Завдання
Частина 1. Перевірка правильності вибору трансформатора струму
№ п / п | Потужність трансформатора, кВА | Потужність навантаження змінюється від вказаної до номінальної | Коефіцієнт трансформації тр-ра струму |
10 | 250, 10 / 0,4 кВ | 70 | 75 / 5 |
Частина 2. Розрахунок навантаження трансформатора струму
№ п / п | Міжфазних навантаження, ВА | Довжина кабелю до трансформатора напруги, м | Перетин кабелю, мм 2 | ||
S аb | S bс | S са | |||
10 | 33 | 33 | 38 | 25 | 2,5 |
Частина 3. Розрахунок економії електроенергії, що витрачається на освітлення
№ варіанту | ЛН, N | НЛ, M |
10 | 285 | 54 |
1. Перевірка правильності вибору трансформатора струму
Перевірити чи правильно вибрані трансформатори струму при виконанні обліку електроенергії на силовому трансформаторі.
№ п / п | Потужність трансформатора, кВА | Потужність навантаження змінюється від вказаної до номінальної | Коефіцієнт трансформації тр-ра струму |
10 | 250, 10 / 0,4 кВ | 70 | 75 / 5 |
Завдання 1. Необхідно виконати облік електроенергії на силовому трансформаторі 250 кВА, 10 / 0,4 кВ. Потужність навантаження трансформатора змінюється від 70 кВА до номінальної. Осередок трансформатора обладнана трансформаторами струму з К 1 = 75 / 5 (коефіцієнт трансформації у вигляді відношення номінальних первинного і вторинного струмів). Потрібно перевірити їх придатність (чи правильно вибрані ТТ).
Номінальний первинний струм трансформатора по стороні 10 кВ
= 250 / (√ 3 ∙ 10) = 25 / √ 3 = 14,43 А
Струм мінімального навантаження
= 70 / (√ 3 ∙ 10) = 7 / √ 3 = 4,04 А
Вторинний струм при номінальному навантаженні
= 14,43 ∙ 5 / 75 = 0,96 А
Згідно ПУЕ при максимальному навантаженні приєднання вторинний струм повинен становити не менше 40% від номінального струму лічильника. Номінальний вторинний струм дорівнює 5А.
5А-100%
0,96 А-х% 5 / 100 = 0,96 / х 5 * х = 0,96 * 100 х = 96 / 5 х = 19,2
Ставлення вторинного струму до номінального у відсотках складе:
(0,96 / 5) ∙ 100% = 19,25 <40% - умова не виконується
Вторинний струм при мінімальному навантаженні
= 4,04 ∙ 5 / 75 = 0,27 А
Згідно ПУЕ при мінімальному навантаженні приєднання вторинний струм повинен становити не менше 5%. від номінального струму лічильника. Номінальний вторинний струм дорівнює 5А.
Ставлення вторинного струму до номінального у відсотках складе:
(0,27 / 5)) ∙ 100% = 5,39> 5% - умова виконується, але можна краще
Таким чином, трансформатор струму потрібно замінити трансформатором струму 30 / 5.
Тоді вторинний струм при номінальному навантаженні
= 14,43 ∙ 5 / 30 = 72,15 / 30 = 2,405 А
А ставлення вторинного струму до номінального у відсотках складе:
(2,405 / 5) ∙ 100% = 48,1> 40% - умова виконується
Вторинний струм при мінімальному навантаженні
+4,04 = ∙ 5 / 30 = 20,2 / 30 = 0,67 А
Ставлення вторинного струму до номінального у відсотках складе:
(0,67 / 5)) ∙ 100% = 0,135 * 100 = 13,5> 5% - умова виконується
Висновок: Трансформатор струму являє собою допоміжний апарат, в якому вторинний струм практично пропорційний первинного струму і призначений для включення вимірювальних приладів і реле в електричні кола змінного струму. Трансформатори струму служать для перетворення струму будь-якого значення і напруги в струм, зручний для вимірювання стандартними приладами (5 А), харчування струмових обмоток реле, які відключають пристроїв, а також для ізолювання приладів і обслуговуючого їх персоналу від високої напруги.
Зазвичай трансформатор струму вибирається з умовою, щоб його вторинний струм не перевищував 110% номінального. З іншого боку, трансформатори струму, вибрані із завищеними коефіцієнтами трансформації з урахуванням струму КЗ, при малих вторинних токах мають підвищені похибки. Згідно ПУЕ при максимальному навантаженні приєднання вторинний струм повинен становити не менше 40% від номінального струму лічильника, а при мінімальному - не менше 5%.
Таким чином трансформатор струму був обраний неправильно. Так як номінальний струм вторинної обмотці вказаний в паспортній табличці і дорівнює 5А, то звернемося до прийнятої для ТТ шкалою номінальних первинних струмів: 1,5,10,15,20,30,40,50,75 і т.д. Вибравши вторинний струм = 30А отримуємо трансформатор з коефіцієнтом трансформації К = 30 / 5
2. Розрахунок навантаження трансформатора струму
Визначити навантаження на трансформатор напруги і падіння напруги в кабелі. Порівняти з допустимими значеннями.
№ п / п | Міжфазних навантаження, ВА | Довжина кабелю до трансформатора напруги, м | Перетин кабелю, мм 2 | ||
S аb | S bс | S са | |||
10 | 33 | 33 | 38 | 25 | 2,5 |
Для трифазного трансформатора напруги визначається потужність навантаження S ТН кожної з фаз по формулі
де - Найбільша і найменша потужності міжфазних навантаження
З трьох обчислених таким чином навантажень береться найбільша S ТНmax, і перевіряється нерівність .
Найбільш завантажена фаза с. Потужність її навантаження
Розрахункове навантаження трансформатора напруги ,
тобто не перевищує допустиму.
Опір з'єднувальних проводів визначається за формулою
де ℓ - довжина дроту між трансформатором струму і лічильником, м; γ - питома провідність; для міді γ = 53 м / (Ом · мм 2), для алюмінію γ = 32 м / (Ом · мм 2); s-перетин дроту , мм 2. У струмових ланцюгах переріз мідних проводів повинна бути не менше 2,5 мм 2, алюмінієвих - не менше 4 мм 2.
Опір алюмінієвого дроту
Визначається струм навантаження I ТН фази c:
Струм навантаження у фазі з
Згідно ПУЕ перетин і довжина проводів та кабелів в ланцюгах напруги розрахункових лічильників вибираються таким чином, щоб втрати напруги в цих ланцюгах складали не більше 0,25% номінальної напруги. При номінальній напрузі 100 В втрата напруги у вольтах чисельно збігається з втратою напруги в процентах.
Визначається падіння лінійного напруги Δ U для трифазного трансформатора напруги:
Падіння напруги в сполучних дротах
<0,25% що допустимо.
Висновок: Вимірювальні трансформатори напруги - Це проміжні трансформатори, через які включаються вимірювальні прилади при високих напругах. Завдяки цьому вимірювальні прилади виявляються ізольованими від мережі, що робить можливим застосування стандартних приладів (з переградуірованіем їх шкали) і тим самим розширює межі вимірюваних напруг. Навантаження на трансформатор і падіння напруги в кабелі не перевищують допустимі.
3. Розрахунок економії електроенергії, що витрачається на освітлення
№ варіанту | ЛН, N | НЛ, M |
10 | 285 | 54 |
Виробничий цех має верхнє освітлення. Джерело світла - N = 285 світильників, кожен з яких має одну лампу розжарювання.
Потужність лампи розжарювання .
Дослідження освітлення показало, що M = 54 світильників з натрієвими лампами високого тиску потужністю забезпечать той же рівень освітленості в цеху.
Термін служби ламп розжарювання (ЛН) - 1000 годин.
Термін служби натрієвих ламп високого тиску (НЛ) - 10000 годин.
Час роботи світильників на рік годин.
Розрахунок включає наступні етапи:
Розрахунок капітальних витрат.
Витрати на електроенергію.
Експлуатаційні витрати.
Розрахунок терміну окупності.
Капітальні витрати (КЗ)
Стаття витрати | ЛН | НЛ |
1. Кількість світильників | 285 | 54 |
2. Вартість світильників, включаючи управління (за од., У. Е.) | 100 | 180 |
3. Вартість заміни ламп (за од., У. Е.) | 12 | 48 |
4. Вартість встановлення світильників (за од., У. Е.) | 50 | 120 |
РАЗОМ: КЗ |
285 * (100 +12 +50) = 285 * 162 = 46170 | 54 * (180 +48 + 120) = 54 * 348 = 18792 |
КЗ = M (Витрата за статтею 2 + витрата за статтею 3 + витрата за статтею 4))
Витрати на електроенергію
Стаття витрати | ЛН | НЛ |
1. Кількість світильників | 285 | 54 |
2. Споживання електроенергії кожною лампою, Вт | 500 | 400 |
3. Години роботи, год / рік (Тр) | 3000 | 3000 |
Електроенергія, споживана лампами розжарювання за рік, кВтг / рік: | 285 * 500Вт * 3000 год / рік = 427500000Вт ∙ ч / рік = 427500 кВт ∙ год / рік | 54 * 400Вт * 3000 = 64800 тисяч Вт ∙ год / рік = 64800 кВт ∙ год / рік |
4. Вартість ел. енергії за 1 кВтг, у. е. (Т) | 0,05 | 0,05 |
РАЗОМ. Загальні витрати на електроенергію за рік. | 427500 * 0,05 = 21375 | 64800 * 0,05 = 3240 |
Експлуатаційні витрати
Стаття витрати | ЛН | НЛ |
1. Кількість світильників | 285 | 54 |
2. Вартість очищення світильників, у. е. | 0,5 | 0,5 |
3. Кількість разів чищення світильників на рік | 3 | 2 |
4. Загальна вартість чистки на рік (стаття витрати 1 * стаття витрати 2 * стаття витрати 3) | 285 * 0,5 * 3 = 427,50 | 54 * 0,5 * 2 = 54 |
5. Вартість заміни ламп за од. | 12 | 48 |
6. Вартість заміни всіх ламп за рік ((стаття 5 * | (12 * 3000/1000) * 285 = 10260 | (48 * 3000/10000) * 54 = 777,60 |
7. Експлуатаційні витрати за рік (стаття 6 + стаття 4). | 427,50 +10260 = 10687,50 | 54 +777,60 = 831,60 |
8. Загальні експлуатаційні витрати (ОЕР) визначаються як сума експлуатаційних витрат і витрат на електроенергію (Див. пункт 2) | 10687,50 +21375 = 32062,50 | 831,60 +3240 = 4071,60 |
Розрахунок терміну окупності.
Економія за рік, у. е.
Е = ОЕР ЛН - ОЕР НЛ = 32062,50 -4071,60 = 27990,90
Термін окупності, років.
РАЗОМ: КЗ | 285 * (100 +12 +50) = 285 * 162 = 46170 | 54 * (180 +48 + 120) = 54 * 348 = 18792 |
= 46170/27990, 90 = 1,65 = 165/100 = (165 * 12) / (100 * 12) = 1980/1200 = 19,8 / 12 = 12 міс +7,8 міс = 1год8 міс - для ламп розжарювання
= 18792/27990, 90 = 0,67 = 67/100 = (67 * 12) / (100 * 12) = 804/1200 = 8,04 / 12 = 8 міс - для світильників з натрієвими лампами високого тиску
Висновки: незважаючи на більш низьку вартість ламп і світильників розжарювання, вартості їх заміни в порівнянні з натрієвими лампами високого тиску та їх світильників, ламп розжарювання потрібно майже в 5 разів більше, світильники під лампи розжарювання необхідно частіше чистити і термін служби їх в 10 разів менше . Економія від установки натрієвих ламп склала 27990,90 у. е., а термін їх окупності на 1 рік менше.
Висновок
У ході даної роботи я ознайомився з керівними документами; навчився робити розрахунки і вибір трансформаторів струму; дізнався призначення, принцип дії, область застосування і методи розрахунку трансформаторів струму і напруги. Навчився робити розрахунок економії електроенергії у виробництві. Економія електроенергії можлива при зведенні до мінімуму втрат електроенергії. Технологічні втрати (витрата) електроенергії при її передачі по електричним мережам (далі - ТПЕ) - втрати в лініях і обладнанні електричних мереж, зумовлені фізичними процесами, що відбуваються при передачі електроенергії у відповідності з технічними характеристиками і режимами роботи ліній і устаткування з урахуванням витрати електроенергії на власні потреби підстанцій і втрат, викликаних похибкою системи обліку електроенергії. Визначаються розрахунковим шляхом.
Комерційні втрати електроенергії (їх визначення у законодавчій базі відсутній) пов'язані з несплатою споживачем електричної енергії, а також її розкраданням. Необхідно враховувати похибки вимірювальних комплексів, в які входять трансформатори струму і трансформатори напруги. Тут важливі їх класи точності, реальні умови експлуатації, недовантаження або перевантаження, правильність схем підключення.
Література
Довідник по проектуванню електричних мереж та обладнання / Под ред. Ю.Г. Барибін - М.: Вища школа, 1991. - 464 с.
Головкін Г.І. Енергосистема і споживачі ЕЕ. - М., Вища школа, 1984 р. - 360 с.
Довідкова книга для проектування електричного освітлення / Под ред. Г.М. Кнорринга. - Л.: Енергія, 1976 - 384 с.
TACIS. Курс «Освітлення». - Київ, 1999.
Правила користування електричною енергією. НКРЕ, Київ, 1996 р.
Сайт АББ ВЕІ ЕЛСТЕР за адресою: www.abb.ru / metronica.