Электроснабжение. Методические указания к курсовой работе для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля

434

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Электроснабжение методические указания к курсовой работе

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиль подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Составитель: Т.В. Синюкова

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Электроснабжение Методические указания к курсовой работе

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиль подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Электроснабжение Методические указания к курсовой работе

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиль подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

УДК 621.31 (07) С 388

Рецензент: проф., д-р техн. наук В.Н. Мещеряков

Синюкова, Т.В.

С 388 Электроснабжение: методические указания к курсовой работе для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения [Текст] / сост. Т.В. Синюкова. –

Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 26 с.

В методических указаниях изложена методика по расчету системы электроснабжения цеха, с выбором аппаратов защиты и оборудования всех уровней напряжения.

Библиогр.: 3 назв.

УДК 621.31 (07)

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013

4

Задание к курсовой работе

Введение

1.Проектирование электрических сетей промышленных предприятий

2.Расчет нагрузок, выбор проводников и аппаратов защиты

3.Определение величины допустимых потерь напряжения

4.Выбор компенсирующих устройств

5.Выбор и расчёт силовых трансформаторов

Заключение

Библиографический список

Общие требования к выполнению и защите курсовой работы

Курсовая работа по дисциплине «Электроснабжение» выполняется студентами очной и очно-заочной форм обучения по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика».

Целью курсовой работы является закрепление и систематизация знаний по дисциплине «Электроснабжение» для самостоятельного решения комплексной задачи по выбору аппаратов защиты и токопроводов для электроприводов, оборудования для системы электроснабжения.

Задачей настоящих методических указаний является помощь студентам в выполнении курсовой работы.

Расчетная (пояснительная) записка к работе должна быть краткой и со-

держать все нужные записи, расчеты, схемы, таблицы, разработки и выводы.

При оформлении пояснительной записки студент должен рассматривать работу как выполнение инженерного задания. Поэтому все пояснения и описания должны быть четкими, предельно ясными, со ссылкой на рисунки,

соответствующие формуле и использованной литературе. Пояснительная

5

записка и графическая часть должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ и правилами ЕСКД.

В начале расчетно-пояснительной записки находится титульный лист,

выполненный по СТО-13-2011. За титульным листом следует задание и лист с содержанием записки, состоящий из перечня всех разделов с указанием соответствующих страниц. Выполнение курсовой работы начинают с введения, в

котором отражают уровень и основные направления развития энергетики на данный момент времени и обосновывают актуальность системы электроснабжения отрасли.

В конце записки приводится библиографический список.

Студентам выдается индивидуальное задание (номер варианта) на выпол-

нение курсовой работы. Курсовая работа выполняется студентом самостоя-

тельно с использованием консультаций преподавателя. На консультации сту-

дент получает дополнительные методические указания и ответы на возникшие вопросы, а также преподаватель проверяет выполнение графика работ по заданию.

Проверенная и подписанная преподавателем курсовая работа защищается студентом.

1. Проектирование электрических сетей промышленных

предприятий

Проектирование электроснабжения сетей промышленных предприятий заключается в разработке схем внешних и внутренних сетей.

Внешнее электроснабжение – это кабельные и воздушные линии от подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции или распределительного пункта, промышленного объекта.

Внутреннее электроснабжение – это распределительные линии от главной понизительной подстанции или распределительного пункта, цеховой трансформаторной подстанции до электрических приемников.

6

Внутреннее электроснабжение представляет собой схему распределения энергии между потребителями цеха. Для питания оборудования цеха применяют радиальные, магистральные или смешанные (комбинированные)

схемы электроснабжения.

Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и

пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой.

Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности. Достоинством радиальных схем является их высокая надёжность. Недостатками радиальных схем являются малая экономичность,

связанная со значительным расходом проводникового материала, труб,

распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы электроприемников,

принадлежащих одной линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные электроприемники цеха. Достоинствами магистральных схем являются упрощённые распределительные устройства низкого напряжения трансформаторных подстанций, высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети,

использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является их меньшая надёжность по сравнению с радиальными схемами, так как при аварии на магистрали все подключенные к ней электроприемники теряют питание.

7

Применение шинопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

На практике для электроснабжения цеховых электроприемников радиальные или магистральные схемы редко встречаются в чистом виде.

Наибольшее распространение имеют смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем. Оборудование цеха не связанно между собой и работает в продолжительном режиме. При двухсменной работе в год цех работает 4500 часов.

Качество электрической энергии определяется совокупностью её характеристик, при которых электроприёмники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции.

В данном цехе на предприятии используются электроприемники второй и третьей категории.

Электроприемники второй категории – это потребители, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовым недоотпускам продукции,

массовым простоям рабочих механизмов.

Электроприемники третьей категории – это потребители, не подходящие под определение электроприемников второй и первой категории, перерыв в электроснабжении которых не превышает одних суток.

Для данных потребителей применяют одноили двухтрансформаторные подстанции, которые резервируются при помощи складского или передвижного резерва. С допустимым перебоем электроснабжения на время, необходимое для включения резервного действием дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Питание по одной высоковольтной линии при обеспечении возможности аварийного ремонта этой линии за сутки.

Трансформаторная подстанция находится в непосредственной близости к потребителям, поэтому во вторичной системе электроснабжения используется стандартная шкала напряжений. Наиболее часто используется система

220/380В. Ее использование позволяет совместить системы освещения и

8

силовое электрооборудование. Основной нагрузкой цеха являются агрегаты и оборудование типа 4А, то есть электродвигатели серии 4А, которые являются массовой серией асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

2. Расчет нагрузок, выбор проводников и аппаратов защиты

Исходными данными для расчета электрических нагрузок являются установленная мощность и характер изменения нагрузок, определенный

технологическим режимом.

Расчетом нагрузки по допустимому нагреву называется такая неизменная во времени 30-минутная нагрузка, которая вызывает такой же нагрев проводников над окружающей температурой или такой же тепловой износ

изоляции, как и реальная во времени нагрузка.

Установленная мощность электроприемника – это определяемая по паспорту мощность [3], на которую он рассчитан и может длительно

потреблять при номинальном напряжении и продолжительном режиме.

Все заданные потребители разделяются на группы элетроприемников с одинаковыми режимами работы. Для каждой группы определяется

номинальная мощность:

- электроприемники длительного режима работы: Рн =Рпасп – для станков; Рн.печ.=Рпасп – для электропечей;

Рн.печ.=Sпасп∙cosφ – для выпрямительных установок, где cosφ=0,57, где Рпасп, Sпасп – паспортная мощность.

- электроприемники повторно-кратковременного режима:

9

Для каждой группы находятся коэффициенты: Ки - коэффициент использования, Cos - коэффициент мощности [1].

Определяется средняя активная Рсм, кВт и реактивная Qсм, кВАр мощности за максимально загруженную смену для каждой группы электроприемников:

Рсм = n Kи Рном , кВт,

где Рном – номинальная мощность ЭП, кВт; n – число ЭП в группе однородного режима работы; Ки – коэффициент использования установленной мощности.

Qсм Рсм tg φ, кВАр ,

где tgφ – коэффициент мощности ЭП.

tg φ= 1 cos2 . cos

Оборудование распределяют на два шинопровода ШР1 и ШР2.

Определяются суммарные мощности активная ∑Pсм, кВт и реактивная

∑Qсм, кВАр для каждого шинопровода и количество электроприемников ∑n на каждом из них:

Для ШР1:

1

10