Методические указания и задания для домашней контрольной работы по дисциплине «Электроснабжение предприятий и гражданских зданий» (стр. 6 из 20)
Тmax = W / Рmax
На основании статистических данных определено среднее число часов использования максимальной нагрузки Tmax для характерных групп потребителей: для внутреннего освещения – 1500-2000 ч; наружного освещения – 2000-3000 ч; промпредприятия односменного режима работы – 2000-2500 ч, двухсменного – 3000-4500 ч, трехсменного – 3000-7000 ч.
На практике величину времени максимальных потерь τ определяют по кривым зависимости этого времени от продолжительности использования максимума нагрузки Тmax и коэффициента мощности.
Потери энергии в линиях. Эти потери определяют по формулам
ΔWал = 3I2 Rл τ∙10-3
ΔWрл = 3I2 Хл τ ∙10-3.
Потери энергии в трансформаторах. Эти потери складываются из потерь энергии в стали и в обмотках. Величина потери энергии в стали определяется как произведение потерь мощности ΔРст, не зависящих от нагрузки, на время работы t трансформатора:
ΔWст = ΔРст t.
Величина потери энергии в обмотках ( потери в меди) определяются как произведение потерь мощности, зависящих от нагрузки, на время максимальных потерь:
ΔWоб = ΔРоб β2 τ.
Литература
[2 стр.74-89;]
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите методы расчета электрических нагрузок.
2. Дайте определение эффективного числа электроприемников
3. По каким формулам определяются средние нагрузки за максимально загруженную смену?
4. Как учитываются в расчете нагрузок однофазные электроприемники, распределенные по фазам с неравномерностью не выше 15%?
5. Каким методом рассчитываются электрические нагрузки осветительных установок?
6. Как определяется полная нагрузка силового трансформатора?
7. По каким формулам определяются потери мощности в линиях и трансформаторах?
8. Дайте определение времени максимальных потерь τ.
Тема 2.6 Выбор сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву электрическим током
Нагрев проводников электрическим током для длительного и повторно-кратковременного режимов работы электроприемников. Предельно допустимые температуры нагрева проводов и кабелей. Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды, на количество работающих кабелей, проложенных в одной траншее.
Методические указания
При протекании по проводнику (провод, кабель, шина) электрического тока происходит его нагрев. Нагрев изменяет физические свойства проводника. Чрезмерный нагрев опасен для изоляции, вызывает перегрев контактных соединений, перегорание проводника, что может привести к пожару или взрыву при неблагоприятных условиях окружающей среды.
Максимальная температура нагрева проводника, при которой изоляция его сохраняет диэлектрические свойства и обеспечивается надежная работа контактов, называется предельно допустимой, а наибольший ток, соответствующий этой температуре - длительно допустимым током по нагреву.
Величина длительно допустимого тока для проводников зависит от его материала, сечения, изоляции, условий охлаждения и т.д.
Установлена длительно допустимая температура жилы проводника - 50...80оС (в зависимости от типа изоляции и напряжения). Установлена также нормативная (условная) температура окружающей среды [2, 3] (25оС - при прокладке проводников внутри и вне помещений в воздухе, 15оС - при прокладке в земле и в воде).
Длительно допустимый ток по нагреву при заданных температурных условиях (допустимой температуры нагрева жил и температуры окружающей среды по нормам) материала проводника и его сечения определяется из уравнения теплового баланса для проводника [2].
Для практических расчетов пользуются готовыми таблицами длительно допустимых токов по нагреву проводников из различных материалов при различных условиях прокладки [1].
Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравниваются расчетный (Ip) и допустимый (Iдоп) токи для проводника принятой марки и с учетом условий его прокладки. При этом должно соблюдаться соотношение
(1.1)где Кп - поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей, зависящий от фактической температуры земли и воздуха (табл. 1.1); Ip - расчетный ток длительного режима работы электроприемника (электроприемников); для одиночного электроприемника за расчетный ток принимается его номинальный ток, для группы электроприемников - расчетный ток, определяемый одним из существующих методов расчета (обычно методом упорядоченных диаграмм показателей графиков электрических нагрузок).
- расчетный ток повторно-кратковременного режима работы электроприемников с продолжительностью включения (ПВ) более 0,4; 
- расчетный ток повторно-кратковременного режима работы электроприемников с ПВ£ 0,4 для медных проводников сечением более 6 мм2, для алюминиевых - более 10 мм2, IПВ - ток повторно-кратковременного режима работы.Во взрывоопасных помещениях сечения проводников для ответвлений к электродвигателям с короткозамкнутым ротором принимаются исходя из условия
Литература
[1 стр.66-68; 2 стр.91-95; 3 стр.155-157; 4 стр.38-46]
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое длительно допустимый ток и как он определяется?
2. Чем опасен перегрев проводников?
3. Определите величину длительно допустимого тока для четырех проводов марки АПВ, проложенных в пластмассовой трубе и имеющих сечение 16мм2.
4. Как определяется величина длительно допустимого тока для проводников, проложенных во взрывоопасных помещениях?
Тема 2.7 Расчет и выбор электрических сетей по потере напряжения
Понятие об отклонении, потере, падении напряжения в электрических сетях. Определение потери напряжения в трехфазной линии переменного тока с учетом активного и индуктивного сопротивления проводов. Построение векторной диаграммы для определения потери напряжения. Определение сечений проводов и кабелей трехфазных линий по допустимой потере напряжения Определение сечений проводов и кабелей трехфазных линий по допустимой потере напряжения. Определение потери напряжения в осветительных сетях. Определение сечения проводов осветительных сетей по наименьшему расходу цветных металлов.
Методические указания
Напряжение в электрических сетях изменяется вследствие потери напряжения в активных и индуктивных сопротивлениях проводов и кабелей. Оно уменьшается по направлению от источника питания к потребителю.
Потерей напряжения ΔU на каком-либо участке сети называют алгебраическую разность между значениями напряжения в начале и в конце этого участка сети. ΔU = U1 – U2
Потеря напряжения в процентах от номинального напряжения
Для возмещения потерь напряжения в сети и для обеспечения электроприемников напряжением, близким к номинальному, источники питания (генераторы, трансформаторы) изготовляют с расчетом создания на их зажимах напряжения на 5% выше номинального.
Приемники электроэнергии (двигатели, лампы освещения и т.п.) для экономичной эксплуатации должны обеспечиваться качественной электроэнергией. Одним из основных условий качества электроэнергии является отличие действительного подводимого напряжения к электроприменику от номинальногонапряжения, на которое он рассчитан для нормальной работы.
Отклонением напряжения V называют алгебраическую разность между действительным напряжением на зажимах электроприемника U и его номинальным напряжением Uном , на которое он рассчитан для нормальной работы:
V = U - Uном
Отклонение напряжения может быть как положительным, так и отрицательным.
Относительное отклонение напряжения
Электроприемник работает тем лучше, чем меньше отклонение напряжение на его зажимах от номинального. Недопустимые отклонения напряжения в сети от номинального напряжения электроприемников приводит к нежелательным последствиям. Так, например, при снижении напряжения на 10% световой поток ламп накаливания снижается примерно на 30%, а при повышении на 10% срок службы ламп сокращается примерно в пять раз.
Электродвигатели меняют свои характеристики при изменении напряжения на их клеммах. Известно, что вращающий момент трехфазного асинхронного ЭД пропорционален квадрату напряжения на его клеммах. При значительном отклонении напряжения пусковой момент двигателя может оказаться меньше момента сопротивления механизма и двигатель не будет работать при включении. При увеличении напряжения на зажимах статора выше номинального намагничивающий ток и реактивная мощность электродвигателя возрастают, что приводит к уменьшению коэффициента мощности cosφ.
Отклонение напряжения наносит большой ущерб потребителя, поэтому ПУЭ регламентируют допустимый предел отклонения напряжения от номинального у потребителей электроэнергии:
у силовых ЭП - ±5%
осветительные ЭП - +5%, -2.5%.
Для упрощения расчета сетей напряжением до 1 кВ на потерю напряжения принимают некоторые допущения. Например, пренебрегают емкостной проводимостью, т.к. при небольшой длине сети она незначительна и не влияет на результаты расчета. Принимают упрощенную схему замещения сети, состоящую из последовательно соединенных активных r и индуктивных x сопротивлений.