Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Технический институт (филиал) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования Северо-Восточный Федеральный университет имени М.К. Аммосова в г. Нерюнгри Расчетно-графическая работа По дисциплине «Основы электроснабжения» Вариант-3 Выполнил: студенты группы Проверил: ст. преподаватель кафедры ЭП и АПП 2021 г. Вариант №3 Задание 1 Определить ток КЗ в точке К1 цеховой сети (рис. 1), если на цеховой подстанции установлен трансформатор типа ТМ 630/6 со следующими данными: uк = 5,5 %, Рк = 7,6 кВт. К шинам 0,4 кВ трансформатор присоединен алюминиевыми шинами сечением S, мм2, расположенными горизонтально с расположением между фазами а, мм. На вводе установлен выключатель АВМ-15. В цехе расположен магистральный шинопровод ШМА-73, ответвление от него выполнено шинопроводом ШРА-73. В точке К1 присоединена группа электродвигателей М1 общей мощностью 200 кВт, Uном = 380 В, η = 0,94, cosφ = 0,91. На другом ответвлении от магистрального шинопровода присоединена вторая группа электроприемников М2 мощностью 150 кВт, Uном = 380 В, η = = 0,92, cosφ = 0,84. Исходные данные приведены в таблице 1. ТМ-630/6 l1 АВМ-15 ШМА-73 l2 К1 ШPА-73 l3 ШМА-73 l4 М1 К2 ШPА-73 l5 М2 Рис. 1 Расчётная схема Таблица 1 – Исходные данные Вариант 3 а, мм 100 S, l1, l2, l3, l4, l5, мм2 м м м м м 80х8 7 19 3 8 3 Решение: Сопротивления шины до выключателя: 𝑥0 = 0.1445𝑙𝑔 4 ∙ 𝑎ср 4 ∙ 0.128 = 0.1445 ∙ 𝑙𝑔 = 0.26 мОм, ℎ 0.008 3 где 𝑎ср = 3√𝑎12 ∙ 𝑎13 ∙ 𝑎23 = √100 + 208 + 100 = 128 мм. 𝑎13 = 100 + 8 + 100 = 208 мм. 𝑟0 = 0.055 мОм − табличное значение. 𝑋ш = 𝑥0 𝑙 = 0.26 ∙ 7 = 1.82 мОм. 𝑅ш = 𝑟0 𝑙 = 0.055 ∙ 7 = 0.385 мОм. Сопротивления трансформатора: 𝑅тр 𝑋тр 2 ∆𝑃кз ∙ 𝑈ном 7.6 ∙ 4002 = = = 3.06 мОм. 2 𝑆ном 6302 2 𝑈ном 𝑢кз 2 ∆𝑃кз 2 4002 5.5 2 7.6 2 √ √ = ( ) −( ) = ( ) −( ) = 13.63 мОм. 𝑆ном 100 𝑆ном 630 100 630 Сопротивления выключателя и контактов выбираем по таблице: 𝑋а = 0.10 мОм. 𝑅а = 0.10 мОм. 𝑅к = 0.15 мОм. Сопротивление магистрального шинопровода: 𝑟0 = 0.034 мОм, 𝑥0 = 0.016 мОм − выбираем из таблицы. 𝑋шма = 𝑥0 𝑙 = 0.016 ∙ 19 = 0.304 мОм. 𝑅шма = 𝑟0 𝑙 = 0.034 ∙ 19 = 0.646 мОм. Сопротивление распределительного шинопровода: 𝑟0 = 0.15 мОм, 𝑥0 = 0.17 мОм − выбираем из таблицы. 𝑋шма = 𝑥0 𝑙 = 0.17 ∙ 3 = 0.51 мОм. 𝑅шма = 𝑟0 𝑙 = 0.15 ∙ 3 = 0.45 мОм. Рис. 2 Схема замещения для активных сопротивлений Индуктивное сопротивление системы не учитываем, так как оно намного меньше индуктивного сопротивления трансформатора. Рис. 3 Схема замещения для индуктивных сопротивлений Суммарные сопротивления: 𝑅∑ = 𝑅тр + 𝑅ш + 𝑅а + 𝑅к + 𝑅шма + 𝑅шра = = 3.06 + 0.308 + 0.10 + 0.15 + 0.646 + 0.45 = 4.8 мОм; 𝑋∑ = 𝑋тр + 𝑋ш + 𝑋а + 𝑋шма + 𝑋шра = 13.63 + 1.82 + 0.10 + 0.304 + 0.51 = = 16.36 мОм; Ток короткого замыкания без учёта подпитки от электродвигателей: 𝑈нн (3) 𝐼кз1 = √3 ∙ √𝑅∑2 = + 𝑋∑2 400 √3 ∙ √4.792 + 16.362 = 13.5 кА. Ток подпитки от электродвигателей: 𝐸 ′′ = 0.85, 𝑥 ′′ = 0.35 − для обобщённой нагрузки; 𝐼дв 𝐸 ′′ 𝑃ном 0.85 182 = ′′ ∙ = ∙ = 0.785 кА. 𝑥 √3 ∙ 𝑈ном ∙ 𝐶𝑜𝑠𝜑 ∙ 𝜂 0.35 √3 ∙ 380 ∙ 0.91 ∙ 0.94 𝑃ном = 𝑆ном ∙ 𝐶𝑜𝑠𝜑 = 200 ∙ 0.91 = 182 кВт. Ток короткого замыкания в точке К1: (3) (3) 𝐼кз = 𝐼кз1 + 𝐼дв = 13.5 + 0.785 = 14.285 кА. Ответ: Iкз = 14.285 кА. Задание 2 Определить электрическую нагрузку жилого здания. Таблица 2 – Исходные данные Плита газовая Жилая Число площадь Этажность секций 1-го дома, кв.м 5 2 2210 Количество квартир одного дома, шт. Всего 40 1-но 2-х 3-х 4-х комн. комн. комн. комн. 10 30 Решение: Удельная активная мощность для 40 квартир с газовыми плитами на природном газе: 𝑃кв.уд = 0.7кВт Примем за среднюю жилую площадь 1 комнатной квартиры: 𝑆 = 20 м2 , тогда 𝐾1ком = 1. Жилая площадь 3 – х комнатной квартиры равна: 𝑆= 2210 − 20 ∙ 10 = 67 м2 . 30 Средняя общая площадь 3 – х комнатной квартиры равна: 𝑆 = 67 + 30 = 97 м2 Коэффициент К для квартир общей площадью больше 60, должен быть увеличен для квартир с газовыми плитами на 1 % на каждый квадратный метр: ∆𝑆 = 97 − 60 = 37 м2 ; 𝐾3ком = 1 + 0.01 ∙ 37 = 1.37 Активная мощность квартир: | | 𝑃кв = 𝑃кв.уд (𝑛1 ком ∙ 𝐾1ком + 𝑛3 ком ∙ 𝐾3ком ) = 0.7 ∙ (10 ∙ 1 + 30 ∙ 1.37) = = 35.8 кВт Реактивная мощность квартир: 𝑄кв = 𝑃кв 𝑡𝑔𝜑 = 35.8 ∙ 0.48 = 17.2 кВар. Полная мощность квартир: 2 + 𝑄 2 = √35.82 + 17.22 = 39.7 кВ ∙ А. 𝑆 = √𝑃кв кв Расчётная активная нагрузка силовых приёмников: 𝑃с = 𝑃р.л + 𝑃р.д = 0 + 2 = 2 кВт, где 𝑃р.л = 0 − расчётная мощность лифтовых установок, 𝑃р.д = 0.05𝑚 = 0.05 ∙ 40 = 2 кВт. Реактивная нагрузка силовых приёмников: 𝑄с = 𝑃с 𝑡𝑔𝜑 = 2 ∙ 0.75 = 1.5 кВар. Полная мощность силовых приёмников: 𝑆 = √𝑃с2 + 𝑄с2 = √22 + 1.52 = 2.5 кВ ∙ А. Активная расчётная нагрузка жилого дома: 𝑃ж.д = 𝑃кв + 0.9𝑃с = 35.8 + 0.9 ∙ 2 = 37.6 кВт. Реактивная расчётная нагрузка жилого дома: 𝑄ж.д = 𝑄кв + 𝑄с = 17.2 + 1.5 = 18.2 кВт. Полная расчётная нагрузка жилого дома: 𝑆ж.д = 𝑆кв + 𝑆с = 39.7 + 2.5 = 42.2 кВ ∙ А. Вывод к РГР-1 С помощью расчета токов КЗ мы определили соответствие выбранного оборудования аварийным режимам. Согласно заводским данным: предельная отключающая способность АВМ-15 20 кA электродинамическая стойкость к ударному току ШМА-73 70 кА электродинамическая стойкость к ударному току ШРА-73 25 кА Максимальный ток КЗ 14,285 соответственно выбранное оборудование с запасом соответствует расчётным данным и готово к эксплуатации. Вывод к РГР-2 В данной работе был выполнен расчёт электрической нагрузок жилого здания. Согласно расчету будет выполнен запрос в сетевую компанию для предоставление мощностей, выбран КТП, кабель и соответствующие коммутационные аппараты. Список используемой литературы 2. Е.Н. Беляева Как рассчитать ток КЗ 1983 136с. 3. В.П. Шеховцов Расчет и проектирование схем электроснабжения 2010 214 с 4. Крючков И.П. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования / И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев, В.А. Старшинов и др.; Под ред. И.П. Крючкова и В.А. Старшинова. − М.: Издательский центр «Академия», 2005.− 416 с. 5. Электротехнический справочник/ Под общей ред. профессоров МЭИ. - М.: Изд-во МЭИ, 2002. 6. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования/ Под ред. Б. Н. Неклепаева. М.: НЦ ЭНАС, 2002. – 152 с. 7. Правила Устройства электроустановок, 6-е издание с изменениями, исправлениями и дополнениями , принятыми Главгосэнергонадзором РФ в период с 01.01.92 г. по 01.01.99 г. Санкт-Петербург, 2001 г. 8. Б.Ю. Липкин «Электроснабжение промышленных предприятий и устано-вок», Москва «Высшая школа», 2001 г. с.361. 5. Справочник молодого рабочего по эксплуатации электроустановок про-мышленных предприятий , Москва «Высшая школа», 1978 г. с. 143.
