Сделай Сам Свою Работу на 5

СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО РАСЧЕТУ





СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО РАСЧЕТУ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

 

Учебно-методическое пособие к практическим занятиям

и самостоятельной работе по дисциплине «Электроснабжение»

 

 

Для студентов бакалавриата ФЭЭ, обучающихся

по направлению «Агроинженерия»

 

 

ИЖЕВСК

ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА

УДК 621.311.1(078)

ББК 31.279я73

С 23

 

 

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с утвержденным учебным планом подготовки бакалавров по направлению «Агроинженерия», профиль «Электрооборудование и электротехнологии».

Рассмотрено и рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией факультета энергетики и электрификации ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, протокол № ___ от __________ 2014 г.

 

 

Рецензент:

Дресвяннникова Е.В., к.т.н., доц. кафедры ЭЭ

ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА

 

 

Составители:

Кочетков Н.П., к.т.н., проф. кафедры ЭЭиЭ ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА

Широбокова Т.А., к.т.н., доц. кафедры ЭЭиЭ ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА

Цыркина Т.В., ст. преп. кафедры ЭЭиЭ ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА

 

 

Сборник заданий по расчету электрических сетей: Уч.-метод. пособие / Сост. Н.П.Кочетков, Т.А.Широбокова, Т.В.Цыркина. – Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2014. – 62 с.



 

В учебно-методическом пособии приведены варианты заданий к расчету электрических нагрузок сельскохозяйственных потребителей, электрическому и механическому расчету электрических сетей, расчету токов короткого замыкания и замыкания на землю. Даны необходимые формулы и рекомендации по использованию основных методов расчета. Пособие предназначено для практических занятий и самостоятельной работы студентов бакалавриата, обучающихся по направлению «Агроинженерия».

 

УДК 621.311.1(078)

ББК 31.279я73

 

© ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2014

© Кочетков Н.П., составление, 2014

© Широбокова Т.А., составление, 2014

© Цыркина Т.В., составление, 2014


 


 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….... 5

 

1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ……………………………………………………………….. 6

 

1.1 Определение расчетных нагрузок на участках воздушной



линии электропередачи…………………………………………………………. 6

1.2 Определение расчетной нагрузки для трансформаторной

подстанции……………………………………………………………………….. 8

 

2 АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ …….. 11

 

2.1 Расчет полного удельного индуктивного сопротивления

проводов воздушной линии электропередачи………………………………… 11

 

3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТЕЙ ……………………………………..…. 12

 

3.1 Определение экономического сечения проводов

воздушной линии электропередачи……………………………………………. 12

3.2 Определение времени использования максимальной

нагрузки………………………………………………………………………..… 16

3.3 Определение времени максимальных потерь…………………….….. 18

3.4 Определение среднего квадратичного тока нагрузки…………….…. 20

3.5 Определение годовых потерь энергии в трансформаторе …………... 22

3.6 Выбор плавких вставок предохранителей……………………………. 24

3.7 Определение потери напряжения в проводах воздушной

линии электропередачи…..…………………………………………………….. 26

3.8 Расчет сечений проводов по допустимой потере

напряжения………………………………………………………..…………..… 32

3.9 Расчет сечений проводов по условию минимальной

затраты проводникового материала………………….………………………… 35

3.10 Определение потери напряжения в линии при

неравномерной нагрузке фаз……………………………………….…………. 38

3.11 Определение допустимой потери напряжения для

линии напряжением 0,38 кВ…………………………………………………… 40

3.12 Определение суммарных допустимых потерь



напряжения в линиях напряжением 10 кВ и 0,38 кВ……………..………….. 42

3.13 Определение оптимальной надбавки трансформатора

и построение таблицы отклонений напряжения…….……………………….. 43

3.14 Проверка сети на кратковременное понижение напряжения

при пуске асинхронного двигателя…………………………………………… 50

 

4 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ……………………… 52

 

4.1 Расчет удельной нагрузки от гололеда на провод воздушной

линии электропередачи…………………………………………..……………. 52

4.2 Определение стрелы провеса проводов воздушной линии

электропередачи………………………………………………………………… 53

 

5 ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ ……… 54

 

5.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания……………………. 54

5.2 Определение однофазного тока короткого замыкания в конце

воздушной линии электропередачи напряжением 0,38 кВ…………………. 56

5.3 Определение тока замыкания на землю для воздушных и

кабельных линий электропередачи…………………………………………… 58

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………. 59

 

ПРИЛОЖЕНИЕ: Справочные данные для расчета сетей

напряжением 0,38 кВ……………………………………………………. 60

 

 


 

ВВЕДЕНИЕ

 

Важным звеном в формировании у студентов системы компетенций для решения профессиональных задач исследования, проектирования и эксплуатации установок сельского электроснабжения является освоение инженерных методов расчета электрических нагрузок сельскохозяйственных потребителей, рабочих и аварийных режимов сельских электрических сетей.

Успешному усвоению материала рассматриваемых расчетных заданий по дисциплине «Электроснабжение» способствуют конспектирование лекций, самостоятельная работа с учебной литературой и решение приведенных ниже задач на практических занятиях и самостоятельно.

Рекомендуемый перечень аудиторной и самостоятельной работы студентов по изучению дисциплины «Электроснабжение» включает:

- прослушивание лекций в аудитории и самостоятельную работу над конспектом лекций и учебной литературой;

- выполнение студентом расчетных заданий на практических занятиях и самостоятельно во внеучебное время;

- выполнение лабораторных работ по изучаемому курсу;

- сдачу тестовых заданий промежуточных и итоговой аттестаций;

- сдачу экзамена по дисциплине «Электроснабжение».

При выполнении заданий по расчету электрических сетей результат ответа округляется до требуемой в задании точности расчета лишь при завершении всех необходимых вычислений. При выполнении всех промежуточных расчетов необходимо оставлять дополнительно 1-2 значащие цифры сверх требуемой точности результата расчета по заданию.

Задания по расчету электрических сетей рекомендуется выполнять с использованием инженерного калькулятора или персонального компьютера.

Каждое задание по расчету содержит 30 различных вариантов, что удобно при проведении практических занятий с академической группой студентов. При этом эффективность усвоения теоретических знаний и правильность выполнения технических расчетов определяется для каждого студента, выполняющего свой вариант расчетного задания. Успешность выполнения расчетных заданий по дисциплине «Электроснабжение» необходимо учитывать при промежуточной и ежемесячной аттестации студентов.

Предлагаемые задания рекомендуется использовать для самостоятельной работы студентов, а также при подготовке к промежуточной, итоговой аттестации и при подготовке к экзамену по дисциплине «Электроснабжение».

 

 


1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

 

1.1 Определение расчетных нагрузок

на участках воздушной линии электропередачи

 

Методические указания и рекомендации

 

Указанную тему необходимо проработать по рекомендуемой учебной литературе и по конспекту лекций. Следует четко уяснить понятия «расчетная нагрузка», «однородные потребители», «неоднородные потребители», разобраться с порядком сложения активных нагрузок с помощью коэффициентов одновременности и с помощью табличных добавок, порядком определения коэффициента мощности и полной нагрузки. При определении области применения того или иного метода расчета необходимо руководствоваться следующими положениями:

1.Если нагрузки производственных потребителей или жилых домов отличаются по значению не более чем в четыре раза, то для суммирования нагрузок используют коэффициент одновременности (см. таблицу П1). Например, для неразветвленной сети с тремя нагрузками:

2.Если нагрузки производственных потребителей или жилых домов отличаются по значению более чем в четыре раза, то для суммирования нагрузок используют таблицу добавок (см. таблицу П2):

 

3.Для коммунально-бытовых потребителей нет коэффициентов одновременности, поэтому независимо от соотношения складываемых нагрузок их суммирование производят с помощью табличных добавок аналогично п.2.

 

Задача 1

 

Определить суммарную расчетную мощность вечернего максимума нагрузки на участках (S0-1; S1-2; S2-3; кВА) воздушной линии напряжением 0,38 кВ для однородных потребителей. Результаты ответов округлить до десятых долей, а . Исходные данные вариантов заданий приведены в таблице 1.

Рисунок к задаче 1

 

Таблица 1

№ зад. Вечерний максимум нагрузки, кВт Наименование потребителей cosφ (вечер.)  
 
Р1 Р2 Р3  
Свинофермы откормочные на 4000, 6000 и 8000 голов 0,75  
Молочные фермы на 200, 400 и 800 голов 0,77  
Птицефермы на 10, 20 и 40 тыс. кур-несушек 0,8  
Телятники на 120, 230, 340 телят 0,83  
Кормоцеха фермы КРС, свинофермы и птицефермы 0,75  
Зернохранилища и овощехранилища 0,82  
Семенохранилища на 1000 и 2500 т 0,8  
Холодильники для хранения фруктов на 50, 100, 250 т 0,8  
Цеха по переработке с.-х. продукции 0,8  
Кузница, столярный цех, лесопильный цех  
Приемные пункты молокозаводов на 10, 20, 30 т/сут. 0,75  
Установки вентиляционные для досушки сена 0,8  
Пункты технического обслуживания машин и оборудования 0,78  
Котельные для отопления с котлами "Универсал-6" 0,83  
   
Продолжение таблицы 1  
№ зад. Вечерний максимум нагрузки, кВт Наименование потребителей cosφ (вечер.)  
 
Р1 Р2 Р3  
Начальная школа, детские ясли-сад, столовая 0,91  
Дом культуры, больница, торговый центр 0,84  
Продовольственный магазин, баня, прачечная 0,9  
Контора, промтоварный магазин, комбинат бытового обслуживания  
7,5 7,5 Жилые дома с электроплитами и Водонагревателями 0,97  
Цеха по переработке с.-х. продукции 0,8  
Зернохранилища и овощехранилища 0,82  
Телятники на 120, 230, 340 телят 0,83  
Молочные фермы на 200, 400 и 800 голов 0,77  
Установки вентиляционные для досушки сена 0,8  
Пункты технического обслуживания машин и оборудования 0,78  
Баня, прачечная, продовольственный магазин 0,9  
Дом культуры, больница, торговый центр 0,84  
Начальная школа, детские ясли-сад, столовая 0,91  
7,5 7,5 Жилые дома с электроплитами и водонагревателями 0,97  
Кормоцеха фермы КРС, свинофермы и птицефермы 0,75  

 

1.2 Определение расчетной нагрузки

для трансформаторной подстанции

 

Методические указания и рекомендации

 

Расчетная нагрузка потребительской ТП 10/0,4 кВ определяется по методике, излагаемой в рекомендуемой литературе. При выполнении задания рекомендуется следующий порядок определения расчетной нагрузки подстанции:

1.По наименованию потребителей определяется характер нагрузки потребительской подстанции для заданного варианта (производственная, смешанная или коммунально-бытовая) и соответствующий ему коэффициент мощности дневного или вечернего максимума нагрузки подстанции.

2.Если нагрузки производственных потребителей отличаются по значению не более чем в четыре раза, то для суммирования нагрузок используется коэффициент одновременности (см. таблицу П1). При этом производится сложение сразу всех нагрузок.

3.Если нагрузки производственных потребителей отличаются по значению более чем в четыре раза, то для суммирования нагрузок используются табличные добавки (см. таблицу П2). При этом к наибольшей из нагрузок прибавляют добавки от меньших по величине нагрузок.

4.При смешанной и коммунально-бытовой нагрузке потребительской подстанции суммирование нагрузок производится с помощью табличных добавок (см. таблицу П2).

 

Задача 2

 

Найти расчетную нагрузку потребительской ТП 10/0,4 кВ (SТП, кВА) для дневного максимума нагрузки, если известны потребители и их дневной максимум нагрузки (Р12, Р3). Результаты расчетов округлить до десятых долей.

Исходные данные вариантов заданий приведены в таблице 2.

 

Таблица 2

№ вар Нагрузки потребителей, кВт Наименование потребителей  
 
Р1 Р2 Р3  
Свиноферма на 4 тыс. голов; телятник на 340 голов; кормоцех свинофермы  
Ферма КРС на 5 тыс. голов; коровник на 100 голов; кормоцех фермы КРС  
Молочная ферма на 400 коров; телятник на 230 голов; овчарня на 800 овцематок  
Птицефабрика на 400 тыс. кур-несушек; кормоцех; комбикормовый завод  
Инкубаторий; птичник на 9 тыс. цыплят; кормоцех  
Птицефабрика на 500 тыс. бройлеров; молочная ферма на 800 коров; кормоцех  
Овцеферма на 10 тыс. овец; коровник на 200 коров; свинарник на 100 свиноматок  
Овощехранилище на 1000 тонн; склад минеральных удобрений; столярный цех  
Склад нефтепродуктов; кузница; лесопильный цех  
Кирпичный завод; котельная; кормоцех  
Зернохранилище на 500 тонн; детские ясли-сад; торговый центр  
 
Продолжение таблицы 2  
№ вар Нагрузки потребителей, кВт Наименование потребителей  
 
Р1 Р2 Р3  
13,3 Мельница; хлебопекарня; жилые дома с электроплитами  
Комбинат бытового обслуживания; дом культуры; птицефабрика  
Коровник беспривязного содержания; склад гранулированных кормов; баня  
Начальная школа; пункт технического обслуживания; коровник привязного содержания  
8,8 Семенохранилище; хлебопекарня; жилые дома с нагрузкой до 2 кВт/дом  
Продовольственный магазин; склад минеральных удобрений; овчарня на 800 овцематок  
Цех овощных консервов; контора; участковая больница На 50 коек  
Промтоварный магазин; кузница; кормоцех фермы КРС  
Откормочная свиноферма на 4 тыс. голов; холодильник; прачечная  
Начальная школа; столовая; сельская амбулатория  
Общеобразовательная школа; детские ясли-сад; торговый центр  
Прачечная; продовольственный магазин; сельская поликлиника  
Административное здание; баня; комбинат бытового обслуживания  
14,7 Жилые дома с нагрузкой свыше 2 кВт/дом; начальная школа; контора  
Сельская участковая больница; общеобразовательная школа; столовая  
17,1 Дом культуры; торговый центр; жилые дома с электроплитами  
Комбинат бытового обслуживания; сельская амбулатория; детские ясли-сад  
Столовая; дом культуры; прачечная  
8,8 Жилые дома с нагрузкой до 2 кВт/дом; баня; продовольственный магазин  

2 АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ

 

2.1 Расчет полного удельного индуктивного сопротивления

проводов воздушной линии электропередачи

 

Методические указания и рекомендации

 

При работе над темой следует проработать теоретический материал. Следует учесть, что удельное индуктивное сопротивление (х0, Ом/км)проводов воздушной линии определяется по формуле:

,

где Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами, мм;

d – диаметр провода, мм; μ – магнитная проницаемость материала провода, о.е.

 

Задача 3

 

Рассчитать полное удельное индуктивное сопротивление (х0) проводов воздушной линии электропередачи. Результаты расчета округлить до тысячных долей. Исходные данные вариантов заданий представлены в таблице 3.

 

Таблица 3

№ зад. Марка провода Диаметр провода, мм Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм Магнитная проницаемость, о.е.
А16 5,1
АС25 6,9
ПСТ4 4,0
А35 7,5
АС50 9,6
ПСТ5 5,0
АС70 11,4
А120 14,0
ПС25 6,8
АС95 13,5
А150 15,8
ПС35 7,5
А185 17,5
АС240 21,6
 
Продолжение таблицы 3
№ зад. Марка провода Диаметр провода, мм Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм Магнитная проницаемость, о.е.
ПС50 9,2
А25 6,4
АС35 8,4
ПС70 11,5
А50 9,0
АС70 11,4
ПС25 6,8
А120 14,0
АС300 24,5
ПС35 7,5
А185 17,5
АС400 26,6
ПС50 9,2
АС16 5,6
А25 6,4
ПС70 11,5

 

 

3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТЕЙ

 

3.1 Определение экономического сечения проводов

воздушной линии электропередачи

 

Методические указания и рекомендации

 

Перед выполнением заданий необходимо изучить исходный теоретический материал. Обратить внимание на особенности расчета проводов линий электропередачи по экономической плотности тока для случаев разного и одинакового сечения проводов на участках линии. Нагрузку на участках линии определить аналогично предыдущим заданиям. При разных сечениях проводов на участках ВЛ расчет рекомендуется выполнять в следующей последовательности (см. рисунок к задаче 4):

1.Определить значения токов нагрузки, подключенной в узлах 1, 2 и 3 (см. рисунок к задаче 4), по формуле:

2. Суммированием определить токи нагрузки на участках линии:

3.Определить расчетное экономическое сечение проводов на каждом участке линии по формуле:

4. Полученное сечение проводов округлить до ближайшего стандартного:

 

В случае одинакового сечения проводов на участках линии (рисунок к задаче 4) расчет рекомендуется выполнять следующим образом:

1.Определить значения токов нагрузки, подключенной в узлах 1, 2 и 3 аналогично предыдущему случаю.

2.Суммированием определить токи нагрузки на участках линии аналогично предыдущему случаю.

3.Определить эквивалентный ток нагрузки по формуле:

 

4.Определить расчетное экономическое сечение проводов линии по формуле:

5.Полученное сечение проводов округлить до ближайшего стандартного:

 

Стандартные сечения проводов ВЛ можно выбрать из следующего ряда: Fст = 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400 мм2

Задача 4

 

Определить экономическое сечение проводов воздушной линии электропередачи, выполненной сталеалюминевыми проводами. Сечение проводов на участках линии разное. Коэффициент одновременности при суммировании нагрузок принять равным единице. Результаты расчетов округлить до десятых долей. По результатам расчетов выбрать стандартные сечения проводов. Исходные данные вариантов заданий приведены в таблице 4.

Рисунок к задаче 4

 

 

Таблица 4

№ зад. Uном Нагрузки, кВт cos φ jэк  
P1 P2 P3  
кВ А/мм2  
0,8 1,3  
0,8 1,2  
0,8 1,1  
0,85 1,25  
0,85 1,15  
0,85 1,1  
0,9 1,2  
0,9 1,1  
0,9 1,1  
0,8 1,15  
0,8 1,05  
0,8 1,05  
0,85 1,1  
0,85  
0,85 1,05  
0,9 1,3  
0,9 1,2  
0,9 1,05  
0,8 1,25  
0,8 1,15  
0,8  
0,85 1,2  
0,85 1,1  
0,85  
0,9 1,15  
0,9 1,05  
0,9  
0,8 1,1  
0,85  
0,9 1,05  

 

Задача 5

 

Определить экономическое сечение проводов ВЛ, выполненной сталеалюминевыми проводами. Сечение проводов на участках линии одинаковое. Коэффициент одновременности при суммировании нагрузок принять равным единице. Результаты расчетов округлить до десятых долей. По результатам расчетов выбрать стандартное сечение проводов. Исходные данные вариантов заданий приведены в таблице 5.

Рисунок к задаче 5

 

Таблица 5

№ зад Uном, кВ Нагрузки, кВт cos φ jэк, А/мм2 Длины , км
Р1 Р2 Р3 L 0-1 L 1-2 L 2-3
0,8 1,3
0,8 1,2
0,8 1,1
0,85 1,25
0,85 1,15
0,85 1,1
0,9 1,2
0,9 1,1
0,9 1,1
0,8 1,15
0,8 1,05
0,8 1,05
0,85 1,1
0,85
0,85 1,05
0,9 1,3
0,9 1,2
0,9 1,05
Продолжение таблицы 5
№ зад Uном, кВ Нагрузки, кВт cos φ jэк, А/мм2 Длины , км
Р1 Р2 Р3 L 0-1 L 1-2 L 2-3
0,8 1,25
0,8 1,15
0,8
0,85 1,2
0,85 1,1
0,85
0,9 1,15
0,9 1,05
0,9
0,8 1,1
0,85
0,9 1,05

 

 

3.2 Определение времени использования

максимальной нагрузки

 

Методические указания и рекомендации

 

Необходимая исходная информация по указанной теме изложена в рекомендуемой учебной литературе, при изучении которой необходимо, прежде всего, уяснить суть определения понятия «время использования максимальной нагрузки» и основные методы расчета этого параметра.

При выполнении задания (рисунок к задаче 6) рекомендуется придерживаться следующей последовательности:

1.Рассчитать годовой расход активной энергии для заданного варианта. Для этого необходимо определить площадь годового графика активной нагрузки по продолжительности.

2.Вычислить время использования максимальной нагрузки. Для этого полученное значение годового потребления активной энергии необходимо разделить на максимальную активную нагрузку.

 

Задача 6

 

Задан годовой график активной нагрузки по продолжительности. По данному графику определить время (Т) использования максимальной нагрузки. Варианты заданий приведены в таблице 6.

 
 


Р, кВт

 

Р1

 

Р2

 

 

Р3

 

 

0 t1 t2 t3 t, час

 

Рисунок к задаче 6

 

Таблица 6

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.