Расчет электроустановок цеха промышленного предприятия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электротехники КУРСОВАЯ РАБОТА по курсу «Электротехника и электроника»

На тему «Расчет электроустановок цеха промышленного предприятия»

Донецк 2012 г.

ЗАДАНИЕ Для заданного в соответствии с вариантом набора электроустановок цеха промышленного предприятия произвести расчёты по выбору основных элементов электрооборудования и его характеристик.

1. По номинальным данным однофазных нагрузок определить способ их подключения, найти ток и угол сдвига фаз. Для одной из нагрузок найти параметры параллельной или последовательной схемы замещения. Построить векторную диаграмму для этой нагрузки в соответствии со схемой замещения. Найти общую мощность и ток осветительной нагрузки для каждой фазы.

2. Для трехфазных нагрузок определить потребляемый ток, активную и реактивную мощности в номинальном режим. Найти угол сдвига фаз. Рассчитать по четырём точкам приближённые механическую и электромеханическую характеристики двигателя. Построить рассчитанные характеристик. для заданной реактивной мощности конденсаторной батареи найти её ёмкость и ток.

3. Начертить упрощенную схему подключения электроустановок к трёхфазной сети. Найти линейные токи и активную мощность, потребляемые всеми нагрузками цеха, а также ток в нейтральном проводе.

Исходные данные:

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии — относительная простота производства, передачи, дробления, преобразования. Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии.

СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др. Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ.

Электрические сети промышленных предприятий в сочетании с источниками и потребителями электроэнергии становятся заводскими электрическими системами, устройство и развитие которых, как подсистем, следует рассматривать в единой связи с развитием всей энергетической системы в целом. Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют до 67% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Система электроснабжения промышленных предприятий, состоящая из сетей напряжением до 1 кВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного, при различных частотах и напряжениях, и постоянного тока.

1. ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

По номинальным напряжениям выбираем подключения к линейному (U_ном= 380В) или фазному (U_ном= 220В) напряжению. Схема подключения однофазных нагрузок на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 — Способ подключения однофазных нагрузок

1) Подключается к линейному напряжению

2) Подключаем к линейному напряжению

3) Подключаем к фазному напряжению

=•3220=54,5 А,

?=arccos0,55=56,6°

Изобразим схему замещения для нагрузки C (по заданию — параллельная), считая её активно — индуктивной:

Рисунок 1.2 — Параллельная схема замещения Рассчитаем параметры последовательной схемы замещения:

Построим векторную диаграмму для нагрузки С:

Рисунок 1.3 — Векторная диаграмма однофазной нагрузки Вычислим общую мощность и ток осветительной нагрузки для каждой фазы.

Нагрузки в фазе:

— фаза А:

— фаза B:

— фаза С:

2. ТРЕХФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

электрооборудование ток векторный осветительный

Используя справочник [2], запишем каталожные данные заданного типа асинхронного двигателя в таблицу 2.

Таблица 2. Паспортные данные асинхронного двигателя

Определим активную мощность, потребляемую в номинальном режиме:

Определим ток, потребляемый двигателем в номинальном режиме. Для этого сначала найдем полную мощность:

Определим реактивную мощность в номинальном режиме:

Расчёт упрощённой механической характеристики двигателя, определим четыре характерные точки:

1 — точка идеального холостого хода Для этой точки момент двигателя равен нулю М=0, а частота вращения равна синхронной

.

Здесь f=50Гц — частота переменного тока, р — число пар полюсов двигателя. Ток холостого хода, согласно заданию, равен

2 — номинальный режим Для этой точки момент двигателя равен номинальному моменту где номинальная частота вращения Здесь S_ном — номинальное скольжение в относительных единицах (таблица 2). Итак, имеем:

3 — критическая точка Для этой точки момент двигателя равен критическому моменту Скольжение для данной точки равно:

Скорость вращения ротора:

Ток:

4 — точка пуска Пусковой момент двигателя вычисляется по следующей формуле:

Частота вращения при пуске равна нулю, .

Значение пускового тока находим из соотношения, приведенного в характеристике двигателя:

Результаты этого расчета сведем в таблицу.

Таблица 3. Расчет характеристик асинхронного двигателя

Рисунок 2.1

Рисунок 2.2

Найдем емкость конденсаторной батареи (для каждой фазы) и ток:

— находим линейный ток конденсаторной батареи:

— находим реактивное сопротивление одной фазы батареи (для соединения конденсаторов в треугольник)

— емкость конденсаторов одной фазы вычислим по формуле:

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ

Для нахождения линейных токов и тока в нейтральном проводе строим в масштабе совмещенную векторную диаграмму всех потребителей, соединенных по схемам «звезда» и «треугольник.

Найдем активную мощность, потребляемую всеми нагрузками цеха.

Мощность осветительной нагрузки для каждой фазы рассчитана в п. 1 и составляет = 2700Вт; Вт; = 3000Вт и тогда. Мощность однофазной нагрузки для каждой фазы также рассчитана в п. 1 и составляет; в фазе В мощность равна, а в фазе С .

Активная мощность асинхронного двигателя и нагрузки постоянного тока в каждой фазе составят:, ,

Полученные данные занесем в таблицу:

Таблица 4. Расчет активной мощности нагрузок цеха

ВЫВОД

В данной курсовой работе мы ознакомились с методикой расчета электроустановок цеха промышленного предприятия. Определили мощность, потребляемую всеми нагрузками цеха, что важно для расчета материального баланса предприятия.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Траубе Е.С., Миргородский В. Г. Электротехника и основы электроники. — М.: ВШ, 1985. -160 с.

Справочник по электрическим машинам: в 2 т./Под ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т. 1 — М.: Энегоатомиздат, 1988.-456 с.

Методические указания.