Компенсація реактивної потужності

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст

1. Компенсація реактивної потужності

Вибір силових трансформаторів

2. Вибір перерізу проводів, кабелів і шин

Вибір кабелів

Вибір шин

3. Вибір захисних апаратів

Вибір запобіжників

Вибір запобіжників

Вибір автоматів

4. Розрахунок струмів КЗ

Розрахунок струмів трифазного КЗ

Розрахунок струмів однофазного КЗ

5. Розрахунок захисного заземлення

6. Побудова графіків навантаження

1. Компенсація реактивної потужності

Найбільшими споживачами реактивної потужності є:

асинхронні двигуни;

зварювальні та силові трансформатори;

індукційні печі;

газорозрядні лампи.

Зниження споживання реактивної потужності здійснюється двома способами:

природний спосіб;

штучний спосіб.

Природний шлях включає в себе:

заміну електродвигунів, що працюють з недовантаженням або перевантаженням на електродвигуни меншої або більшої потужності;

зниження напруги у малозавантажених електродвигунів;

обмеження холостого ходу працюючих електродвигунів;

правильний вибір електродвигунів за типом і потужності;

підвищення якості ремонту двигунів;

відключення малозавантажених силових трансформаторів з перекладом навантаження на інший трансформатор.

Так як коефіцієнт реактивної потужності в нашій роботі перевищує нормативний, робимо висновок про необхідність компенсації реактивної потужності.

Зниження споживання реактивної потужності не завжди можливо природним методом. Тому на додаток до нього застосовують і штучний метод, в тому числі встановлюють конденсаторні установки. Компенсація реактивної потужності - це наближення джерела реактивної потужності до споживача.

Визначаємо потужність компенсує установки за формулою:

Q ку = Рс (tg j ср - tg j е), (1.1)

де Рс - середня активна потужність, кВт;

tg j ср - середній розрахунковий коефіцієнт реактивної потужності;

tg j е - ефективний коефіцієнт реактивної потужності, = 0,33.

Q ку = 268,4 (1,36 - 0,33) = 276,04 квар

Вибираємо тип батареї - 2 'ККУ - 0,38 - 160.

Перевірка tg j = :

tg j = = 0,19 <0,33

Перевірка зійшлася, батареї підходять.

Вибір силових трансформаторів

На діючих підприємствах за наявності добового графіка споживачів номінальну потужність трансформатора слід вибирати не за максимальному навантаженні споживача, а за величиною середньої потужності у найбільш завантаженій зміні з характерних діб. Якщо потужність трансформатора вибирати по максимальному навантаженні в споживачах, то в періоди середніх, а тим більше мінімальних навантажень трансформатор буде не довантажений, а отже його номінальна потужність буде завищена.

Слід врахувати, що оптимальне навантаження трансформатора повинна становити 65 - 70% від його номінальної потужності.

Визначаємо повну потужність цеху з урахуванням компенсації за формулою:

Smax = , (1.1)

де Рр - розрахункова активна потужність по цеху, кВт;

Q р - розрахункова реактивна потужність по цеху, кВАр;

Q ку - повна номінальна потужність компенсуючих пристроїв.

Smax = = = 306,24 кВа

Так як є споживачі першої категорії, намічаємо число трансформаторів - 2.

Визначаємо потужність на трансформаторній підстанції по формулі:

Кзг = , (1.2)

де Рср - середня активна потужність по цеху,%, Рср = 10;

Р max - максимальна активна потужність по цеху,%;

tmax = 24 ч.

Коефіцієнт допустимого перевантаження трансформатора (Кдл) - 1,01 (1,1).

Номінальна потужність трансформатора:

S ном = = = 303,2 кВа

S ном = = 278,4 кВа

Вибираємо трансформатори за довідником - 2 'ТМ - 160 / 10.

2. Вибір перерізу проводів, кабелів і шин

Вибір кабелів

Перетин проводів і жил кабелів має вибиратися в залежності від ряду факторів. Ці фактори поділяються на технічні та економічні.

Технічні фактори:

нагрів від тривалого виділення тепла робочим струмом;

нагрівання від короткочасного виділення тепла струмом КЗ;

втрати напруги в жилах кабелю або проводах, повітряні лінії від минаючі через них у нормальному або аварійному режимах.

Кабель - це готове заводське виріб, що складається з ізольованих струмоведучих жил, укладених у захисну герметичну оболонку, яка може бути захищена від механічних пошкоджень.

Ізоляція жив виконується з кабельного паперу, просоченою маслоканіфольним складом гуми полівінілхлориду та поліетилену.

Визначаємо розрахунковий струм для кожного електроприводу за формулою:

I розр = , (2.1.1)

де Рном - номінальна потужність електроприймача, кВт;

U н - номінальна напруга приймача, кВ;

cos j - коефіцієнт потужності.

Верстати стругальні Рном = 120 кВт.

I розр = = 433,5 А

Кран консольний Рном = 56 кВт.

I розр = = 161,8 А

Обдирні верстати Рном = 125 кВт.

I розр = = 277,9 А

Вентилятори Рном = 22 кВт.

I розр = = 39,7 А

Колорифер Рном = 80 кВт.

I розр = = 136 А

За розрахунковим току визначаємо допустимий струм за формулою:

I доп = , (2.1.2)

де К1 - коефіцієнт, що залежить від числа поруч працюють кабелів;

К2 - коефіцієнт, що враховує вплив температури навколишнього середовища (22 °).

За довідником [3] К1 = 1, К2 = 1,04.

Верстати стругальні: I доп = = 416,8 А

Кран консольний: I доп = = 155,5 А

Обдирні верстати: I доп = = 267,2 А

Вентилятори: I доп = = 38,17 А

Калорифер: I доп = = 130,7 А

Результати заносимо в таблицю.

Вибір кабелів

Таблиця 2.1.1

Найменування електроприймача

I розр

К1/К2

I доп

Марка

L, м

Верстат стругальний

433,5

1 / 1, 04

416,8

2АВВГ (4 '95)

-

Кран консольний

161,8

1 / 1, 04

155,5

АВВГ (4 '50)

270

¾

¾

¾

¾


210

¾

¾

¾

¾


120

Обдирні верстати

277,9

1 / 1, 04

267,2

АВВГ (4 '120)

180

Вентилятори

39,7

1 / 1, 04

38,17

АВВГ (4 '10)

30

Калорифер

136,0

1 / 1, 04

130,7

АВВГ (4 '35)

30

Вибір шин

Для надійного і безперебійного живлення споживачів електроенергією вибирають магістральну схему, викладену алюмінієвими шинами, прокладеними по ізоляторам, прикріпленим до колон цеху.

Вибір шин

Таблиця 2.2.1

ШМА

I розр

I доп

h 'b, мм

L, м

1

1831,3

2180

60 '8


2

1531,8

1720

60 '6


ШМА 1: I розр = = = 1831,3 А

I доп = = = 1760,8 А

ШМА 2: I розр = = 1531,8 А

I доп = = 1472,8 А

3. Вибір захисних апаратів

При експлуатації електричних мереж тривалі перевантаження проводів та кабелів, а також коротких замикань викликає підвищення температури струмоведучих жил. Це призводить до передчасного зносу їх ізоляції, внаслідок чого може статися пожежа, а також ураження людей електричним струмом.

Для запобігання від надмірного нагрівання проводів та кабелів застосовують плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі та теплове реле, вбудоване в пускачі.

Вибір запобіжників

Визначаємо номінальний струм для кожного споживача за формулою:

I ном = , (3.1.1)

Кран консольний Рном = 56 кВт.

I ном = = 161,8 А

Вентилятори Рном = 22 кВт.

I ном = = 39,7 А

Колорифер Рном = 80 кВт.

I ном = = 136 А

Визначаємо пусковий струм за формулою:

I пуск = Кп × I ном, (3.1.2)

де Кп - кратність пускового струму = (5).

Кран консольний: I пуск = 5 × 161,8 = 809,0 А

Вентилятори: I пуск = 5 × 39,7 = 198,5 А

Калорифер: I пуск = 5 × 136,0 = 680,0 А

Виконуємо розрахунок струму плавкої вставки запобіжника за формулою:

I пл. вст. = , (3.1.3)

де К - коефіцієнт зниження пускового струму, який при

легкому пуску дорівнює 2,5, при тяжкому - 1,6 або 2.

Кран консольний: I пл. вст. = = 404,5 А

Вентилятори: I пл. вст. = = 79,4 А

Калорифер: I пл. вст. = = 272,0 А

За результатами розрахунків вибираємо запобіжники та результати зводимо в таблицю.

Вибір запобіжників

Таблиця 3.1.1

Найменування ЕП

I ном

I пуск

I пл. вст.

До

Тип запобіжника

Крани консольно-поворотні

FU 3 FU 4 FU 5

161,8

809,0

404,5

2

ПР - 2 - 600 - 450

Вентилятори

FU 2 FU 7 FU 12 FU 15

39,7

198,5

79,4

2,5

ПР - 2 - 100 - 80

Калорифери

FU10 FU17

136,0

680,0

272,0

2,5

ПН - 2 - 400 - 300

Вибір автоматів

Автоматичні вимикачі забезпечують швидку і надійний захист проводів та кабелів від КЗ і перевантажень. Поділяються на регульовані і нерегульовані.

У нерегульованих вимикачів відсутні пристосування для регулювання установки розчеплювача в процесі монтажу і експлуатації.

У регульованих вимикачів установки расцепителей регулюють вплив на механічну систему автомата або на спеціальний пристрій, що змінює час спрацьовування автомата.

Вибір автоматичних вимикачів

Таблиця 3.2.1

Найменування

I пуск

I пік

I ер

Тип автоматичних вимикачів

QF1

¾

3877,2

4846,5

А 3730Ф - 630 - 5000

QF10

¾

3663,8

4579,75

А 3730Ф - 630 - 5000

QF2, 3,4,6,7,9

2167,5

¾

2709,37

А 3730Ф - 630 - 3200

QF5, 8

1389,5

¾

1736,87

А 3730Ф - 630 - 2500

QF12

¾

¾

5331,15

А 3730Ф - 630 - 6300

QF13

¾

¾

5037,72

А 3730Ф - 630 - 6300

Найбільший струм споживача на шині в стругальних верстатів = 433,5 А.

Піковий струм розраховується за формулою:

I пік = + S (3.2.1)

Для QF 1:

I пік = 433,5 × 5 + 161,8 × 3 + 433,5 × 2 + 39,7 × 2 + 277,9 = 3877,2 А

I ер = 1,25 × 3877,2 = 4846,5 А

Для QF 10:

I пік = 433,5 × 5 + 136 × 2 + 39,7 × 2 + 433,5 × 2 + 277,9 = 3663,8 А

I ер = 1,25 × 3663,8 = 4579,75 А

Для QF 2,3,4,6,7,9:

I пуск = 433,5 × 5 = 2167,5 А

I ер = 1,25 × 2167,5 = 2709,37 А

Для QF 5,8:

I пуск = 277,9 × 5 = 1389,5 А

I ер = 1,25 × 1389,5 = 1736,87 А

Для QF 12:

I ер = QF 1 + 10% = 4846,5 + 10% = 5331,15 А

Для QF 13:

I ер = QF 10 + 10% = 4579,75 + 10% = 5037,72 А

4. Розрахунок струмів КЗ

При розрахунку струмів КЗ в мережах напругою нижче 1кВ необхідно враховувати індуктивні і активні опори. У таких мережах особливо виконаних в кабельних лініях або проводами в трубах активні опору значно перевищують індуктивні.

Складаємо розрахункову схему:

ТМ 160/10

QF12 I = 630А







QF1 I = 630А

ШМА 60 '8 L =

АВВГ - 4 '95

QF4 I = 630А

Верстат стругальний (433,5 А)



Складаємо схему заміщення:

ХТР = 41,7

Rтр = 16,6

Хав12 = 0,13

rав12 = 11,12

Хав1 = 0,13

rав1 = 11,12



Хош = 0,014

rош = 0,03

Хок = 0,329

rок = 0,081

Хав4 = 0,13

rав4 = 11,12



Розрахунок струмів трифазного КЗ

При рівності опорів у всіх трьох фазах значення періодичної складової струму трифазного КЗ визначається за формулою:

= I ² = I ¥ = , (4 .1.1)

де S r і S х - активне і індуктивний опір ланцюга.

S r = r тр + r а + R а + (R ош × L ш) + (r ок × Ln) + r а = 16,6 + 11,12 + 11,12 + (0,03 × 60) + (0,081 × 5) + 11,12 = 16,6 + 11,12 + 11,12 + 1,8 + 0,405 + 11 , 12 = 52,165 Ом

S х = ХТР + Ха + Ха + (Хош × L ш) + (Хок × L к) + Ха = 41,7 + 0,13 + 0,13 + (0,014 × 60) + (0,329 × 5) + 0,13 = 41,7 + 0,13 + 0,13 + 0,84 + 1,645 + 0,13 = 44,575 Ом

= I ² = I ¥ = = = = = 4,36 кА

Визначаємо ударний струм КЗ за формулою:

I уд = Ку , (9.1.2)

де Ку - ударний коефіцієнт;

- Струм трифазного КЗ.

Ку = = = 1,17 (Ку = 1,2)

I уд = 1,2 × 4,36 = 7,4 А

Визначаємо діюче значення повного струму КЗ по наближеною формулою:

Ig = (4 .1.3)

Ig = = 1,08 × 4,36 = 4,7 кА

Визначаємо потужність КЗ за формулою:

S к = Un × (4.1.4)

S к = × 400 × 4,36 = 3017,12 кВА

Розрахунок струмів однофазного КЗ

У мережах з глухозаземленою нейтраллю поява напруги на корпусі може призвести до нещасного випадку, якщо не спрацює захист.

Для надійності спрацьовування захисту проводять перевірку плавких вставок запобіжників і расцепителей автоматів на струм однофазного КЗ. Для надійного спрацювання захисних апаратів можливо короткий час ПУЕ вимагають, щоб I ¢ кз ³ 3 I пл. вст.

I ¢ кз ³ 1,4 I ер - для автоматів з номінальним струмом до 100 А.

I ¢ кз ³ 1,25 I ер - для автоматів з номінальним струмом понад 100 А.

Визначаємо струм однофазного КЗ за формулою:

I ¢ кз = , (4 .2.1)

де U ф - фазна напруга (220В);

Zn - повний опір ланцюга без обліку опору

трансформатора;

Z тр - повний опір трансформатора струму КЗ.

Zn = (4.2.2)

S r = r а + R а + (R шо × L ш) + (r ко + L к) + r а (4.2.3)

Z тр = (4.2.4)

S r = 11,12 + 11,12 + (0,03 × 60) + (0,081 × 5) + 11,12 = 35,56 Ом

S х = 0,13 + 0,13 + (0,014 × 60) + (0,329 × 5) + 0,13 = 2,775 Ом

Zn = = = = 35,67 Ом

Z тр = = = 44,88 Ом

I ¢ кз = = = = 4,345 кА

4,345 кА ³ 1,25 × 3,2

4,345 кА> 4кА

Таким чином, перевіряючи автомат на надійність спрацьовування QF 4, робимо висновок, що дані апаратів захисту перевірку проходять і можуть захищати електроприймач при КЗ.

5. Розрахунок захисного заземлення

Захисним заземленням називається навмисне з'єднання металевих частин електроустановок нормально не знаходяться під напругою, але які можуть опинитися під ним внаслідок порушення ізоляції електроустановки з заземлювальним пристроєм. Щоб розрахувати - потрібно визначити число заземлювачів і спосіб їх розміщення. Визначаємо опір грунту за формулою:

Рр = ризм y, (5.1)

де ризм - виміряне опір грунту = 100 Ом / м; y - коефіцієнт підвищення опору грунту = 1,5.

Рр = 100 × 1,5 = 150 Ом / м

Визначаємо опір одиночного заземлювача:

R про = 0,34 × Рр = 51 Ом / м

Вибираємо електрод з кутової стали 50 '50' 5 і довжиною 2,5 м.

Визначаємо кількість заземлювачів за формулою:

n = , (5.2)

де R доп - допустимий опір контурів заземлень, залежне від режиму роботи нейтралі (R доп £ 4 Ом); h - коефіцієнт екранування = 0,44.

n = = 29 шт.

Розміщуємо заземлювачі по контуру на відстані один від одного 9 метрів.

6. Побудова графіків навантаження

Цех по обробці литих заготовок

Вихідні дані:

Р max = 300,8 кВт;

Довідковий коефіцієнт при змінних втрати беремо 0,05;

Довідковий коефіцієнт при постійних втратах беремо 0,05;

Поправочний коефіцієнт при розрахунку річного графіка = 0,9;

Кількість літніх днів = 152;

Кількість зимових днів = 213.

Таблиця 6.1

t, год

Р,%

Р t, кВт

, КВт

D Рпер, кВт

D Рзіма, кВт

D Рлето, кВт

Тзіма, год

Тліти, год

0-6

30

90,24

15,04

1,35

106,63

95,9

1278

912

6-10

50

150,4

15,04

3,76

169,2

152,2

852

608

10-20

100

300,8

15,04

15,04

330,8

297,72

2130

1520

20-24

40

120,32

15,04

2,39

137,75

123,9

852

608

Переклад типового графіка навантаження у графік навантаження даного споживача здійснюється за формулою:

Р t = × Рр (6.1)

Р t = × 300,8 = 90,18 кВт

D = 0,05 × 300,8 = 15,04 кВт

D = 0,05 × 300,8 = 15,04 кВт

D = × D (6.2)

D = × 15,04 = 1,35 кВт

D = × 15,04 = 3,76 кВт

Зимовий добовий графік навантаження

D = Р t + D + D (6.3)

D = 90,24 + 15,04 + 1,35 = 106,63 кВт

Літній графік навантаження

D = (0.9 ¼ 0.95) (6.4)

D = 0,9 × 106,63 = 95,9 кВт

Будуємо добовий графік навантаження з урахуванням всіх втрат

На підставі всіх розрахунків будуємо річний графік навантаження

Площа обмежена кривою графіка показує кількість електроенергії, що виробляється або споживаної електроустановкою за добу або за рік.

Wc = S (Р t × ) (6.5)

Wc = (106,63 × 6) + (169,2 × 4) + (330,8 × 10) + (137,75 × 4) = 5,17 мВт

W ч = S (Р t × Tt) (6.6)

W ч = (330,8 × 2130) + (297,72 × 1520) + (169,2 × 852) + (152,2 × 608) +

+ (137,75 × 852) + (123,9 × 608) + (106,63 × 1278) + (95,9 × 912) = 1810,28 мВт

Середнє навантаження за аналізований період

= (6.7)

= = 0,21 мВт

= (6.8)

= = 0,2 мВт

Коефіцієнт заповнення графіка навантаження розраховується за формулою:

= (6.9)

= = 0,67

= (6.10)

= = 0,7

Час максимуму - це час, протягом якого установка працює з максимальним навантаженням, споживає те ж кількість енергії, що і працюючи по дійсному графіком навантаження.

= (6.11)

= = 6034,2

Результати заносимо в таблицю.

Таблиця 6.2

W р

W з

1810,28

5,17

0,2

0,21

0,67

0,7

6034,2

6034,2 <8760, що й має бути

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Реферат
70.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Історія застосування активно - реактивної схеми в протитанкові гранатомети
Цивільна авіація в період з 1956 року по 1960 рік Початок впровадження реактивної техніки
Компенсація моральної шкоди 2
Компенсація моральної шкоди
Компенсація моральної шкоди 3
Компенсація моральної шкоди
Аеродинамічна компенсація рулів елеронів
Компенсація моральної шкоди у трудових відносинах
Компенсація моральної шкоди 2 Правове регулювання
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru