2. Текст заданий

2.1. Задание №1. Расчет электрических нагрузок Выбор сечения кабельных и воздушных линий электрических сетей

Задание №1 (РГР1) содержит две задачи.

Задача 1. Расчет электрических нагрузок.

Найти расчетные мощности и токи по кабельным линиям к электродвигателям Д1 и Д2, кабельным линиям Л3 и Л4 и воздушной линии Л1.

Задача 2. Выбор сечения кабельных и воздушных линий.

Выбрать тип и сечения кабельных линий к каждому из электродвигателей Д1 и Д2, кабельных линий Л3 и Л4 и воздушной линии Л1.

2.2. Задание № 2. Расчет токов короткого замыкания

Задание №2 (РГР2) содержит три задачи.

Задача 1. Найти наибольшие значения установившихся, начальных (сверхпереходных) и ударных з токов короткого замыкания (КЗ), протекающие через каждый из электрических аппаратов в РУ-6 кВ ГПП. Расчет выполнить методом относительных единиц.

Задача 2. Найти наибольшие значения установившихся, начальных и ударных токов КЗ, при КЗ на шинах 6 кВ РП (КТП). Расчет выполнить методом относительных единиц.

Задача 3. Проверить значения токов КЗ от энергосистемы, найденные в задачах 1 и 2, методом именованных единиц.

Студенты специальности АЭ выполняют домашние задания в полном объеме. Студенты специальности ТЭ выполняют домашние задания в сокращенном виде по указанию преподавателя. .

3. Методические рекомендации

3.1. Расчет электрических нагрузок. Определение расчетных токов

За расчетный ток при выборе сечения кабельных линий к одиночному электродвигателю (двигатели Д1 и Д2 на рисунках 1-9) рекомендуется принимать номинальный ток этого двигателя I _НОМ., который определяется по паспортным данным из выражения

I _НОМ. = Р _НОМ. /( U _НОМ. η cosφ), (1)

где Р _НОМ., U _НОМ,. η и cosφ – номинальные (паспортные) значения из исходных данных

Для нахождения расчетного тока при выборе сечения кабельных линий Л3 и Л4 необходимо сначала определить расчетные мощности силовой нагрузки и освещения, которые питаются по выбираемой линии.

Расчет электрических нагрузок для выбора сечения кабельных линий Л3 и Л4 рекомендуется выполнять методом коэффициента максимума (методом упорядоченных диаграмм) и методом коэффициента спроса. При этом расчетную активную мощность силовой нагрузки Р _Р.С, при числе электродвигателей n ≥ 4, определяют методом коэффициента максимума по выражению

P_Р.С == К_И * К_М * Р_УСТ, (2)

где К_И - коэффициент использования;

К_М - коэффициент максимума;

К_М т - установленная мощность.

В качестве коэффициента использования студентам специальности ТЭ можно принять средневзвешенное значение коэффициента загрузки К _З.СР

К_И = К _З.СР = , (3)

где n - суммарное число электродвигателей, получающих питание по рассматриваемой кабельной линии; К _З – коэффициент загрузки i-ого электродвигателя.

Студентам специальности АЭ необходимо учесть коэффициент включения.

Коэффициент максимума К_М определяется по справочной литературе в зависимости от коэффициента использования К_И и эквивалентного числа электродвигателей n_Э [2,3,4.5].

Реактивная мощность силовой нагрузки Q _Р.С определяется из выражения

Q _Р.С = К _М.Р* К_И * , (4)

где К _М.Р. - коэффициент максимума реактивной мощности (принимает два

значения: 1,0 при n_Э >10 или 1,1 при n_Э ≤10 [2,3];

Q_НОМ - реактивная мощность, потребляемая электродвигателем в номинальном режиме работы

Q_НОМ = Р_НОМ * tgφ / η, (5)

где tgφ определяется через коэффициент мощности двигателя, известный из паспортных данных (см. таблицу 4).

