Выполнить расчёт установившегося режима замкнутой электрической сети.
Схема цепи.
Дано:
Uном=150кВ=1,5*105В
UA=153кВ=1,53*105В
P1=27МВт=2,7*107Вт
P2=16МВт=1,6*107Вт
P3=10МВт=107Вт
Q1=12МВАр=1,2*107Вар
Q2=6МВАр=6*106Вар
Q3=6МВАр=6*106Вар
SТ1НОМ=40МВА=4*107ВА
SТ2НОМ=25МВА=2,5*107ВА
SТ3НОМ=16МВА=1,6*107ВА
LA1=25км
L12=25км
L23=35км
LA3=20км
F=150мм2
r0=0,2 Ом/км
x0=0,435 Ом/км
b0=2.61*10-6См/км
Принимаем следующие трансформаторы:
T1 – ТРНД – 40 000/150
Sтном=4*107ВА
Uвн=158кВ =1,58*105В
Uнн=10,5кВ =1,05*104В
ΔPx=40кВт=4*104Вт
ΔPк=160кВт=1,6*105Вт
uk=10,5%
Ixx=0,7%
Т2,Т3 – ТДН – 16 00/150
Sтном=1,6*107ВА
Uвн=158кВ =1,58*105В
Uнн=11кВ =1,1*104В
ΔPx=40кВт=4*104Вт
ΔPк=88кВт=8,8*104Вт
uk=11%
Ixx=0,8%
Uном – номинальное напряжение цепи.
UА – напряжение в центре питания
Рi,Qi – расчётные нагрузки на вторичной стороне трансформатора.
STi,HOM – номинальные мощности трансформаторов
А – сечение проводов линий.
Решение:
а) определяем параметры линий и трансформаторов и составляем схему замещения.
Параметры схем замещения рассчитываем по погонным параметрам сталеалюминевых проводов:
RA1=R12=r0*LA1=0,2*25=5 (Ом)
XA1= X12=x0* LA1=0,435*25=10,88 (Ом)
BA1= B12=b0* LA1=2,61*10-6*25=6,23*10-5 (Ом)
QCA1= QC12=U2НОМBA1=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(ВАр)
R23=r0*L23=0,2*35=7 (Ом)
X23=x0*L23=0,435*35=15,23 (Ом)
B23=b0* L23=2,61*10-6*35=9,14*10-5(См)
QC23=U2ном *B23=(1,5*105)2*9,14*10-5=2,06*106 (ВАр)
R3А’= r0*L3А’=0,2*20=4 (Ом)
X3А’= x0* L3А’=0,435*20=8,7(Ом)
B3А’= b0* L3А’=2,61*10-6*20=5,22*10-5 (Ом)
QC3А’= U2НОМB3А’=(1,5*105)2*5,22*10-5=7,83*105(ВАр)
Параметры замещения трансформаторов рассчитываются по паспортным данным:
RT1= ΔPk
(Ом)
XT1=
=
65,53
(Ом)
ΔQX1=IXX%
(
ВАр)
RT2= RT3= ΔPk
(Ом)
XT2= XT3= =
171,63
(Ом)
ΔQX2= ΔQX3= IXX%
(
ВАр)
Схема замещения кольцевой цепи.
б) приведение нагрузок узлов к первичному напряжению.
Для узла 1:
P1B=P1+ ΔPT1=2,7*107+1,27*105=2,71*107 (Вт)
ΔPT1= ΔPX1+ ΔPk1
4*104+1.6*105
=1,27*105 (Вт)
S1=
=2,95*107
(ВА)
Q1B=Q1+ΔQT1-
=1,2*107+2,45*106-1,4*106=1,3*107
(ВАр)
ΔQT1= ΔQX1+
=2,5*105+
=2,45*106 (ВАр)
QСA1=U2HOM*BA1=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(Вар)
QС12=U2HOM*B12=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(Вар)
Для узла 2:
P2B=P2+ ΔPT2=1,6*107+1,2*105=1,61*107 (Вт)
ΔPT2= ΔPX2+ ΔPk2
1,9*104+8,8*104
=1,2*105 (Вт)
S2=
=1,71*107
(ВА)
Q2B=Q2+ΔQT2-
=6*106+1,3*106-
=5,6*106 (ВАр)
ΔQT2= ΔQX2+
=1,12*105+
=1,3*106 (ВАр)
QС12=U2HOM*B12=(1,5*105)2*6,23*10-5=1,4*106(Вар)
QС23=U2HOM*B23=(1,5*105)2*9,14*10-5=2*106(Вар)
Для узла 3
P3B=P3+ ΔPT3=107+1,2*105=1,01*107 (Вт)
ΔPТ3= ΔPX3+ ΔPk3
1,9*104+8,8*104
=1,2*105 (Вт)
S2=
=1,36*107
(ВА)
Q3B=Q3+ΔQT3-
=6*106+1,21*106-
=5,63*106 (ВАр)
ΔQT3= ΔQX3+
=1,12*105+
=1,21*106 (ВАр)
QС23=U2HOM*B23=(1,5*105)2*9,14*10-5=2*106(Вар)
QС3А’=U2HOM*B3A’=(1,5*105)2*5,22*10-5=1,17*106(Вар)
Схема замещения кольцевой цепи после приведения нагрузок к высшему напряжению.
в) Расчёт предварительного потокораспределения в замкнутой цепи. Определение узла потокораздела.
PA1=
=
=
=3,1*107 (Вт)
QA1=
=
=
=4,04*107(ВАр)
P3А’=
=
=
=2,23*107
(Вт)
Q3A’=
=
=
=1,03*107
(ВАр)
Р12=РА1-Р1В=3,1*107-2,71*107=3,9*106 (Вт)
Q12=QA1-Q1B=4,04*107-1,3*107=2,74*107 (ВАр)
Р32=РА’3-Р3В=2,23*107-1,01*107=1,22*107 (Вт)
Q32=QA’3-Q3B=1,03*107-5,63*106=4,67*106 (ВАр)
г) уточненный расчёт потокораспределения и напряжений на первичной стороне трансформаторов.
Разомкнутая электрическая сеть.
Потери мощности в линии 12:
ΔP12=
=1,69*105
(Вт)
ΔQ12=
=3,68*105
(ВАр)
Мощность в начале линии 12:
РН12=Р12+ ΔP12=3,9*106+1,69*105=4,07*106 (Вт)
QH12=Q12+ ΔQ12=2,74*107+3,68*105=2,78*107 (ВАр)
Мощность в конце линии 12:
РКА1= РН12+Р1В=4,07*106+2,71*107=3,11*107 (Вт)
QKA1= QH12+Q1B=2,78*107+1,3*107=4,08*107 (ВАр)
Потери мощности в линии А1:
ΔPА1=
=5,76*105
(Вт)
ΔQА1=
=1,25*106
(ВАр)
Мощность в начале линии А1:
РНА1=РА1+ ΔPА1=3,1*106+5,76*105=3,16*107 (Вт)
QHА1=QА1+ ΔQА1=1,25*106+4,04*107=4,16*107 (ВАр)
Мощность потребляемая схемой от источника питания:
РА=РНА1=3,16*107 (Вт)
QA=QHA1-
=4,16*106-1,4*106=2,97*106
(ВАр)
Потеря напряжения в линии А1:
ΔUA1=
=
=4,103
(В)
Напряжение в узле 1:
U1=UA-ΔUA1=1,53*105-4*103=1,49*105 (В)
Потеря напряжения в линии 12:
ΔU12=
=
=2,19*10,3 (В)
Напряжение в узле 2:
U2=U1-ΔU12=1,49*105-2,19*103=1,47*105 (В)
д) расчёт напряжений на вторичной обмотке трансформаторов:
Потеря напряжения в трансформаторе T1:
ΔUТ1=
= 
=5,73*103 (В)
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора, приведенное к высшему напряжению:
U’1= U1-ΔUТ1=1,49*105-5,73*103=1,44*105 (В)
Коэффициент трансформации трансформатора Т1
KT1=
=
=15,05
Действительное напряжение на вторичной обмотке трансформатора T1:
