Министерство образования и науки РФ

Заочный инженерно-экономический факультет

Политехнический институт ЮУрГУ

Контрольная работа №1

(Вариант 9-29)

По дисциплине: “Электроснабжение”

Преподаватель: Ершов А.М. “__”_________2017 г.

Автор работы

студент группы ПЗ-471

Беккер В.Д. “__”_________2017 г.

Челябинск 2017

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

При изучении курса «Электроснабжение» студентом выполняется одно контрольное задание. Варианты выдаются преподавателем кафедры во время установочных лекций или доводятся до сведения студента через методический кабинет факультета. Исходные данные приведены в табл. 1 и 2:

– первая цифра соответствует варианту в табл. 1;

– вторая цифра соответствует варианту в табл. 2.

На рисунке приведена схема электроснабжения цеха, на которой обозначено:

ПС 110/10 кВ – понизительная подстанция напряжением 110/10 кВ предприятия, от которой осуществляется электроснабжение цеха;

Q1–Q4 – выключатели напряжением 10 кВ;

W1–W2 – кабельные линии напряжением 10 кВ, длина: L₁ = 800 м;

ТП 10/0,4 кВ – цеховая трансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 кВ;

Т1 и Т2 – силовые трансформаторы цеховой ТП;

1СШ и 2СШ – 1и 2 секции сборных шин цеховой ТП, напряжение 400 В;

QF1–QF10 – автоматические выключатели;

W3–W7 – кабельные линии напряжением 380 В, длина L₃ = 25 м; L₄ = 300 м; L₅ = 50 м; L₆ = 70 м; L₇ = 150 м;

РПН-1 и РПН-2 – распределительные пункты низковольтные;

QS1 и QS2 – рубильники;

F1–F5 – плавкие предохранители;

БКН – батарея конденсаторов низковольтная;

М1–М7 – асинхронные электродвигатели;

ПС – печь сопротивления;

ПА – преобразователь агрегат.

Рисунок. Схема электроснабжения цеха

Вариант 19-39

№ варианта	М1			М2			М3
	Рд.н, кВт	КП	Cos φ	Рд.н, кВт	КП	Cos φ	Рд.н, кВт	КП	Cos φ	ПВ, о.е.
9	160	5	0,9	100	5,5	0,82	22	5	0,85	0,45

№ варианта	М4				М5
	Рд.н, кВт	КП	Cos φ	ПВ, о.е.		Рд.н, кВт	КП	Cos φ	ПВ, о.е.
9	37	6	0,87	0,6		5	6,0	0,9	0,35

№ варианта	М6				М7
	Рд.н, кВт	КП	Cos φ	ПВ, о.е.	Рд.н, кВт	КП	Cos φ	ПВ, о.е.
29	6,0	6,5	0,88	0,15	22	5	0,8	0,2

№ варианта	ПА		ПС, Рн, кВТ		Дополнительная нагрузка			Мощность SКЗ, МВА		tg φэ
	Sн.т, кВт	Cosφ				Рр, кВт	Qp, кВар
29	85	0,85		150		210	120		350		0,45

Электроснабжение цеха осуществляется от понижающей подстанции промышленного предприятия ПС 110/10 кВ по кабельным линиям W1 и W2. В цехе установлена двухтрансформатоная подстанция ТП 10/0,4 кВ.

Категория надежности электроснабжения цеховых потребителей вторая. Коэффициент загрузки К_З.Н силовых трансформаторов Т1 и Т2 в нормальном режиме работы следует принять равным 0,7 с учетом того, что в послеаварийном режиме (при отключении второго трансформатора) коэффициент загрузки может составить К_З.П = 1,4. Электрической нагрузкой силового трансформатора Т1 в нормальном режиме работы являются электродвигатели М1–М5, подключенные к РПН-1, печь сопротивления ПС, преобразовательный агрегат ПА, электродвигатели М6 и М7, подключенные к РПН-2, и дополнительная расчётная активная Р_ДОП и реактивная Q_ДОП нагрузка.

В задании требуется:

1. Определить последовательно расчетную нагрузку на сборных шинах РПН-1, РПН-2 и 1СШ цеховой ТП. Для дальнейших расчётов нагрузку на сборных шинах 2СШ принять равной нагрузке 1СШ.

2. Определить номинальные мощности трансформаторов Т1 и Т2 и выбрать их по каталогам.

3. Выбрать сечение и марку кабелей W1 и W2, проложенных в земле. Проверить эти кабели на термическую стойкость токам короткого замыкания (после расчёта токов КЗ, п. 5, и построения диаграммы селективности, п. 6)

4. Выбрать сечение и марки кабелей W3–W7 с алюминиевыми жилами, проложенных в кабельном лотке.

5. Рассчитать токи трехфазных коротких замыканий в электрической сети напряжением 10 кВ (на сборных шинах 1СШ подстанции ПС и на вводах трансформатора Т1) и в электрической сети напряжением 380 В (на сборных шинах 1СШ цеховой ТП, РПН-1 и РПН-2) при заданной мощности короткого замыкания S_КЗ на 1СШ напряжением 10 кВ подстанции.

6. Нарисовать диаграмму селективности (времени срабатывания) релейной защиты при отключении токов коротких замыканий на разных ступенях системы электроснабжения.

7. Выбрать параметры плавких предохранителей F1–F5 для защиты электродвигателей М1–М5. Выбрать для низковольтного распределительного пункта РПН-1 шкаф типа ШРС. Выбрать автоматический выключатель QF5.

8. Выбрать автоматические выключатели QF8–QF10. Выбрать для низковольтного распределительного пункта РПН-2 шкаф распределительный типа ПР.

9. Выбрать автоматические выключатели QF6 и QF7, защищающие отходящие от ТП линии.

10. Выбрать вводные QF1, QF2 и секционныйQF3 автоматические выключатели цеховой ТП.

11. Выбрать выключатели Q1–Q4, фазные трансформаторы тока ТА1, ТА3, ТА5, ТА6, трансформаторы тока нулевой последовательности ТА2, ТА4.

12. Определить потери напряжения, мощности и электрической энергии в линии W1, трансформаторе Т1 и линиях W4 и W7. Дать количественную оценку этим потерям.

13. Определить падение напряжения на сборных шинах 1СШ цеховой ТП при пуске наиболее мощного из электродвигателей М1–М5. Дать оценку условиям пуска ЭД.

14. Рассчитать реактивную мощность батареи конденсаторов БКН с учетом заданного коэффициента tgφ_Э на сборных шинах 1СШ подстанции. Дать оценку потерь активной и реактивной мощности в трансформаторе для трех случаев: естественного расчета электрических нагрузок; допустимой пропускной способности трансформатора; экономического распределения реактивной мощности.

15. Определить коэффициент несинусоидальности напряжения на сборных шинах 1СШ цеховой ТП. Дать оценку этому показателю качества.