Материал: !Контрольная работа (задание)

батарея состоит из двух групп (линеек) аккумуляторов по 25 штук каждая. По таблице П3, П4 выбираем соответствующий 10-часовому режиму разряда аккумулятор по ближайшему большему значению номинальной емкости С10≥ СI10 и номинальному напряжению. Последовательно можно включать только элементы или блоки одинакового типа и емкости.

Таблица 2.6 Варианты задания при kПМ=0,9, UАБ= -24 В

Задача №7 Расчет общей мощности потребления системы электропитания

Исходные данные.

Мощность потребления часа наибольшей нагрузки для потребителей первой категории имеет следующие значения:

-мощность (активная составляющая) источников бесперебойного питания переменного тока РИБП= 12 кВт, общий коэффициент мощности ψ=

0,85;

-мощность (активная составляющая) выпрямительных устройств РВ=

4,7 кВт, общий коэффициент мощности ψВ= 0,75;

-мощность (активная составляющая) системы вентиляции и кондиционирования РК= 9 кВт, общий коэффициент мощности cos K = 0,7 (нагрузка практически линейная);

-мощность (активная составляющая) системы аварийного освещения

РОс= 3,9 кВт, общий коэффициент мощности cos Ос = 0,8 (нагрузка практически линейная).

Максимальная мощность потребления нагрузки для потребителей второй категории имеет следующие значения:

- мощность потребления (активная составляющая) зала обслуживания РОб= 11 кВт, общий коэффициент мощности ψОб= 0,7.

12

Мощность потребления нагрузки для потребителей третьей категории имеет следующие значения:

- мощность (активная составляющая) хозяйственных нужд РХН= 19 кВт, общий коэффициент мощности cos ХН= 0,7, максимальный коэффициент загрузки ≈ 0,9.

Найти общую мощность потребления и коэффициент мощности нагрузки. Решение.

Находим значения реактивных составляющих мощностей потребителей электроэнергии. Мощность (полная и реактивная составляющие) систем бесперебойного питания переменного тока SИБП = РИБП/ψИБП= 12/0,85= 14,1

кВА, QИБП= [(SИБП)2–(РИБП)2]0,5= [(14,1)2–(12)2]0,5=7,4 кВАР.

Мощность (полная и реактивная составляющие) выпрямительных уст-

ройств SВ = РВ/ψВ= 4,7/0,75= 6,3 кВА, QВ= [(SВ)2–(РВ)2]0,5= [(6,3)2–(4,7)2]0,5= 4,1

кВАР

Мощность (полная и реактивная составляющие) системы вентиляции и кондиционирования SК = РК/cos K= 9/0,7= 12,9 кВА, QК= [(SК)2–(РК)2]0,5= [(12,9)2–(9)2]0,5= 9,24 кВАР.

Мощность (полная и реактивная составляющие) системы аварийного освещения SОс = РОс/cos Ос= 3,9/0,8= 4,9 кВА, QОс= [(SОс)2–(РОс)2]0,5= [(4,9)2– (3,9)2]0,5= 3 кВАР.

Мощность (полная и реактивная составляющие) зала обслуживания SОб =

РОб/ψОб= 11/0,7= 15,7 кВА, QОб= [(SОб)2–(РОб)2]0,5= [(15,7)2–(11)2]0,5= 11,2кВАР.

Мощность (полная и реактивная составляющие) хозяйственных нужд

SХН= РХН/cos ХН= 19/0,7= 27,1 кВА, QХН= [(SХН)2–(РХН)2]0,5= [(27,1)2–(19)2]0,5=

19,3 кВАР

Находим суммарную активную мощность всех потребителей переменного тока ∑Р=РИБП+РВ+РАО+РК+QОб+ ·РХН=

12+4,7+9+3,9+11+0,9·19= 57,7

кВт

Находим суммарную реактивную мощность всех потребителей переменного тока Q=QИБП+QВ+QОс+QК+QОб+QХН=

7,4+4,1+9,24+3+11,2+0,9·19,3= 52,3 кВАР.

13

Полная мощность SПот, потребляемая системой электропитания от сети переменного тока будет равна: S=[(∑Р)2+(∑Q)2]0,5= [57,72+52,32]0,5= 77,9кВА, а коэффициент мощности ψ= Р/S= 57,7/77,9= 0,74.

Таблица 2.7 Варианты задания при ≈ 0,9

Задача №8 Расчет емкости косинусных конденсаторов

Исходные данные.

Мощность нагрузки РН= 200 kВт. Сеть трехфазная, трехпроводная, нагрузка, в основном линейная, UЛ= 380 В, 50 Гц, его максимально возможное значение UЛmax= 440 В. Коэффициент мощности ψ≈cosφН≈ 0,7. Необходимо рассчитать емкость конденсаторной батареи, позволяющей достигнуть cosφНЖ= 0,95. Рассмотреть соединение конденсаторов батареи по схеме «звезда» и по схеме «треугольник».

Решение.

Найдем недостающие тригонометрические функции угла Н: sin Н= (1-cos2 Н)0,5= (1-0,72)0,5= 0,714,

tg Н= sin Н/cos Н= 0,7/0,714= 0,98

tg НЖ= (1-cos2 НЖ)0,5/cos НЖ = (1-0,952)0,5/0,95= 0,329

Для снижения реактивной мощности ЭПУ (допустимое значение cosφ 0,95) используем установку косинусных конденсаторов. Реактивная мощность QK компенсирующих конденсаторов равна:

QK=PН(tg Н - tg НЖ)= 200(0,98-0,329)=130,2 кВАР,

Найдем емкость компенсирующих конденсаторов, соединенных по схеме «звезда»:

14

СЗ= 3QK/[(UЛ)2·2πfС]=3·130,2·1000/[(380)2·2π·50]= 390,6·1000/907291,96=

8,61 10-3Ф= 8610 мФ

Емкость компенсирующих конденсаторов, соединенных по схеме «треугольник» находится из соотношения:

СТ= QK /2 fC (UЛ)2= 130,2 103/2 50 (380)2=2870 мкФ.

В случае применения схемы «треугольник» емкость батареи оказывается значительно меньше (в 3 раза), а напряжение на конденсаторах больше (в √3 раз).

Таблица 2.8 Варианты задания при UЛ= 380 В, 50 Гц, cosφНЖ= 0,95

Задача №9 Расчет заземляющего устройства

Исходные данные.

Заземляющее устройство выполнено на основе стального (с защитным покрытием) уголка с шириной стороны а=40 мм,. Стержень имеет длину l=4500 мм и углублен на h=50 см в грунт типа суглинок. Найти сопротивление заземлителя. Определить число необходимых заземлителей для обеспечения сопротивления заземления RО=4 Ом.

Решение.

Для заземлителя из стального уголка с шириной стороны а=40 мм эквивалентный диаметр равен d≈0,9а=0,9·40= 36 мм. По таблице П15 находим удельное сопротивление грунта типа суглинок: ρ=100 Ом·м. Расстояние от поверхности земли до середины электрода заземлителя:

t=h+0,5l= 0,5+ 2,25= 2,75 м.

Величина сопротивления растеканию тока такого заземлителя находится по формуле (3.9):

Рассчитываем сопротивление RВ, Ом одного вертикального электрода:

RB= 0,366(ρ/l)·[lg(2l/d)+ 0,5lg{(4t+ l)/ (4t- l)}]=

=0,366·(100/4,5)[lg(2·4,5/0,036)+ 0,5lg{(4·2,75+4,5)/ (4·2,75-4,5)}]=

=8,13[lg264,71+0,5lg(15,5/6,5)]= 8,13[2,42+0,19]= 21,22 Ом

15

Воспользуемся соотношением (3.11) для нескольких идентичных заземлителей RО = RB/n, из которого следует:

n≥ RB/RО= 21,22/4=5,3.

Откуда число заземлителей равно n=6.

Таблица 2.9 Варианты задания при h=50 см, RО=4 Ом, почва – суглинок.

Задача №10 Выбор автомата защиты

Исходные данные.

Суммарная мощность потребления нагрузки составляет S= 120 кВА. Схема соединения вторичных обмоток силового трансформатора - «звезда с нулевым выводом». Длина фазного провода (кабель ВБбШв) от трансформатора до места установки автомата lФ≈ 60 м. Будем считать провод заземления таким же и той же длины. Рассчитать ток короткого замыкания «фаза – ноль» и выбрать соответствующий автомат защиты.

Решение.

При соединении обмоток трансформатора в звезду ток IФ в фазном проводнике равен IФ= S/3UФ= 120000/3 220= 181,8 A, где UФ - фазное напряжение.

Определяем номинальный ток для выбора трехфазного автоматического выключателя IАвт 3IФ= 181,8·1,5= 272,7 А. Выбираем по таблице П8 автоматический выключатель DPX-400-3-320 с бóльшим значением (фазного) тока аварийного срабатывания (320 А). Выбираем кабель ВБбШв-4-120 с сопротивлением основной жилы ρК= 0,154 Ом/км и бóльшим максимальным током 350 А (таблица П10).

Проверяем параметры автоматического выключателя по кратности тока замыкания. Полное сопротивление фазного провода равно: ZП≈ RФ= 2lФ·ρК=

0,12·0,154= 0,028 Ом.

16