U”1=
=
=9,57*103
(В)
Потеря напряжения в трансформаторе T2:
ΔUТ2=
=
=7,96*103 (В)
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора, приведенное к высшему напряжению:
U’2= U2-ΔUТ2=1,44*105-7,96*103=1,37*105 (В)
Коэффициент трансформации трансформатора Т2:
KT2==
=14,36
Действительное напряжение на вторичной обмотке трансформатора T2:
U”2=
=
=9,54*103
(В)
Контрольная работа №2
На основании исходных данных выполнить следующее:
1) определить электрические нагрузки 380/220В главного корпуса завода, отнесённые к шинам вторичного напряжения цеховых трансформаторных подстанций;
2) выбрать единичную (номинальную) мощность цеховых трансформаторов;
3) определить максимальное, минимальное и оптимальное количество цеховых трансформаторов;
4) определить суммарную мощность конденсаторных установок до 1000В , необходимую для снижения числа трансформаторов до оптимального;
5) определить расчётную нагрузку главного корпуса, отнесенную к шинам распределительного пункта 10 кВ, питающего цеховые трансформаторы главного корпуса;
Коэффициент загрузки трансформаторов нормальном режиме β=0,9.
Расчёт электрических нагрузок выполнить с помощью коэффициентов использования (Ки) и расчётной мощности (Кр).
Дано:
F=34 000 м2
Руд осв=13 Вт/м2
tgφосв=0,33
Кс осв=0,9
Решение:
РНОМ ОСВ=РУД ОСВF=34 000*13=442000 (Вт)
РРАСЧ ОСВ= РНОМ ОСВ* Кс осв=442000*0,9=397800 (Вт)
QРАСЧ ОСВ= РРАСЧ ОСВ* tgφосв=397800*0,33=131274 (кВАр)
Решение:
Расчёт производим в табличной форме
а) определяем суммарные расчётные нагрузки силовых электроприёмников до установки КУ.
б) Определяем расчётные нагрузки освещения.
в) определяем суммарные нагрузки всего корпуса до установки КУ.
|
Исходные данные |
Справочные данные |
Расчётные параметры |
||||||||||||
|
Электроприёмники (ЭП) |
Количество работающих ЭП шт |
Номинальная мощность |
Коэффициент использование Ки |
Коэффициент реактивной мощности tgφ |
Средние нагрузки за наиболее загруженную смену |
Эффективное число ЭП: nэ=2∑Рном/(РНОМ НАИБ) |
Коэффициенты расчётных нагрузок |
Расчётные нагрузки |
||||||
|
Суммарная Рном |
- наименьшего (Pном наим)ЭП - Наибольшего (Рном наиб) |
Активная, кВТ Pсм=КиРHOM |
Реактивная, кВАр Qсм=Рсмtgφ |
Активные нагрузки: Кр=F1(Ки,nэ) |
Реактивные нагрузки: К’р=Кр |
Активная кВт Ррасч=Кр∑Рсм |
раективнаякВАр Qрасч=К’р∑Qсм |
Полная, кВА Sрасч=(Р2расч= Q 2расач)1/2 |
Ток, А Iрасч=S расч/1,73Uном (Uном =10кВ) |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
а) Станки металлорежущие мелкосерийного производства |
156 |
1070 |
1,5-20 |
0,14 |
1,73 |
149,8 |
1851,1 |
107 |
0,65 |
0,65 |
97,37 |
1203,22 |
1207,15 |
6,98 |
|
То же, при тяжелом режиме |
75 |
2660 |
5-80 |
0,17 |
1,17 |
452,2 |
3112,2 |
67 |
0,65 |
0,65 |
293,93 |
2022,93 |
2044,17 |
11,82 |
|
То же, с особо тяжёлым режимом работы |
10 |
540 |
28-80 |
0,24 |
1,17 |
129,6 |
631,8 |
14 |
0,82 |
0,82 |
106,272 |
518,076 |
528,86 |
3,06 |
|
Автоматические поточные линии |
200 |
1400 |
3,5-20 |
0,6 |
1,02 |
840 |
1428 |
140 |
0,8 |
0,8 |
672 |
1142,4 |
1325,39 |
7,66 |
|
Печи сопротивления с автоматической загрузкой |
20 |
1600 |
50-100 |
0,8 |
0,33 |
1280 |
528 |
32 |
0,85 |
0,85 |
1088 |
448,8 |
1176,93 |
6,80 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой |
10 |
410 |
15-65 |
0,5 |
0,33 |
205 |
135,3 |
13 |
0,85 |
0,85 |
174,25 |
115,005 |
208,78 |
1,21 |
|
Индукционные печи низкой частоты |
10 |
200 |
20 |
0,7 |
0,33 |
140 |
66 |
20 |
0,9 |
0,9 |
126 |
59,4 |
139,30 |
0,81 |
|
То же точечные |
20 |
908 |
38-55 |
0,35 |
1,33 |
317,8 |
1207,64 |
34 |
0,75 |
0,75 |
238,35 |
905,73 |
936,57 |
5,41 |
|
Сварочные трансформаторы для автоматической дуговой сварки |
10 |
400 |
40 |
0,35 |
1,73 |
140 |
692 |
20 |
0,85 |
0,85 |
119 |
588,2 |
600,12 |
3,47 |
|
Краны, тельферы с ПВ =25% |
90 |
606 |
1-28 |
0,05 |
1,73 |
30,3 |
1048,38 |
44 |
0,75 |
0,75 |
22,725 |
786,285 |
786,61 |
4,55 |
|
Насосы |
43 |
2400 |
20-100 |
0,7 |
0,62 |
1680 |
1488 |
48 |
0,85 |
0,85 |
1428 |
1264,8 |
1907,59 |
11,03 |
|
Вентиляторы |
160 |
2867 |
7-120 |
0,65 |
0,75 |
1863,55 |
2150,25 |
48 |
0,85 |
0,85 |
1584,02 |
1827,71 |
2418,60 |
13,98 |
|
б) Все силовые ЭП главного корпуса |
808 |
15067 |
1-120 |
0,48 |
7242,25 |
14354,7 |
252 |
0,73 |
0,73 |
5286,84 |
10478,9 |
|||
|
в) Нагрузка электрического освещения корпуса |
442 |
0,33 |
397,8 |
131,27 |
397,8 |
131,27 |
||||||||
|
г) Суммарная нагрузка главного корпуса до установки КУ |
15509 |
7640,05 |
14485,97 |
5684,64 |
10610,17 |
12037,1 |
||||||||
|
д) Конденсаторные установки КУ |
-6507,05 |
-6507,05 |
||||||||||||
|
е) Суммарная нагрузка главного корпуса после установки КУ |
15509 |
0,48 |
7640,05 |
7978,92 |
252 |
0,73 |
5348 |
5824,61 |
7906,96 |
|||||
г) Определяем единичную мощность трансформаторов.
σ=Sрасч/F=12037,06/34000=0,35 кВА/м2
0,2< σ<0,5кВА/м2 – SHOM=1600 кВА
д) Определяем расчётные значения числа цеховых трансформаторов.
- минимальное
Nрасч min= РРАСЧ /(β* SHOM)= 5684,64/(0,9*1600)=3,95 N min=4 (шт)
- максимальное
Nрасч мах= SРАСЧ /(β* SHOM)= 12037,06 /(0,9*1600)=8,35 N мах=9 (шт)
- оптимальное
NОПТ= Nрасч min+ΔN+m= Nmin+m=3,95+0,05+1=5 (шт)
Из таблицы m=1
NОПТ принимаем 6 штук. (Ближайшее четное большее).
е) Определяем мощность низковольтных конденсаторных установок QНК, необходимую для снижения числа трансформаторов с Nmax до Noпт.
QНК=QРАСЧ-
=
6507,05 (ВАр)
ж) Определяем расчетные нагрузки после установки КУ. (таблица)
з) Определяем расчётную нагрузку с учётом потерь в трансформаторах
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
