Sistemul de alimentare cu energie este alcătuit dintr-un număr de dispozitive, care, în cel mai simplu caz poate fi reprezentat ca o conexiune serie de elemente, transformator de putere generator de rezervă, transformatorul pas în jos linia de putere, linia exterioară de tensiune joasă, iar grupul de trunchi de linii interne și în cele din urmă consumatorului. Acesta este cu siguranță un model simplificat al sistemului de alimentare cu energie electrică. De fapt, numărul de elemente ale sistemului este mult mai mare, mai mult decât nivelurile de tensiune și nu sunt conectate doar în serie.
Sistemele electrice moderne includ zeci de stații electrice, sute de substații și multe sute de kilometri de linii electrice de diverse tensiuni. Modelul simplificat adoptat de noi ne va ajuta să explicăm esența calculului rețelei pentru abaterea de tensiune.
Toate elementele sistemului de alimentare au o rezistență electrică (activă și reactivă). În consecință, energia electrică generată de generator, transmisă prin toate elementele sistemului de alimentare cu energie, pierde o anumită parte a tensiunii în ele. Pentru a compensa pierderile de tensiune în elementele sistemului de alimentare cu energie, se folosesc o serie de mijloace. Cel mai simplu dintre ele este un nivel crescut al tensiunilor nominale ale generatoarelor și transformatoarelor în comparație cu tensiunea nominală UH a receptoarelor de energie electrică. De exemplu, pentru receptoarele electrice de joasă tensiune, tensiunea nominală este de 380 și 220V, iar pentru această etapă de tensiune a transformatoarelor step-down, respectiv 400 și 230V. Creșterea tensiunii la bornele secundare ale transformatorului vă permite să aveți o sursă de energie care poate fi pierdută în rețea. În plus, sistemele de alimentare cu energie utilizează reglarea tensiunii la centralele electrice și la stațiile mari. Atunci când încărcătura se schimbă, valoarea curentă și, în consecință, DUpot-ul de scădere a tensiunii pentru consumator se modifică.
În general, dacă nu există o reglare automată a tensiunii în sistem, tensiunea la consumator atunci când sarcina variază într-un interval larg poate fi determinată de formula Uotr = UH ± DUpot. și anume când se schimbă sarcina, există o fluctuație a tensiunii în consumator, iar tensiunea poate fi nu numai mai mică, dar și mai mare decât valoarea nominală.
Sarcina electrică a consumatorilor de energie electrică variază într-o gamă largă, atât pe zi cât și pe oră, și pe sezon. Dependența puterii de încărcare în timp se numește programul de încărcare. Grafică o mulțime de întreprinderi industriale sunt foarte diferite de diagrame de sarcină ale utilizatorilor sociale și municipale (orașe și orașe), și alimentarea cu energie electrică a tuturor consumatorilor din sistemul energetic total. Prin urmare, centralizat reglarea automată de tensiune în centrale si statii electrice mari pentru întreprinderile industriale, de regulă, nu coincide cu interesele clienților publice și rezidențiale, de exemplu, atunci când acesta din urmă este necesară pentru a crește tensiunea pentru a compensa pierderile sale în orele de vârf (seara de ore): pentru întreprinderile industriale această creștere poate fi dăunătoare și invers.
După cum reiese din cele de mai sus, calculul rețelei de fluctuație a tensiunii pentru determinarea tensiunilor minime și maxime pentru consumator poate fi realizat dacă sunt cunoscuți parametrii de circuit necesari, precum și modul de consum de energie.
Astfel de calcule se efectuează în proiectarea sistemelor electrice și a rețelelor urbane. Pentru o rețea electrică în interiorul clădirilor, se fac calcule simplificate. În același timp, tensiunea pe autobuzele de înaltă tensiune a stațiilor de transformare 400 / 230V de reducere este neschimbată sub orice sarcină. Calculul se efectuează pentru modul de încărcare nominală.
Abaterile de tensiune admise ca procent din tensiunea nominală a rețelei sunt:
1) la bornele dispozitivelor de iluminat de lucru în spații industriale și publice de 2,5%;
2) la bornele motoarelor electrice și dispozitive pentru pornire și control 5%;
3) pentru masa principală de receptoare electrice de energie electrică (receptoare electrice de uz casnic, instalații de iluminat a spațiilor rezidențiale etc.) 5%.
4.4. Executarea lucrărilor de curs
Cursul constă dintr-o notă computațională și explicativă și o parte grafică.
