Компрессорная установка 28 х 3	84	56	28 х 2 Компрессорная установка
Станок карусельный 40 х 1	40	40	40 х 1 Станок карусельный
Печь сопротивления 35x3	105	105	35 х 3 Печь сопротивления
Транспортер 10x1	10	20	10x2 Транспортер
ИТОГО	270,2	267,1	ИТОГО

Примечание. Резервные электроприемники в расчете электрических нагрузок не учитываются.

• Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость...» (табли­ца 7).

Колонки 1, 2, 3, 5, 6, 7.

Колонка 4: Р_н.∑ =Р_нп, кроме РП2 с 1-фазными электроприемниками и ЩО.

Так как на РП1, РП2, ЩО электроприемники одного наименования, итоговых расчетов не требуется.

Расчеты производятся для ШМА1 и ШМА2.

Определяются Рсм = КИРН, QCM = Рсмtgφ, SCM = √(Рсм2 +Qсм2), результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.

ОпределяютсяК_и.ср = Р_см.∑ / Р_н.∑, cos φ = Р_см.∑ / S_cv.∑, tg φ = Q_см.∑ / Р_см.∑для ШМА1 и ШМА2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Определяется п_э = F(n, т,К_и.ср ,Р_н)⁼F(8,> 3, > 0,2, переменная) = 8, результат заносится в колонку 12.

Определяется К_м = F(К_и.ср, п_э), результат заносится в колонку 13.

Определяются Р_М = К_мр_см; Q_М = К_м^’Q_см; S_м = √(Р_м² +∆Q_м²),результат заносится в колонки 15, 16, 17.

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.

I_M(РП1) = S_М(РП1) / (√3 · V_Л) = 18,8 / (√3 · 0,38) = 28,6 А;

I_M(РП2) = S_М(РП2) / (√3 · V_Л) = 21,3 / (√3 · 0,38) = 32,4 А;

I_M(ШМА1) = S_М(ШМА1) / (√3 · V_Л) = 215 / (√3 · 0,38) = 326,8 А;

I_M(ШМА2) = S_М(ШМА2) / (√3 · V_Л) = 196 / (√3 · 0,38) = 297,9 А;

I_M(РП1) = S_М(РП1) / (√3 · V_Л) = 18,8 / (√3 · 0,38) = 28,6 А;

I_M(ЩО) = S_М(ЩО) / (√3 · V_Л) = 3,2 / (√3 · 0,38) = 4,9 А.

Определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 15, 16, 17.

∆Р = 0,02 ·S_нн = 0,02 · 473,1 = 9,5 кВт;

∆Q = 0,1 ·S_нн = 0,1 · 473,1 = 47,3 квар;

∆S = √(∆Р² + ∆Q²) = √(9,5² + 47,3²) = 48,3 кВ·А.

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности.

S_т≥S_P=0,7S_m(ВН)= 0,7 · 521,4 = 365 кВ·А.

Выбирается КТП 2 х 400-10/0,4;

с двумя трансформаторами ТМ 400-10/0,4;

R_Т = 5,6 мОм; ∆P_ХХ = 0,950 кВт;

X_Т = 14,9 мОм; ∆P_КЗ = 5,5 кВт;

Z_Т = 15,9 мОм; u_кз = 4,5 %;

Z_Т⁽¹⁾ = 195 мОм; i_хх = 2,1 %.

K_З = S_нн / S_Т = 473,1 / (2·400) = 0,59.

Ответ:Выбрана цеховая КТП 2 х 400-10/0,4; К₃= 0,59.

3 . Задание

Контрольные вопросы:

1. Дать определение трансформатору.

2. Дать определение мощности.

3. Рассказать методику выбора числа и мощности трансформаторов.

Лабораторная работа № 7

ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ГАШЕНИЯ ДУГИ

Цель: ознакомление с методами анализа динамики и структуры производства, энергоресурсов и разработки топливно-энергетического баланса.

Подготовка к работе:

1. Пройти инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.

2. Ознакомиться с описанием работы.

3. Выполнить практическую часть лабораторной работы: изучить имеющееся оборудование, сделать характеристику и описание.

1. Пояснения к работе

Условия возникновения и горения дуги

Рисунок 1 - Распределение напряжения U (a) и напряженности T (б) в стационарной дуге постоянного тока

При замыкании контактов в цепи высокого напряжения возникает электрический разряд в виде дуги. В дуге различают околокатодное про­странство, ствол дуги и околоанодное пространство. Все напря­жение распределяется между этими областями. Около катода наблюдается вы­сокая напряженность электрического поля (10⁵—10⁶ В/см). При таких высо­ких напряженностях происходит ударная ионизация. Электроны, вырванные из катода силами электрического поля (автоэлектронная эмиссия) или за счет нагрева катода (термоэлектронная эмиссия), разгоняются в электрическом поле и при ударе в нейтральный атом отдают ему свою кинетическую энергию. Образовавшиеся в результате ионизации свободные электроны и ионы со­ставляют плазму ствола дуги. В стволе дуги проходит боль­шой ток и создается высокая температура.

Высокие температуры в стволе дуги приводят к интенсивной термоионизации, которая поддерживает большую проводимость плазмы. Чем больше ток в дуге, тем меньше ее сопротивление, поэтому требуется меньшее напряжение для горения дуги, т. е. дугу с большим током погасить труднее.

Если дуга погашена теми или иными способами, то напряжение между контактами выключателя должно восстановиться до напряжения питаю­щей сети. Однако поскольку в цепи имеются индуктивные, активные и емкостные сопротивления, возникает переходный процесс, появляются коле­бания напряжения, амплитуда которых может значительно превышать нормальное напряжение. Для отключающей аппаратуры важно, с какой скоростью восстанавливается напряжение.

Таким образом, можно заключить, что дуговой разряд начинается за счет ударной ионизации и эмиссии электронов с катода, а после зажигания дуга поддерживается термоионизацией в стволе дуги.