Міністерство транспорту і зв’язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра “Електротехніка та електричні машини”

РОЗРАХУНОК ТРИФАЗНОГО КОЛА

ПРИ З'ЄДНАННІ ФАЗ НАВАНТАЖЕННЯ

ЗІРКОЮ.

ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

ЦЕХУ

Пояснююча записка і розрахунки до курсового проекту

по дисципліні “Електротехніка, електроніка і електропостачання”

КПМ 06.090.500.01 ПЗ і Р

Перевірив: доцент

А.А. Прилипко

Виконав: студент гр.11-3-ТЕ

спеціальність 6.090500

А.В. Чорномаз

2010

ВСТУП

3 метою заощадження електричної енергії під час її транспор­тування та ефективності її використання у техніці об'єднують низку кіл з незалежними джерелами живлення в одну систему.

Трифазну систему вперше розробив та впровадив наприкінці XIX ст. М.О. Доліво-Добровольський. Джерелом енергії у трифазних системах є три обмотки генератора. Обмотки укладаються таким чином, що вони індукують змінні ЕРС, які зсунуті на третину періоду.

Трифазне електричне коло — це сукупність трьох елект­ричних кіл, що мають синусоїдну ЕРС однакової частоти. ЕРС зсу­нуті за фазою на одну третину періоду. Ці ЕРС генеруються в одному (звичайно машинному) джерелі живлення.

Звичайні однофазні приймачі електричної енергії (побутові прила­ди, лампи, електричні інструменти тощо) умикаються за чотирипровід-ною схемою (тобто з нульовим проводом). Нульовий провід забезпечує однакові фазні напруги на приймачах при несиметричному наванта­женні. Крім того, можна застосовувати як лінейну, так і фазну напругу на приймачах.

У нейтральний провід запобіжник не ставлять тому, що при неповній симетрії може виникнути явище «перекіс фаз». Це таке явище, коли в деяких фазах буде підвищена, а у декотрих — знижена напруга. Наявність нейтрального провода дає змогу уникнути цього явища.

Вектори фазних напруг U_A, U_B, U_c зсунуті на третину періоду відносно один одного.

Струми у фазах відстають на кут ф, лінійні напруги визначають як геометричну різницю векторів.

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ВИХІДНІ ДАНІ

2. РОЗРАХУНОК ТРИФАЗНОГО КОЛА

2.1 Нормальний режим

2.2 Аварійний режим

2.2.1 Обрив фази С

2.2.2 Обрив нейтрального проводу, а також фази А

2.2.3 Коротке замикання фази В

3. ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ

3.1. Вибір кількості та потужності трансформаторів цехової підстанції

3.2 Вибір кількості кіл та перерізу дротів лінії напругою 10 кВ

3.3 Вибір основного обладнання ТП. Розробка одноколійної принципової схеми.

3.4 Вибір способу прокладки та перерізу дротів цехової мережі 0,38 кВ для

живлення силових шаф

3.5 Вибір типу та потужності компенсуючих пристроїв

3.6 Проектування принципової схеми електропостачання

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. ВИХІДНІ ДАНІ

Схема 1. Трифазне коло

U_n=220 В

Фаза А:

R=5 Ом; X_С=3 Ом.

Фаза В:

X_L=9 Ом;

Фаза С:

R=3 Ом; X_L=7 Ом; \

2. Розрахунок трифазного кола

2.1 Нормальний режим

1. Визначаю фазну напругу:

2. Визначаю фазну напругу джерела:

У кожній фазі напруга має однакову амплітуду, але відбувається зсув фаз на 120⁰.

3. Визначаю опори кола:

4. Визначаю фазні струми:

5. Струм в нейтральному проводі:

6. Показання амперметра:

7. Визначаю активну та реактивну потужності.

Активна потужність:

Реактивна потужність:

8. Визначаю повну потужність системи:

9. По отриманим значенням будую топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів:

2.2 Аварійний режим

2.2.1 Обрив фази с

Схема 2. Обрив фази С

1. При обриві фаз, струм в фазі С став рівень 0. Струм в інших фазах не змінився, тобто залишився таким же, як і до обриву. Струм в нейтральному проводі знаходжу по закону Кіргофа:

2. Визначаю активну, реактивну і повну потужності навантаження з врахуванням того, що струм в обірваній фазі рівний 0:

Активна потужність:

Реактивна потужність:

Повна потужність:

3. По отриманим значенням будую топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів:

2.2.2 Обрив нейтрального проводу, а також фази а

Схема 3. Обрив нейтрального проводу, а також фази А

1. Для знаходження напруги зміщення в нейтральному проводі використовується формула:

В моєму випадку:

2. Знаходжу струми:

3. Струм в нейтральному проводі та фазі А:

4. Показання амперметрів (діючі значення струмів):

5. Визначаю активну та реактивну потужності.

Активна потужність:

Реактивна потужність:

6. Визначаю повну потужність системи:

7. По отриманим значенням будую топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів:

2.2.3 Коротке замикання фази в

Схема 4. Коротке замикання фази В

В даному випадку зміщення нейтралі буде рівне фазній напрузі закороченої фази:

1. По другому закону Кіргофа знаходжу фазні напруги приймачів:

2. Знаходжу лінійні струми:

3. По першому закону Кіргофа знаходжу струм в закороченій фазі:

4. Визначаю активну, реактивну і повну потужності навантаження:

Активна потужність:

5. Реактивна потужність:

6. Визначаю повну потужність системи:

7. По отриманим значенням будую топографічну діаграму напруг і векторну діаграму струмів:

4. Проектування системи електропостачання цеху

По заданому плануванню розміщення силових кафів, відомостям про їх потужності необхідно:

1. Вибрати число і потужність трансформаторів цехової підстанції (ТП).

2. Вибрати число ланцюгів і переріз проводів лінії напругою 10 кВ від головної понижуючої підстанції (ГПП) до цехової підстанції.

3. Вибрати основну апаратуру ТП. Скласти однолінійну принципіальну схему ТП.

4. Вибрати спосіб прокладання і переріз проводів цехової мережі 0,38 для живлення силових шаф.

5. Вибрати тип і потужність компенсуючи пристроїв.

6. Вибрати основну комутаційну апаратуру.

7. Скласти принципіальну схему електропостачання цеху в відповідності з виконаними розрахунками.

Вихідні дані для проектування системи електропостачання цеху:

Варіант: 6

Потужність навантаження силових шаф, кВт:

А: 90 Б: 80

Довжина, м:

L0: 15 L1: 10 L2: 5

Конструктивне виконання лінії: шина

Частка встановленої потужності АД і зварювальних трансформаторів: 0,75

Довжина лінії від ГПП до ТП, км: 4

Конструктивне виконання лінії: кабельна