Оценка качества напряжения цеховой сети

ГОУВПОМЭИ (ТУ)

Филиал в г. Смоленске

Кафедра ЭЭС

Расчетное задание

По курсу “Электроснабжение промышленных предприятий”

По теме: ”Оценка качества напряжения цеховой сети”

Группа: ЭС-99

Вариант: №10

Студент: Кульман П.Н.

Преподаватель: Артемов А.И.

Смоленск 2004г.

Исходные данные:

SТН, кВА	U1, кВ	SК.З., МВА	L, м	S1, Р+jQ	SН.пв, кВА	ПВ, %	соsφ
630	9,7	3,1	125	175+j200	30	10	0,35

Рис. 1 Расчетная схема

Задание

Задается схема питания сварочных машин и нагрузки S₁. Сварочные машины подключены к шинам  0,4 кВ, кабелем проложенным открыто. По условию, сварка проводится в два цикла, по 5 машин в каждом цикле, 5 машин включены на фазу АВ и 5 на фазу ВС. При заданном напряжении на первичной стороне цехового трансформатора U₁ и мощности короткого замыкания S_К.З. определить:

1. Тип кабеля и его сечение для подключения сварочной  машины, защитный аппарат и его параметры.
2. Качество электроэнергии (отклонение напряжения, размах колебания напряжения, несимметрию и несинусоидальность напряжения) на шинах 0,4 кВ трансформаторной подстанции на зажимах сварочной машины в следующих режимах:

• при включенной только нагрузке S₁
• при работе только сварочной машины
• при совместной работе нагрузки S₁ и сварочной машины

3. Сопоставить показатели качества электроэнергии по ГОСТ-13109-98 и сделать вывод.
4. Разработать мероприятия по улучшению показателей качества электроэнергии путем применения, по возможности, равномерного распределения сварочных трансформаторов по фазам и изменения режима сварки:

• в один цикл (сразу работает 10 сварочных трансформаторов)
• в два цикла (6+4)
• в три цикла (4+3+3)

1. Расчет нагрузок, выбор типа кабеля и защитного аппарата

Среднесменная нагрузка:

;

где                m - число одновременно включаемых сварочных трансформаторов, m=5

                     к_з - коэффициент загрузки сварочных аппаратов, к_з=1,5

ПВ_Ф - фактическая продолжительность включения при двух циклах работы, ПВ_Ф=2∙ПВ=2∙10=20%

Пиковая нагрузка:

Среднеквадратичная нагрузка:

Эквивалентные среднесменные нагрузки:

Эквивалентные пиковые нагрузки:

Эквивалентные среднеквадратичные нагрузки:

         Выбираю два кабеля 2×(АВВГ 3×70) с I_доп=2∙140=280А по ([1], табл. 1.3.7), I_д=280А>264,7А условие выполняется.

          Для защиты кабеля и сварочной машины выбираю автомат А3735Б([2], табл. П10.10) со следующими параметрами: U_н=660 В, I_д=440А, I_н.т=320А, I₀=2400А. Проверим выбранный автомат по условиям:

1. По напряжению:

U_на=660В>U_н.сети=380В

2. По длительно допустимому току:

I_да=440А>264,7А

3. По току срабатывания теплового расцепителя:

I_тр=320А>264,7А

4. По пиковому току:

I_пик=2400А>I_{пик. э}∙1,25=592,1∙1,25=740,1А

5. По согласованию с сетью:

I_дс=320А=к_з∙I_нт=1∙320=320А

к_з – коэффициент защиты для сетей, не требующих защиты от перегрузки([2], табл. 7.10).

Данный автомат по всем условиям проходит.

Рассчитаем сопротивление трансформатора.

S_нт=630КВА, основные технические характеристики трансформатора  берем из ([2], П.4.6):

U_к=5,5%

ΔР_к.з.=8,5 кВт

По ([2], П.7.11) для кабеля АВВГ 3×70 мм² определяем погонные параметры:

r_о= 0,57мОм/м

х_о= 0,065мОм/м

С учетом параллельной прокладки 2-х кабелей определим полные сопротивления:

2. Определение качества электроэнергии

2.1 Определение отклонения напряжения при работе нагрузки S₁

Отклонение напряжения на шинах высокого напряжения цехового трансформатора:

Потери напряжения в трансформаторе:

Отклонение напряжения на шинах0,4 кВ:

Отклонение напряжения на сварочном трансформаторе аналогичны:

      2.2 Определение отклонения напряжения при работе сварочной машины

Потери напряжения в трансформаторе:

Отклонение напряжения на шинах0,4 кВ:

Напряжение на шинах 0,4 кВ:

Потери напряжения в кабеле:

Отклонение напряжения на зажимах сварочной машины:

2.3 Определение отклонения напряжения при работе сварочной машины и нагрузки S₁

Потери напряжения в трансформаторе:

            или

Отклонение напряжения на шинах0,4 кВ:

Напряжение на шинах 0,4 кВ:

Потери напряжения в кабеле:

 

Отклонение напряжения на зажимах сварочной машины:

2.4 Определение размаха напряжения при работе сварочной машины

Потери напряжения в трансформаторе:

Отклонение напряжения на шинах 0,4 кВ:

Размах напряжения на шинах 0,4 кВ:

Напряжение на шинах 0,4 кВ:

Потери напряжения в кабеле:

Размах напряжения на зажимах сварочной машины:

2.5 Определение размаха напряжения при работе сварочной машины и нагрузки S₁

Потери напряжения в трансформаторе: