![]() |
|
|
Электрические сети предприятий железнодорожного транспортаЭлектрические сети предприятий железнодорожного транспортаИркутский государственный университет путей сообщенияКафедра ЭЖТ
Курсовой проектпо дисциплине:«Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта» Вариант №02
Выполнил студент ЭНС-05-2-2: Афанасенко М.В. Проверил преподаватель кафедры ЭЖТ: Голуб И.И. Иркутск 2009Реферат В данном курсовом проекте произведен расчет схемы электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей, в состав которой входят: разомкнутая электрическая сеть 0,4кВ; замкнутая электрическая сеть 10 кВ и питающая электрическая сеть напряжением 110 кВ. Для всех вышеперечисленных электрических сетей, согласно заданию на курсовой проект производится определение расчетных электрических нагрузок. Также производится выбор сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения, допускающему нагреву, экономической плотности тока, выбор предохранителей для защиты оборудования. Производится расчет и оценка потерь мощности, выбор трансформаторов. Для замкнутой электрической сети 10 кВ производится выбор кабелей. При этом сеть условно разворачивается и для неё производится расчет потокораспределения на участках линии, определяются потери мощности в линиях и трансформаторах. Параллельно с расчетами выполняется выбор электрического оборудования, в частности трансформаторов. Содержание 1. Введение 2. Исходные данные 3. Определение расчетных нагрузок 4. Выбор сечения кабелей разомкнутой местной сети по допустимой потере напряжения 5. Выбор мощности трансформатора 10/0,4 6. Определение потерь активной мощности и энергии в местной сети 7. Выбор плавких предохранителей для защиты электрических установок в сети 0,4 кВ 8. Расчет замкнутой электрической сети 10 кВ 9. Расчет замкнутой электрической сети и выбор трансформатора 110/10 кВ 10. Список использованной литературы Введение Электроснабжение нетяговых потребителей на железнодорожном транспорте является неотъемлемой частью процесса электрификации железных дорог. Таким образом, тяговые подстанции, питающие тягу, осуществляют также электроснабжение нетяговых прижелезнодорожных потребителей. Тяговые подстанции получают энергию от электрических систем, которые являются частью энергосистем, включающей в себя генераторы, электрические сети и потребителей. Электрические системы объединяют в энергосистемы, с помощью электрических сетей, для совместного электроснабжения потребителей. Электрические сети в свою очередь разделяют на сети постоянного и переменного тока. Различаются они по уровню напряжения, по конфигурации и по назначению. Электроприемники различаются по категориям надёжности электроснабжения, всего три категории (I, II, III). Правильное определение параметров электрических сетей и электрооборудования является важной задачей на этапе проектирования электрической сети, поэтому необходимо автоматизировать процесс расчетов параметров электрической сети. При этом качество и скорость проектирования возрастают и вероятность ошибок уменьшается. Исходные данные Механические мастерские: 1. Pтв=22,0 кВт. 2. Pтр=4,8 кВт. 3. Pпс=11,6 кВт. 4. Pус=10,5 кВт. 5. Pгф=2,3 кВт. 6. Pвф=12,2 кВт. Коэффициент использования: Ки=0,16. Коэффициент мощности COS(φ)=0,6. Компрессорная: Pуст=127 кВт. Коэффициент спроса: Кс=0,8. Коэффициент мощности: COS(φ)=0,8. Насосная: Pуст=6 кВт; Коэффициент спроса: Кс=0,8; Коэффициент мощности: COS(φ)=0,8. Комунально-бытовая нагрузка в сети 0,4 кВ: Дом №1: Газ; COS(φ)=0,98; Число этажей – 8; Число лифтов – 2; Число квартир – 64. Дом №2: Газ; COS(φ)=0,98. Число этажей – 13. Число лифтов – 1. Число квартир – 39. Школа: Число учеников: Nуч=682; Pуд=0,14 кВт. COS(φ)=0,9. Детский сад: Число мест – 83; Pуд=0,4 кВт. COS(φ)=0,97. Магазин: F=71 м². Pуд=0,11 кВт. COS(φ)=0,9. Коттеджи: Число домов: Nдом=8. Число квартир – 1. COS(φ)=0,98. Парикмахерская: Число кресел: Nкр=3. Pуд=1,3 кВт. COS(φ)=0,97. Нагрузка в кольцевой сети 10 кВ: PA=830 кВт; COS(φ)=0,82. PB=535 кВт; COS(φ)=0,76. PC=27000 кВт; COS(φ)=0,8. 1.Определение расчетных нагрузок 1.1.Определение расчетных нагрузок металлорежущих станков методом упорядоченных диаграмм В это методе определение расчетных нагрузок производится по средней нагрузке и коэффициенту максимума. Который зависит от коэффициента использования активной мощности Ки, который определяется по табл.2[1]. Этот метод является основным при определении расчетной мощности в цеховых сетях напряжением до 1000 В по отдельным группам электроприемников с близким режимом работы. Алгоритм нахождения расчетных нагрузок металлорежущих станков методом упорядоченных диаграмм реализуем на языке FORTRAN: program lab1 dimension a(8) open(4,file='is.dat') open(5,file='reza.dat') read(4,*)n,aki,cosf,unom,akri,akrez read(4,*)(a(i),i=1,n) n-число станков Unom-номинальное напряжение akrez-коэффициент перегрева akri-кратность пускового тока s=0 s1=0 do i=1,n s=s+a(i)**2 s1=s1+a(i) end do write(5,*)' Сумма квадратов мощности' write(5,*)' s=',s,'кВт' ss=s1**2 write(5,*)' Квадрат суммы мощности' write(5,*)' s1=',ss,'кВт' anek-эффективное число электроприемников anek=s1*s1/s write(5,*)' Эффективное число электроприемников ' write(5,*)' anek=',anek akm-коэффициент максимума akm=sqrt((4.4*aki**2-12.7*aki+8.235)/((aki+0.05)*anek**(1.04-0.4* *aki))) write(5,*)' Коэффициент максимума' write(5,*)' akm=',akm Активная расчетная нагрузка p=akm*aki*s1 write(5,*)' Активная расчетная нагрузка' write(5,*)' P=',p tgf=sqrt(1-cosf**2)/cosf write(5,*)' tgf=',tgf if(anek.le.10)then Реактивная расчетная нагрузка : q=1.1*aki*s1*tgf else q=aki*s1*tgf end if write(5,*)' Реактивная расчетная нагрузка' write(5,*)' Q=',q Полная расчетная мощность sp=sqrt(p*p+q*q) write(5,*)' Полная расчетная нагрузка ' write(5,*)' S=',sp Расчетный ток aip=sp/(sqrt(3)*unom) aa=0 do i=1,n if(a(i).gt.aa) aa=a(i) end do write(5,*)' Расчетный ток ' write(5,*)' aip=',aip Ток стонка, у которого максимальная мощность ainommax=aa/(sqrt(3)*unom*cosf) WRITE(5,*)' Ток станка у которого max мощность ' WRITE(5,*)' ainommax=',ainommax Пусковой максимольный ток В момент запуска двигателя возникает максимальный пусковой ток aipusmax=ainommax*akri WRITE(5,*)' Максимальный пуск. ток двигателя ' WRITE(5,*)' aipusmax=',aipusmax Пиковый ток aipik=aipusmax+(aip-aki*aipusmax) WRITE(5,*)' Пиковый ток ' WRITE(5,*)' aipik=',aipik Ток предохранителя aiplvst=aipik/akrez WRITE(5,*)' Ток плавкой вставки ' WRITE(5,*)' aiplvst=',aiplvst end Исходные данные для расчета по программе необходимо вводить в следующем виде: 6 0.16 0.6 0.4 2,5 3 22 4,8 11,6 10,5 2,3 12,2 где6-число станков мастерской; 0,16-коэффициент использования; 0,6-cos(φ); 0,4-номинальное напряжение сети, кВ; 2,5-коэффициент перегрева; 3-кратность пускового тока; В нижней строке приведены нагрузки станков последовательно, кВт. Результаты расчета программы: Сумма квадратов мощности: s= 905,980000 кВт Квадрат суммы мощности: s1= 63,400000 кВт Эффективное число электроприемников: anek= 4,436699 Коэффициент максимума: akm=2,650537 Активная расчетная нагрузка: P=26,887040 кВт tgf= 1.333333 Реактивная расчетная нагрузка: Q=14,877870 кВАр Полная расчетная нагрузка: S=30.728880 кВА Расчетный ток: aip=44,353310 А Ток станка у которого max мощность: ainommax=52.923770 А Максимальный пуск. ток двигателя: aipusmax= 132,309400 А Пиковый ток: aipik= 154,218500 А Ток плавкой вставки: aiplvst= 51,406170 А 2.Выбор сечения кабелей разомкнутой местной сети по допустимой потере напряжения В основе метода выбора сечения провода (кабеля) в разомкнутой сети по допустимой потере напряжения, которая обычно полагается равной 0,05Uном, лежит слабая зависимость удельного реактивного сопротивления провода от его сечения. Необходимо так же произвести проверку кабеля по допустимому току и определить потери мощности в линии для удобства дальнейших расчетов. Расчет и выбор кабелей производится при помощи следующей программы, реализованной на языке FORTRAN: Program fil2 dimension PN(100),QN(100),l(100),PP(100),QP(100),Ul(100),ai(100) real l open(6,file='is2.dat') open(7,file='rez2.dat') read(6,*)n,g,x1,Unom,Udop read(6,*)(PN(i),QN(i),l(i),i=1,n) n - Число нагрузок g - Проводимость x1 - Индуктивное сопротивление одного км. кабельной линии Unom - Номинальное напряжение 0.38 кВ Udop - Допустимая потеря напряжение , для сети 0.4 кВ равно 19 В Write(7,*)' ИХОДНЫЕ ДАННЫЕ' Write(7,*)' Число нагрузок' Write(7,*)' n=',n Write(7,*)' Удельная проводимость материала' Write(7,*)' g=',g,' См' Write(7,*)' Индуктивное сопротивление одного км кабельной линии' Write(7,*)' x1=',x1,' Ом/км' Write(7,*)' Номинальное напряжение питающей линии' Write(7,*)' Unom=',Unom,' кВ' Write(7,*)' Допустимая величина потери напряжения' Write(7,*)' Udop=',Udop,' В' do i=1,n PP(i)=0 QP(i)=0 Ul(i)=0 enddo *Определяем перетоки активной и реактивной мощности Write(7,*)' ' Write(7,*)' РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ' Write(7,*)' ' Write(7,*)' Определяем перетоки активной и реактивной мощности ' Write(7,*)' на каждом участке ' do j=1,n do i=j,n PP(j)=PP(j)+PN(i) QP(j)=QP(j)+QN(i) enddo Write(7,*)' PP(',j,')=',PP(j),' кВт' Write(7,*)' QP(',j,')=',QP(j),' кВАр' enddo do i=1,n ai(i)=sqrt(pp(i)**2+qp(i)**2)/(1.73*Unom) Write(7,*)' Токи на участках линии' Write(7,*)' ai(',i,')=',ai(i),'A' enddo *Определение реактивной потери напряжения Up=0 do i=1,n Up=Up+QP(i)*l(i)*(x1/(Unom*1000)) enddo Write(7,*)' Реактивная составляющая потери напряжения' Write(7,*)' Up=',Up,' В' *Опредиление активной потери напряжения Ua=Udop-Up Write(7,*)' Активная состовляющая потери напряжения' Write(7,*)' Ua=',Ua,' В' *Определение сечения кабеля S=0 do i=1,n S=S+PP(i)*l(i) enddo S=S/(Unom*g*Ua) 1 write(7,*)' Экономическое сечение кабеля' Write(7,*)' S=',S Write(*,*)'S=',S Write(*,*)' Введите сечение кабеля по паспорту' Write(*,*)' S0=' Read(*,*)S0 Write(*,*)' Введите активное сопротивление кабеля R' Write(*,*)' r0=' Read(*,*)r0 Write(7,*)' Активное сопротивление одного км кабеля' Write(7,*)' r0=',r0,' Ом/км' Write(*,*)' Индуктивное сопротивление кабеля' Write(*,*)' x0=' Read(*,*)x0 Write(7,*)' Индуктивное сопротивление одного км кабеля' Write(7,*)' x0=',x0,' Ом/км' Write(*,*)' Введите допустимый ток кабеля' Read(*,*)id Потеря напряжения на участке линии do i=1,n Ul(i)=Ul(i)+PP(i)*l(i)*r0/(Unom*1000)+QP(i)*l(i)*x0/(Unom*1000) Write(7,*)' Потеря напряжения на участке линии' Write(7,*)' Ul(',i,')=',Ul(i),' В' enddo Потеря напряжения на всей линии UU=0 do i=1,n UU=UU+Ul(i) enddo Write(7,*)' Потеря напряжения на всей линии' Write(7,*)' UU=',UU,' В' if(UU.le.Udop)then Write(7,*)' Выбрать кабель сечением S0=',S0,' мм2' Write(7,*)' r0=',r0,' ОМ/км' Write(7,*)' x0=',x0,' Ом/км' Write(7,*)' Допустимый ток в кабеле Id=',id,' A' Im=sqrt(pp(1)*pp(1)+qp(1)*qp(1))/(sqrt(3)*Unom) dP=0 do i=1,n dP=dP+((pp(i)**2+qp(i)**2)*r0*l(i))/(Unom**2*1000*1000) end do Write(7,*)' Расчетный ток в кабеле Im=',im,' A' Write(7,*)' Потеря мощности в линии dP=',dP,' кВт' if (im.le.id) then Write(7,*)' Кабель полностью удовлетворяет условиям' Write(*,*)' Кабель полностью удовлетворяет условиям' else Write(7,*)' Необходимо выбрать кабель большего сечения' Write(*,*)' Необходимо выбрать кабель большего сечения' end if else Write(7,*)' Необходимо выбрать кабель большего сечения' Write(*,*)' Необходимо выбрать кабель большего сечения' Goto 1 endif end 2.1. Производим расчет для двух домов Данные для расчета: 2 32 0.06 0.4 20 42.045 8.538 40 39.52 6.8025 60 где2-число нагрузок домов; 32-удельная проводимость материала, из которого изготовлен проводник, м/мм2*Ом; 0,06-индуктивное сопротивление 1 км кабельной линии, Ом; 0,4-номинальное напряжение сети, кВ; 20-допустимая потеря напряжения, В; В нижней строке приведены нагрузки домов последовательно P, Q, l. Результаты расчетов: ИХОДНЫЕ ДАННЫЕ Число нагрузок n= 2 Удельная проводимость материала g=32.000000 См Индуктивное сопротивление одного км кабельной линии x1= 6.000000E-02 Ом/км Номинальное напряжение питающей линии Unom= 4.000000E-01 кВ Допустимая величина потери напряжения Udop=20.000000 В
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Определяем перетоки активной и реактивной мощности на каждом участке PP( 1)=81.565000 кВт QP( 1)=15.340500 кВАр PP( 2)=39.520000 кВт QP( 2)= 6.802500 кВАр Токи на участках линии ai( 1)= 119.935100A Токи на участках линии ai( 2)=57.949680A Реактивная составляющая потери напряжения Up= 1.532655E-01 В Активная составляющая потери напряжения Ua=19.846740 В Экономическое сечение кабеля S=22.176980 Активное сопротивление одного км кабеля r0= 1.240000 Ом/км Индуктивное сопротивление одного км кабеля x0= 6.600000E-02 Ом/км Потеря напряжения на участке линии Ul( 1)=10.215310 В Потеря напряжения на участке линии Ul( 2)= 7.418065 В Потеря напряжения на всей линии UU=17.633370 В Выбрать кабель сечением S0=25.000000 мм2 r0= 1.240000 ОМ/км x0= 6.600000E-02 Ом/км Допустимый ток в кабеле Id= 115 A Расчетный ток в кабеле Im= 119 A Потеря мощности в линии dP= 2.883105 кВт Необходимо выбрать кабель большего сечения. ИХОДНЫЕ ДАННЫЕ Число нагрузок n= 2 Удельная проводимость материала g=32.000000 См Индуктивное сопротивление одного км кабельной линии x1= 6.000000E-02 Ом/км Номинальное напряжение питающей линии Unom= 4.000000E-01 кВ Допустимая величина потери напряжения Udop=20.000000 В
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА Определяем перетоки активной и реактивной мощности на каждом участке PP( 1)=81.565000 кВт QP( 1)=15.340500 кВАр PP( 2)=39.520000 кВт QP( 2)= 6.802500 кВАр Токи на участках линии ai( 1)= 119.935100A Токи на участках линии ai( 2)=57.949680A Реактивная составляющая потери напряжения Up= 1.532655E-01 В Активная состовляющая потери напряжения Ua=19.846740 В Экономическое сечение кабеля S=22.176980 Активное сопротивление одного км кабеля r0= 8.900000E-01 Ом/км Индуктивное сопротивление одного км кабеля x0= 6.300000E-02 Ом/км Потеря напряжения на участке линии Ul( 1)= 7.355930 В Потеря напряжения на участке линии Ul( 2)= 5.340203 В Потеря напряжения на всей линии UU=12.696130 В Выбрать кабель сечением S0=35.000000 мм2 r0= 8.900000E-01 ОМ/км x0= 6.300000E-02 Ом/км Допустимый ток в кабеле Id= 135 A Расчетный ток в кабеле Im= 119 A Потеря мощности в линии dP= 2.069325 кВт Кабель полностью удовлетворяет условиям. 2.2. Производим расчет для общественно-коммунальных предприятий и административных зданий Данные для расчета: 4 32 0.06 0.4 20 32.2 6.786 70 79.8 38.649 60 32 8.02 50 9.57 4.635 70 где4-число нагрузок зданий; 32-удельная проводимость материала, из которого изготовлен проводник, м/мм2*Ом; 0,06-индуктивное сопротивление 1 км кабельной линии, Ом; 0,4-номинальное напряжение сети, кВ; 20-допустимая потеря напряжения, В; В нижней строке приведены нагрузки зданий последовательно P, Q, l. Результаты расчетов: ИХОДНЫЕ ДАННЫЕ Число нагрузок n= 4 Удельная проводимость материала g=32.000000 См Индуктивное сопротивление одного км кабельной линии x1= 6.000000E-02 Ом/км Номинальное напряжение питающей линии Unom= 4.000000E-01 кВ Допустимая величина потери напряжения Udop=20.000000 В РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Определяем перетоки активной и реактивной мощности на каждом участке PP( 1)= 153.570000 кВт QP( 1)=58.090000 кВАр PP( 2)= 121.370000 кВт QP( 2)=51.304000 кВАр PP( 3)=41.570000 кВт QP( 3)=12.655000 кВАр PP( 4)= 9.570000 кВт QP( 4)= 4.635000 кВАр Токи на участках линии ai( 1)= 237.268100A Токи на участках линии ai( 2)= 190.416000A Токи на участках линии ai( 3)=62.794190A Токи на участках линии ai( 4)=15.366110A Реактивная составляющая потери напряжения Up= 1.215261 В Активная состовляющая потери напряжения Ua=18.784740 В Экономическое сечение кабеля S=86.425290 Активное сопротивление одного км кабеля r0= 3.260000E-01 Ом/км Индуктивное сопротивление одного км кабеля x0= 6.000000E-02 Ом/км Потеря напряжения на участке линии Ul( 1)= 9.371114 В Потеря напряжения на участке линии Ul( 2)= 6.396729 В Потеря напряжения на участке линии Ul( 3)= 1.788890 В Потеря напряжения на участке линии Ul( 4)= 5.946360E-01 В Потеря напряжения на всей линии UU=18.151370 В Выбрать кабель сечением S0=95.000000 мм2 r0= 3.260000E-01 ОМ/км x0= 6.000000E-02 Ом/км Допустимый ток в кабеле Id= 240 A Расчетный ток в кабеле Im= 236 A Потеря мощности в линии dP= 6.176000 кВт Кабель полностью удовлетворяет условиям 2.3. Производим расчет кабеля для коттеджей и парикмахерской Данные для расчета: 2 32 0.06 0.38 10,629 42 8.4 60 3.9 0.98 40 где2-число нагрузок ; 32-удельная проводимость материала, из которого изготовлен проводник, м/мм2*Ом; 0,06-индуктивное сопротивление 1 км кабельной линии, Ом; 0,4-номинальное напряжение сети, кВ; 10,629-допустимая потеря напряжения на данном присоединении, В; В нижней строке приведены нагрузки последовательно P, Q, l. Результаты расчетов: ИХОДНЫЕ ДАННЫЕ Число нагрузок n= 2 Удельная проводимость материала g=32.000000 См Индуктивное сопротивление одного км кабельной линии x1= 6.000000E-02 Ом/км Номинальное напряжение питающей линии Unom= 4.000000E-01 кВ Допустимая величина потери напряжения Udop=10.628890 В
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Определяем перетоки активной и реактивной мощности на каждом участке PP( 1)=32.200000 кВт QP( 1)= 6.786000 кВАр PP( 2)= 5.200000 кВт QP( 2)= 1.303000 кВАр Токи на участках линии ai( 1)=47.553890A Токи на участках линии ai( 2)= 7.746771A Реактивная составляющая потери напряжения Up= 6.653100E-02 В Активная состовляющая потери напряжения Ua=10.562360 В Экономическое сечение кабеля S=14.985410 Активное сопротивление одного км кабеля r0= 1.940000 Ом/км Индуктивное сопротивление одного км кабеля x0= 6.700000E-02 Ом/км Потеря напряжения на участке линии Ul( 1)= 7.865333 В Потеря напряжения на участке линии Ul( 2)= 2.035060 В Потеря напряжения на всей линии UU= 9.900393 В Выбрать кабель сечением S0=16.000000 мм2 r0= 1.940000 ОМ/км x0= 6.700000E-02 Ом/км Допустимый ток в кабеле Id= 90 A Расчетный ток в кабеле Im= 47 A Потеря мощности в линии dP= 6.843776E-01 кВт Кабель полностью удовлетворяет условиям 2.4. Производим расчет для коттеджей Данные для расчета: 1 32 0.06 0.4 2.763 27 5.483 20 где1-число нагрузок (коттеджи принимаются как одна нагрузка); 32-удельная проводимость материала, из которого изготовлен проводник, м/мм2*Ом; 0,06-индуктивное сопротивление 1 км кабельной линии, Ом; 0,4-номинальное напряжение сети, кВ; 2,763556-допустимая потеря напряжения на данном присоединении, В; В нижней строке приведена нагрузка последовательно P, Q, l. Результаты расчетов: ИХОДНЫЕ ДАННЫЕ Число нагрузок n= 1 Удельная проводимость материала g=32.000000 См Индуктивное сопротивление одного км кабельной линии x1= 6.000000E-02 Ом/км Номинальное напряжение питающей линии Unom= 4.000000E-01 кВ Допустимая величина потери напряжения Udop= 2.763556 В
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Определяем перетоки активной и реактивной мощности на каждом участке PP( 1)=27.000000 кВт QP( 1)= 5.483000 кВАр Токи на участках линии ai( 1)=39.813730A Реактивная составляющая потери напряжения Страницы: 1, 2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, рефераты на тему, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |