Южно – Уральский государственный университет

Заочный инженерно-экономический факультет

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине Электропитающие системы и сети

группа: ЭС-411

специальность: 140211

Выполнил: Смирнова Е.В.

Проверил: Пястолова А.В.

Челябинск

2009

Вариант № 37

Выбор сечения проводов районных сетей

На рис. 1 представлена схема районной электрической сети, проектируемой на напряжение U_ном. Линия l1 воздушная двухцепная, а линии l2–l5 воздушные одноцепные. Исходные данные для всех вариантов контрольного задания представлены в таблице. Для подстанций указаны наибольшие значения нагрузок. Требуется выбрать сечения проводов по экономической плотности тока и проверить их по короне и по нагреву.

l4

l5

l3

l1

l2

4

S_н3

S_н2

3

2

A

Рис.1

S_н4

1

S_н1

Uном, кВ

Длина линии, км

П/ст 1

П/ст 2

П/ст 3

П/ст 4

l1

l2

l3

l4

l5

Р/tg φ, МВт/

Тнб, ч.

Р/tg, МВт/

Тнб, ч.

Р/tg φ, МВт/

Тнб, ч.

Р/tg, МВт/

Тнб, ч.

150

80

10

30

60

40

45/0,25

6500

50/0,4

7500

25/0,29

4500

25/0,35

3500

Решение:

При заданных значениях tg φ значения cos φ и sin φ нагрузок будут

cos φ1=0,97 sin φ1=0,24

cos φ2=0,93 sin φ2=0,37

cos φ3=0,96 sin φ3=0,28

cos φ4=0,94 sin φ4=0,33

Представим нагрузки в следующем виде:

Разрезаем кольцевую сеть по узлу А и рассматриваем ее как линию с двухсторонним питанием (рис. 1.1). По формуле определяем потоки мощности на головных участках сети:

L2/10 2 L5/40 3 L4/60 4 L3/30

S1 S2 S3 S4

Рис.1.1

Проверка:

Следовательно, расчет потоков мощности на головных участках сети выполнен правильно.

По первому закону Кирхгофа определяем поток мощности в линии 2:

Определяем токи в линиях по формуле:

Для всей сети T_нб определяем как средневзвешенное значение:

Согласно расчета для данного T_нб экономическая плотность тока j_э = 1 А/мм².

Экономически целесообразные сечения проводов линий:

Принимаем ближайшие стандартные, наименьшие сечения проводов с учетом недопущения короны:

для линии 1,2,3,4 – провод АС – 70/11 c I_доп = 265 А

Проверяем провода по допустимому нагреву, для чего рассчитаем максимальные токи в линиях в послеаварийных режимах.

Максимальные значения токов в послеаварийных режимах меньше допустимых. Окончательно принимаем сечения проводов, выбранные ранее.

Контрольное задание 3

Задача 1. Расчет потерь напряжения в местной сети. Разомкнутая сеть, представленная на рис.2 выполнена кабельными линиями с алюминиевыми жилами. Исходные данные для всех вариантов контрольного задания представлены в табл. Допустимую потерю напряжения U_доп для всех вариантов принять равной 0,05U_ном. Коэффициент реактивной мощности tg  нагрузок принять для всех вариантов одинаковым. Требуется определить максимальную потерю напряжения и сравнить ее с допустимой.

l3/F3

l4/F4

l2/F2

D

l1/F1

S_н2

S_н3

S_н1

В

EС

S_н4

C

А

Рис. 2

Uном, кВ

Нагрузка потребителей

Параметры линий

S_н1, кВА

S_н2, кВА

S_н3, кВА

S_н4, кВА

tg φ

l1/F1,

км/мм²

l2/F2,

км/мм²

l3/F3,

км/мм²

l4/F4,

км/мм²

0,38

10

15

7

20

0,75

0,3/95

0,08/70

0,3/16

0,06/35

S315кВА

1 Z1 Z2 Z4

U1 2 3 5

S1 S2

Z3

S2 10кВА S5 20кВА

4 S47кВА

Рис.2.1

Задача 2. Расчет низковольтной электрической сети и выбор плавких вставок. Питание двухсекционного распределительного щита РЩ предприятия осуществляется по двум кабельным линиям от шин 380 В трансформаторной подстанции ТП 10/0,38 кВ (рис. 3). Секции распределительного щита в нормальном режиме работают раздельно. При повреждении одного из кабелей замыкается секционный разъединитель QS на щите, и питание всех потребителей осуществляется по одному кабелю, оставшемуся в работе. Кабельная линия выполнена кабелями с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке марки ААШв1, проложенными в общей траншее при расстоянии между ними в свету 100 мм. Наивысшая температура почвы на глубине прокладки кабеля плюс 20⁰С. Коэффициент одновременности m для линии равен 0,6. От РЩ получают питание несколько асинхронных двигателей и осветительная нагрузка. Двигатели и осветительная нагрузка находятся на первом этаже цеха. Наивысшая расчетная температура воздуха в цехе плюс 30⁰С. Распределительная сеть для питания двигателей и освещения выполнена проводом марки АПВ и АПВС с алюминиевыми жилами. Прокладка проводов к двигателям осуществляется в стальных трубах, а для осветительной нагрузки предусматривается групповая сеть. Продолжительность использования максимальной нагрузки для всех потребителей составляет не более 2500 ч. Остальные исходные данные приведены в табл.

Требуется: 1) указать места установки в сети предохранителей; 2) выбрать сечения проводов и кабелей по условиям нагрева; 3) рассчитать номинальные токи плавких вставок предохранителей.

Д2

Д1

РЩ

Освещение

QS

Рис. 3

10 кВ ккВ

Т

Двигатель Д1

Двигатель Д2

Нагрузка

освещения, кВт

Рн,кВт

Cos φ

η

Iп/Iн

Кз

N₁

Рн,кВт

Cos φ

η

Iп/Iн

Кз

N₂

20

0,91

0,87

6,0

0,92

5

10

0,85

0,88

5,5

0,95

4

29

;;

Д1: Для двигателей, имеющих номинальную мощность P_ном, коэффициент мощности cos , коэффициент полезного действия  и коэффициент загрузки k_з, I_нб.р - наибольший рабочий ток определяется по формуле

Выбираем сечение 10мм², допустимый длительный ток равен 65А.

,

где k=3 коэффициент для промышленных предприятий и силовых установок.

выбираем по наиболее ближайший равный

Условия по выбору сечения выполняются.

Д2:

Выбираем сечение 4мм², допустимый длительный ток равен 50А.

выбираем по наиболее ближайший равный .

Условия по выбору сечения выполняются.

Освещение:

Для осветительной нагрузки при известной мощности P_осв

Выбираем сечение 6мм², допустимый длительный ток равен 80А.

выбираем 60А.

Для линии, по которой осуществляется электроснабжение нескольких электроприемников и которая защищается предохранителем, при расчете I_нб.р предполагается, что пускается только один самый крупный двигатель. При n нагрузках, коэффициенте одновременности m и пуске двигателя k

Выбираем сечение от ТП до РЩ 185мм², допустимый длительный ток равен 345А.

Условие по выбору сечения выполняется.

для обеих линий.