4.4.1. Notă explicativă
Domeniul de aplicare al notei este de 10-12 s.
Nota este scrisă manual, pe o foaie standard de tip A4 sau introdusă pe un computer.
Toate paginile lucrării trebuie să aibă o numerotare de la capăt la capăt.
Prima pagină a notei explicative este pagina de titlu (a se vedea apendicele 1), care nu este numerotată. Pe foaia care urmează titlul unu, sunt date datele inițiale ale lucrărilor cursului (vezi tabelele 4.3, 4.4).
Expunerea de motive ar trebui să includă următoarele întrebări:
- determinarea capacității consumatorilor de pe șantier pentru fiecare linie separat;
- Alegerea secțiunii transversale a firelor pentru fiecare linie de alimentare se bazează pe densitatea curentului admis și pe tensiunea (pierderea) din tensiunea de rețea.
La sfârșitul notei, o listă a literaturii utilizate este furnizată cu o descriere bibliografică exactă a surselor.
4.4.2. O parte grafică
Această parte trebuie să conțină o schemă cu o singură linie pentru alimentarea cu energie a obiectului de construcție (OS) de la transformatorul de putere la locul de construcție cu patru linii de alimentare (alimentatoare).
4.4.3. Selectarea secțiunilor și calcularea firelor și a cablurilor
Secțiunea cablurilor în funcție de condițiile de încălzire este selectată în conformitate cu tabelele speciale în care este dat curentul admis I. astfel încât să fie îndeplinită următoarea condiție:
unde curentul de design nominal A, determinat de formula
unde РН - puterea nominală activă, furnizată consumatorului, kW; U2H este tensiunea nominală a consumatorului, V; cosj2H este factorul nominal de putere al consumatorului.
Exemplul 1. Selectați, în funcție de condițiile de încălzire, secțiunea transversală a firelor de aluminiu a mărcii APPRTO pentru alimentarea unei plăci de iluminat trifazate cu o capacitate de încărcare nominală RN = 33 kW. Tensiunea rețelei este UH = 380 / 220V. Cablarea se face într-o țeavă de oțel. Acceptați factorul de putere al lămpii incandescente coshH = 0,91.
1. Determinați curentul de sarcină
Tabelul 2. Pe termen lung sarcini curente admisibile (vezi. Anexa 3) pe fire și cabluri cu cauciuc și izolație din PVC cu conductoare din aluminiu găsi următoarea mare admisibilă Imax = 60A pentru secțiunea transversală S = 10 mm 2.
Acceptăm secțiunea transversală a firelor S = 10mm. condiția este îndeplinită.
Exemplul 2. Selectați termenii de încălzire secțiunea cupru marca sârmă OL-500 pentru alimentarea unui motor asincron cu o colivie de veveriță următoarele date pașaport: puterea nominală PN = 28kVt; factorul de putere nominal cosjH = 0,89; Eficiența la sarcina nominală hH = 0,91; Tensiunea nominală a rețelei este UH = 380 / 220V.
1. Determinați curentul de sarcină, care trebuie luat egal cu curentul nominal al motorului:
2. Conform datelor de referință, găsim Idop = 60A pentru secțiunea transversală a sârmei S = 10mm 2. Acceptăm fir de 10mm pentru fixarea firelor. Idop ³ I acc.
Sarma selectată trebuie verificată pentru pierderea de tensiune permisă:
unde DUn este pierderea de tensiune de linie.
Pentru SEN - e £ 5%; pentru parcul eolian este de £ 10%.
Pierderea tensiunii liniare poate fi găsită din formula care rezultă din diagrama vectorială a tensiunii liniei electrice.
Figura 4.1 prezintă o diagramă a unei faze, în care L este lungimea liniei, km; R = r0 L și X = x0 L sunt rezistențele active și inductive ale sârmei (r0 și x0 sunt valorile lor specifice). Valoarea lui r0 depinde de secțiunea firului și este determinată din tabele (a se vedea anexele 2, 3); valoarea lui x0 din secțiunea transversală a firului este independentă, iar pentru rețelele electrice de joasă tensiune se presupune că este egală cu 0,4 Om / km, pentru cabluri de 0,08 Ohm / km.
Figura 4.2 prezintă o diagramă a vectorului care corespunde schemei de proiectare (a se vedea figura 4.1).
Segmentul CK de pe diagrama vectorială (a se vedea figura 4.2) este de obicei neglijat, iar pierderea tensiunii de fază este determinată ca
unde Uf1 și Uf2 sunt tensiunile de fază, respectiv la începutul și la sfârșitul liniei.
În triunghiurile dreptunghiulare, Dabm și Dmpg:
Înmulțirea părților stângi și drepte ale egalităților prin. găsiți pierderea tensiunii de linie:
Dacă se dovedește că e> 5%, atunci din tabele (vezi Anexele 2, 3) alegeți cel mai apropiat fir de secțiune transversală mai mare.
În cazul în care mai mulți consumatori sunt conectați la rețeaua electrică, se utilizează o metodă bazată pe reprezentarea curenților sub formă de componente active și reactive pentru calcularea firelor.
Circuitul de înlocuire pentru o fază a unui astfel de sistem cu o sarcină simetrică este prezentat în figura 4.3. Definirea pentru fiecare dintre ramurile paralele ale curenților active și reactive sunt activi (Ia) și reactive (Ip), curenții pentru partea dreaptă a lanțului și nominal curent nominal în linie. cu cos j2 = Ia / IH și sinj2 = Ip / IH.
4.4.4. Sarcină pentru lucrarea de studiu. Ordinea de executare a muncii
Echipamentul electric este amplasat pe șantier, lista fiind prezentată în Tabelul 4.2.
Toate pantografele site-ului sunt împărțite în iluminat energetic, tehnologic, intern și extern.
Consumatorii locului de construcție sunt alimentați din stația de transformare TP 10 / 0,4 kV (a se vedea figura 4.4.). Înfășurarea secundară a transformatorului de stație este conectată în conformitate cu schema "stea cu sârmă neutră". Pentru a simplifica cifra, schema de alimentare a celor patru grupuri de consumatori, la care sunt divizați receptoarele electrice ale șantierului, este prezentată într-o versiune cu o singură linie. O linie presupune prezența a trei fire liniare A-a, B-b, C-c și sârmă neutră.
Diagrama de mai jos arată:
- TP 10 / 0,4 kV - stație de transformare cu tensiune primară de transformare de coborâre de 10 kV și tensiune secundară de 0,4 kV;
- RS - magistrale de distribuție ale tensiunii secundare a transformatorului;
- L1, L2, L3, L4 - linii electrice.
Prima linie (L1 = 250m), cablul și executat șapte surse de alimentare ale consumatorilor de putere (excavator, macara turn și alte mecanisme cu electric asincron în medie cosj2N = 0,7).
A doua linie (L2 = 150m) este de asemenea realizată prin cablu și alimentează zece receptoare de putere (pompă de beton, pompă de mortar și alte mecanisme). Puterea consumului de putere a dispozitivelor de acționare este luată din coloana 4 din tabelul 4.2 și înregistrată în coloana 7.
Cea de-a treia linie (L3 = 200m) alimentează încălzirea transformatorului din beton și este realizată cu o linie de aer cu patru fire, cu fire de aluminiu fixate pe suporturi din lemn.
A patra linie (L4 = 250 m) asigură energie electrică pentru iluminatul interior și exterior a șantierului de construcție, capacitatea totală pe care studentul se așteaptă pentru propria sa versiune (datele pentru calcularea puterii este luat din tabelul 4.1). Această conductă electrică este de asemenea realizată cu o linie de aer cu patru fire cu fire de aluminiu.
Pentru specialitatea SZD liniile electrice sunt realizate cu un cablu cu conductori din aluminiu. Lungimea liniei de cablu este de 250m.
Pentru specialitatea MiT, liniile electrice sunt realizate cu un cablu cu miez de cupru. Lungimea liniei de cablu este de 150m.
Puterea electrică a echipamentelor electrice care primesc energie prin cabluri este luată de student în coloana 4 din tabelul 4.2 și înregistrată în coloana a șaptea.
Variantele de sarcini pentru determinarea puterii șantierului de construcție consumate de echipamente electrice de la liniile electrice aeriene (a treia și a patra linie) sunt prezentate în tabelul 4.1.
Numărul variantei este determinat de ultima cifră a cifrului elevului.
Puterea transmisă servomotoarelor de putere ale șantierului de construcție de-a lungul liniilor L1 și L2 (vezi Fig.4.2) este determinată de următoarea expresie:
unde P1. P2. Pn - puterea motoarelor de inducție ale servomotoarelor; KC1. KC2. Kcn - coeficienți ai cererii pentru aceste mecanisme în timpul schimbării (coloana 5 din Tabelul 4.2).
Puterea consumatorilor de încălzire a betonului transformatorului este transmisă printr-o linie de alimentare cu aer cu cabluri din aluminiu (L3).
Conform datelor din versiunea sa, preluate din tabelul 4.1, se determină consumul de energie necesar pentru încălzirea betonului:
în cazul în care consumul de energie specific lui Rud pentru încălzirea a 1 m3 de beton; n - numărul de metri cubi corespunzători variantei sarcinii, m 3; Kc este coeficientul de cerere.
Iluminatul interior și exterior este alimentat de o linie comună de aer L4 din fire de aluminiu. Puterea necesară pentru acești consumatori este determinată de formula:
unde Pd1. Pud2. Consumul de energie specific pentru Pdn pentru iluminarea unui obiect (preluat din tabelul 4.2); S1. S2. Sn - suprafața obiectelor, m 2 (luată din tabelul 4.1 pentru versiunea sa); Kc este coeficientul de cerere în timpul schimbului de lucru.
Normele medii ale cererii de energie electrică, coeficienții
cererea Ks și capacitatea pentru șantierele de construcții
În plus față de puterea recepționată (SРосв) este necesară adăugarea puterii corpurilor de iluminat instalate de-a lungul drumurilor principale și a căilor de acces. Pentru a simplifica sarcina, luați în considerare toată puterea necesară pentru iluminarea drumurilor concentrate la capătul liniei L4:
unde consumul de energie specific de Rud pentru iluminarea cu 1 km de drum, kW / km (a se vedea tabelul 4.2); l este lungimea drumului, km (luată din tabelul 4.1 pentru versiunea sa).
După calcularea puterii transmise pe fiecare linie (L1, L2, L3, L4), determinați curenții din ele.
Mai mult decât atât, ambele linii de forță sunt realizate cu un cablu cu conductoare de cupru sau aluminiu.
Pentru specialitatea SZD linia este realizată cu un cablu cu conductori de aluminiu de 250 m lungime. Pentru specialitatea MiT, un cablu cu conductori de cupru cu lungimea de 150 m.
Celelalte două linii sunt montate sub formă de linii de aer cu patru fire, cu fire de aluminiu cu lungimea L1 = 250 m și respectiv L2 = 150 m.
Pentru a simplifica calculul, presupunem că sarcina în toate fazele A, B, C este distribuită uniform în toate cele patru LEP-uri (sarcină simetrică). Ca urmare, calculul se efectuează pentru o singură fază:
1. Afișați circuitul de înlocuire pentru o fază (a se vedea figura 4.1) și calculați curentul nominal în el.
unde РН - puterea nominală activă, furnizată consumatorului, kW; U2H - tensiunea nominală a consumatorului, 380V; cosj2H este factorul nominal de putere al consumatorului.
2. Apoi, în conformitate cu apendicele 2, 3, selectați secțiunea transversală a firului necesară pentru ca curentul să treacă prin încălzire pentru fiecare linie de curent sub condiția Ion φ IH.
3. Verificați secțiunea transversală selectată a firelor celor patru linii pentru pierderea de tensiune în conformitate cu procedura descrisă la sub-secțiunea 4.4.3:
unde DUn este pierderea de tensiune de linie.
4. Construiți o diagramă vectorială a distribuției de tensiune pentru linia L1 conform procedurii descrise la sub-secțiunea 4.4.3 (a se vedea figura 4.2).
5. Formați concluziile care conțin informații despre firul selectat (linia) liniei de alimentare sau linia aeriană și evaluați efectul reducerii tensiunii de alimentare asupra caracteristicilor motorului electric și a lămpilor incandescente.
Instituția de învățământ superior de stat
Universitatea de Stat de Transport din Petersburg (PSTU)
Departamentul de Complexe și Sisteme Electromecanice
DESIGN ȘI NOTĂ EXPLICATIVĂ LA ACTIVITATEA CURSULUI
"CALCULAREA LINIEI ELECTRICE DE FURNIZARE
STUDENT ___________________ ____________________ I.I. IVANOV
Articole similare
-
Calcularea abaterii de tensiune la bornele cele mai îndepărtate de sursa de sarcină
-
Calcularea abaterilor de tensiune - calitatea energiei electrice în întreprinderile industriale
Trimiteți-le prietenilor: