Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Уфимский государственный

нефтяной технический университет

Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий

В.А. Шабанов

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК И ВЫБОР СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЬНЫХ И ВОЗДУШЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Учебно-методическое пособие к домашним заданиям

Уфа 2007

В учебно-методическом пособии рассмотрены расчетно-графические работы (домашние задания) по дисциплине «Электрические сети и основы электроснабжения» для студентов дневной формы обучения специальности АЭ и по дисциплине “Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий” для студентов специальности ТЭ. Учебно-методическое пособие может также использоваться при выполнении контрольных работ по дисциплине «Электрические сети и основы электроснабжения» для студентов специальности АЭз и по дисциплине “Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий” для студентов специальности ТЭз заочной форм обучения.

В пособии приводятся тексты домашних заданий (контрольных работ), исходные данные и методические рекомендации по выполнению расчетов электрических нагрузок, токов короткого замыкания и выбору сечения кабельных и воздушных линий электрических сетей..

Составитель Шабанов ВА., проф.,канд.техн.наук

Рецензент Лопатин ВП., доц.,канд.техн.наук

Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

С.

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦЕЛИ И ПОРЯДКЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ …. 4

2.ТЕКСТ ЗАДАНИЙ ………………………………………………………………. 6

2.1. Задание №1. Расчет электрических нагрузок Выбор сечения

кабельных и воздушных линий электрических сетей …………………………… 6

2.2. Задание № 2. Расчет токов короткого замыкания (КЗ) .…………….. 6

3.МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ………………………………………… 7

3.1.Расчет электрических нагрузок. Определение расчетных токов.……. 7

3.2 Выбор сечений линий электропередач …..……………………………

3.3 Расчет токов короткого замыкания …………………………………….

4.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ …………………………………………………………..

5.СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ………………………………………………

Список сокращений ………………………………………………………………..

Список рекомендуемой литературы………………………………………………

1. Общие сведения о цели и порядке выполнения заданий

Цель и содержание домашних заданий — определение электрических нагрузок (расчетных активных, реактивных и полных мощностей и токов) в распределительной сети промышленного предприятия и выбор (проверка) сечения кабельных и воздушных линий электропередач распределительной сети. IIеред выполнением заданий, необходимо по литературе [1-6] и лекциям изучить методы определения расчетных электрических нагрузок для одиночных электродвигателей, по заданным графикам электрических нагрузок группы электроприемников, метод коэффициента спроса и метод упорядоченных диаграмм, которые используются в задании. Следует ознакомиться с требованиями к кабельным и воздушным линиям электрических сетей и изучить принципы выбора их сечения по экономической плотности тока, по длительно допустимому току, по допустимой потере напряжения, а также метод проверки кабельных линий на термическую стойкость при коротких замыканиях. По [7]следует познакомиться со рекомендациями по выбору способа прокладки кабельных линий

Задания содержат 35 вариантов, указанных в таблице 1. Номер варианта для каждого студента задается преподавателем. Во втором столбце таблицы 1 приводятся номера схем электроснабжения предприятия, соответствующие номерам рисунков 1-9.

На всех схемах электроснабжения предприятие получает электроэнергию от энергосистемы по двум воздушным линиям Л1 и Л2 (рисунки 1-9). Напряжение питающих линий в зависимости от варианта схемы и исходных данных равно либо 35 кВ, либо 110 кВ. Приемным пунктом предприятия является главная понижающая подстанция (ГПП). На ГПП установлено два двухобмоточных понижающих трансформатора, типы которых указаны в таблице 2. Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения трансформаторов соответствует номинальному напряжению питающей электрической сети, а низшее напряжение для всех вариантов равно 6 кВ. Паспортные данные трансформаторов в исходных данных не приведены – их следует взять из справочной литературы [8].

К трансформаторам тока ТА1 и ТА2, установленным на вводах к РУ-6 кВ ГПП, подключены токовые цепи счетчиков активной и реактивной энергии (на рисунках 1-9 не показаны). По показаниям счетчиков снимались графики активной нагрузки для наиболее нагруженной смены. Известно, что часы максимума нагрузки предприятия с 8.00 до 11.00 ч утра. В эти часы, для уточнения графика нагрузки, показания счетчиков снимались не через полчаса, а через 10 минут. Средние значения активной мощности (в долях от номинальной мощности трансформатора), найденные путем деления электроэнергии потребленной за 10 минут, на время представлены в таблице 3.

По показаниям счетчиков электрической энергии известно потребление активной W_АГ и реактивной W_РГ энергии за год. Значения W_АГ и W_РГ приведены в таблице. 2.

Распределительное устройство РУ-6 кВ ГПП содержит две секции шин : первую IСШ и вторую IIСШ. Секции шин разделены секционированным выключателем Q3. В нормальном рабочем режиме выключатели вводов Q1 и Q2 включены, а секционный выключатель Q3 отключен. В послеаварийном или ремонтном режимах один из вводных выключателей РУ-6 кВ ГПП может быть отключен. При этом для обеспечения электроснабжения включается секционный выключатель Q3.

Тип ячеек (КРУ или КСО) РУ- 6 кВ ГПП на схеме электроснабжения не указан. Для четных вариантов следует принять ячейки типа КРУ и для нечетных вариантов - типа КСО [2.3,9].

Схемы электроснабжения на рисунках 1-9 содержат комплектные трансформаторные подстанции (КТП1 и КТП2). Часть схем содержат распределительные пункты РП1 и РП2. Шины 6 кВ РП и шины 0,4 кВ КТП двухсекционные. В нормальном режиме все секционные выключатели 6 кВ РП и 0,4 кВ КТП выключены. В послеаварийном или ремонтном режимах один из вводных выключателей РП-6 кВ или вводов 0,4 кВ КТП может быть отключен. При этом для обеспечения электроснабжения включается соответствующий секционный выключатель.

От шин РУ- 6 кВ ГПП или от шин РУ-6 кВ РП получают питание высоковольтные электродвигатели, трансформаторы собственных нужд (ТСН), трансформаторы КТП, освещение и прочие нагрузки. В исходных данных высоковольтные электродвигатели объединены в две группы, обозначенные Д1 и Д2, Распределительная сеть 6 кВ содержит кабельные линии (Л3 и Л4), по которым получают питание распределительные пункты РП и КТП. Длины кабельных линий приведены в таблице 2. От шин низкого напряжения КТП получает питание силовая нагрузка (низковольтные электродвигатели) и освещение. В исходных данных низковольтные электродвигатели объединены в две группы, обозначенные Д3 и Д4

Число (n) электродвигателей Д1, Д2. Д3 и Д4 и их параметры (номинальная мощность Р_НОМ., номинальное напряжение U_НОМ., КПД η, коэффициент мощности соsφ, кратность пускового тока и коэффициент загрузки К_З) приведены в таблице 4. Число высоковольтных электродвигателей на схеме электроснабжения должно соответствовать исходным данным.