Расчетная мощность освещения Р_Р.О. определяется методом коэффициента спроса К_С.О. по выражению

Р_Р.О = К_С.О *Р _УСТ.О, (6)

где К_С.О - коэффициент спроса освещения; Р _УСТ.О. - установленная мощность осветительных приборов (принимается 10% от установленной мощности силовых нагрузок).

Значения – коэффициент спроса К_С.О для освещения приведены в [2 3]: К_С.О =1 для небольших производственных зданий и для линий, питающих отдельные осветительные щитки; К_С.О =0,85 для крупных производственных зданий, состоящих из многих помещений; К_С.О с=0,8 для административно-бытовых корпусов и т.д.

Реактивной мощностью, расходуемой аппаратами в цепях управления освещением, пренебрегаем.

Полная расчетная мощность S_Р по кабельным линиям Л3 (или Л4):

S_Р = , (7)

Расчетный ток

I_Р= S_Р / ( *U), (8)

где U - номинальное напряжение электрической сети, в которой расположена рассматриваемая линия.

Расчетная мощность воздушной дикий Л1 (Л2) складывается из расчетной мощности нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, и потерь мощности в трансформаторе Т1 (Т2) ГПП.

Расчетная мощность нагрузки, , подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, определяется по заданному графику нагрузки в часы максимума (таблица 3).

При выборе сечения воздушных линий за расчетную принимается максимальная из средних значений мощности на интервале в 30 минут. В соответствии с таблицей 3 для интервала в 30 минут известно три значения активной мощности. Следовательно, среднее значение

P _СР = . (9)

По определению расчетная мощность равна наибольшей из средних, т.е.

Р_Р.Н = Р_{СР.НАИБ}x (10)

Для нахождения Р_{СР.НАИБ}x нужно найти 30-тиминутный интервал, для которого ΣРi в (9) наибольшая.

Для определения расчетной реактивной мощности Q_Р нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, используются заданные в таблице 2 значения потребленной за год активной энергии W _АГ, потребленной за год реактивной энергии W _РГ, времени использования максимума нагрузки Т _М, и коэффициента реактивной мощности tgφ. В исходных данных заданы только две величины из четырех перечисленных. При этом в зависимости от номера варианта Для определения расчетной реактивной мощности Q_Р.Н нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, используются следующие формулы.

Если задано значение tgφ, то

Q_Р.Н = Р_Р * tgφ . (11)

Если tgφ не задан, то его значение определяется

tgφ = W _РГ / W _АГ (12)

Если значение W _АГ г не задано, то

W _АГ == Р_Р * Т _М. (13)

Расчетная активная (реактивная) мощность воздушной дикий Л1 (Л2) равна сумме расчетной активной (реактивной) мощности нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП, и потерь активной (реактивной) мощности в трансформаторе Т1 (Т2) ГПП.

Расчетные потери активной мощности в трансформаторе

ΔР_Т = Р_Х + * Р_К (14)

где Р_Х - потери мощности холостого хода;

Р_К -потери мощности в обмотках при протекании по ним номинальных токов (в паспорте трансформатора указывается как потери короткого замыкания);

β- коэффициент загрузки трансформатора.

При выполнении домашнего задания значение Р_Х и Р_К находятся из справочной литературы по известному типу трансформатора Т1(табл. 2).

Коэффициент загрузки трансформатора

β=S_Р./S _НОМ. (15)

где Sр.Н – расчетная мощность нагрузки, подключенной к шинам РУ- 6 кВ ГПП

Sр_.Н. = (16)

где Р_Р.Н и Q_Р.Н определяются по формулам (9) - (13).

Расчетные потери реактивной мощности в трансформаторе

ΔQ_Т = [I_Х%/100% +( *U_К%)/100%]S_НОМ. (17)

где I_Х% и U_К%-ток холостого хода (в процентах) и напряжение короткого замыкания (в процентах) из паспортных данных трансформатора (по справочной литературе).

Расчетные мощности нагрузки по линии Л1 (Л2)

Р_Р.Л = Р_Р.Н + ΔР_Т ; (18)

Q _Р.Л = Q_Р. + ΔQ_Т ; (19)

S _Р.Л = . (20)

Расчетный ток по линии Л1 (Л2) определяется по выражению (8).