A vezetékek számítása feszültségeltérési körülményeknek megfelelően
Áramellátó rendszer áll számos eszközt, amely a legegyszerűbb esetben is képviselteti magát egy sorba kapcsolt elemek, a generátor power-up transzformátor, távvezeték letranszformátoron, a külső alacsony feszültségű vezetéken, és a törzs-csoport belső vezetékek és végül a fogyasztót. Ez minden bizonnyal az áramellátó rendszer egyszerűsített modellje. Valójában a rendszer elemeinek száma sokkal nagyobb, mint a feszültségszintek, és nemcsak sorosan kapcsolódnak egymáshoz.
A modern elektromos rendszerek több tucat erőműből, több száz alállomásból és több száz kilométernyi különböző feszültségű elektromos vezetékekből állnak. Az általunk elfogadott egyszerűsített modell segít megmagyarázni a feszültségeltérés hálózati számításának lényegét.
A tápegység minden elemének elektromos ellenállása van (aktív és reaktív). Következésképpen a generátor által generált villamos energia, amely a tápegység összes elemén át terjed, elveszíti a feszültség bizonyos részét. A tápegység elemeinek feszültségveszteségeinek kompenzálására számos eszközt használnak. Ezek közül a legegyszerűbb a generátorok és transzformátorok névleges feszültségének a villamosenergia-vevők névleges feszültségével összehasonlítva. Például kisfeszültségű elektromos vevők esetében a névleges feszültség 380 és 220 V, valamint a 400 és 230 V-os levehető transzformátorok feszültségszintje. A feszültség növelése a transzformátor szekunder kapcsain lehetővé teszi, hogy a hálózaton elveszheted a tápellátást. Emellett az áramellátó rendszerek az erőművek és a nagy alállomások feszültségszabályozását alkalmazzák. Amikor a terhelés megváltozik, az aktuális érték és ennek következtében a fogyasztó fogyasztási feszültségcsökkenése változik.
Általánosságban, ha a rendszerben nincs automatikus feszültségszabályozás, a feszültség a fogyasztónál, amikor a terhelés széles tartományonként változik, az Uotr = UH ± DUpot képlet segítségével határozható meg. azaz amikor a terhelés megváltozik, a fogyasztó feszültség ingadozása van, és a feszültség nemcsak kisebb, hanem nagyobb is lehet a névleges értéknél.
A villamosenergia-fogyasztók teljesítményterhelése széles skálán mozog, mind nappali, mind óraszámban és szezononként. A terhelési erő idő függvényében a terhelési ütemezésnek nevezzük. Az ipari vállalatok terhelési ütemezése jelentősen eltér a közművek (városok és települések) terhelési ütemterveitől, és minden fogyasztót a közös villamosenergia-rendszerből szállítanak. Ezért központosított automatikus feszültségszabályozás erőművekben és nagy alállomások ipari vállalatok, mint általában, nem esik egybe az érdekeit az állami és lakossági fogyasztók, például, ha az utóbbi növelni kell a feszültséget, hogy kompenzálja a veszteségeket a csúcsidőben (esti órákban): az ipari vállalkozások ez a növekedés káros lehet és fordítva.
A fentiekből következik, hogy a fogyasztó számára a minimális és maximális feszültség meghatározására a hálózati feszültség ingadozásra vonatkozó számítás elvégezhető, ha a szükséges áramköri paraméterek ismeretesek, valamint az energiafogyasztás módja.
Az ilyen számításokat elektromos rendszerek és városi hálózatok tervezésében végzik. Az épületek elektromos hálózatán egyszerűsített számítások készülnek. Ugyanakkor a 400 / 230V transzformátor alállomások nagyfeszültségű buszainak feszültsége változatlan marad minden terhelésnél. A számítás a névleges terhelési üzemmódra vonatkozik.
A megengedett feszültségeltérések a névleges hálózati feszültség százalékában:
1) az ipari és közterületeken működő megvilágító eszközök termináljainál 2,5%;
2) az elektromos motorok és az indításukra és vezérlésükhöz tartozó eszközök kapcsán 5%;
3) villamosenergia-vevők (háztartási elektromos vevőkészülékek, lakóházak világítási berendezései stb.) Fő tömegéhez 5%.
4.4. A tanfolyam elvégzése
A tanfolyam egy számítási és magyarázó megjegyzésből és egy grafikus részből áll.
4.4.1. Magyarázó megjegyzés
A jegyzet hatóköre 10-12 s.
A feljegyzés kézzel írt egy szabványos A4-es lapon, vagy gépelésre kerül.
A munka minden oldalának végponttól végpontig kell számoznia.
A magyarázó megjegyzés első lapja a címlap (lásd 1. függelék), amely nincs számozva. A címet követő lapon a tanfolyam kezdeti adatait adják meg (lásd a 4.3., 4.4. Táblázatot).
Az indokolásnak a következő kérdéseket kell tartalmaznia:
- az építési terület fogyasztói kapacitásának meghatározása minden egyes vonalon külön;
- A vezetékek keresztmetszetének kiválasztása minden egyes tápvezetéken a megengedett áramsűrűségen és a feszültségen (veszteségen) alapul.
A feljegyzés végén a használt irodalom listája a források pontos bibliográfiai leírásával szolgál.
4.4.2. Grafikus rész
Ennek a résznek tartalmaznia kell egy egyenes sémát az energiatranszformátorról az építési objektum (OS) tápfeszültségére az építési helyszínre négy adagolóvezetékkel (adagolókkal).
4.4.3. Szelvények kiválasztása és a vezetékek és kábelek számítása
A huzalok szelvénye a fűtési feltételeknek megfelelően a speciális táblázatok szerint kerül kiválasztásra, amelyekben a megengedett áramot I adják meg. így a következő feltétel teljesül:
ahol az IH - névleges tervezési áram, A, a képlet szerint
ahol РН - névleges aktív teljesítmény, amelyet a fogyasztónak szállítanak, kW; U2H a fogyasztó névleges vonali feszültsége, V; cosj2H a fogyasztó névleges teljesítménytényezője.
1. példa Válassza ki az APPRTO márka alumíniumhuzalainak keresztmetszetét a fűtési feltételeknek megfelelően egy RN = 33 kW névleges terhelhetőségű világító háromfázisú tábla ellátására. A hálózat feszültsége UH = 380 / 220V. A vezetékezés acélcsőben történik. Adja meg az izzólámpa teljesítményfaktorát coshH = 0.91.
1. Határozza meg a terhelési áramot
2. táblázat A hosszú távú megengedett áramterhelések (lásd. 3. melléklet) a vezetékek és kábelek gumi, PVC szigeteléssel alumínium kábelek esetén megtalálja a következő nagyobb megengedett áram Imax = 60A keresztmetszete S = 10mm 2.
Elfogadjuk az S = 10 mm-es vezetékek keresztmetszetét. az állapot teljesül.
Példa 2. Jelölje feltételei fűtőegységből rézdrót mark OL-500 ellátására aszinkronmotor egy kalickás következő útlevél adatok: névleges teljesítmény PN = 28kVt; a névleges teljesítménytényező cosjH = 0,89; Hatékonyság a névleges terhelésnél hH = 0,91; A hálózat névleges feszültsége UH = 380 / 220V.
1. Határozza meg a terhelési áramot, amelyet a motor névleges áramával meg kell egyeznie:
2. A referenciaadatok szerint Idop = 60A az S = 10mm 2 vezetékek keresztmetszetére. A 10 mm-es vezetéket a lefektetéshez vezetékekhez fogadjuk. Idop ³ I acc.
A kiválasztott vezetéket ellenőrizni kell a megengedett hálózati feszültségveszteséget:
ahol a DUn a hálózati feszültség vesztesége.
NES - e £ 5%; a szélerőműpark esetében 10%.
A lineáris feszültség vesztesége a tápvezeték feszültségének vektordiagramjából következik.
A 4.1 ábra egy fázis diagramját mutatja, amelyben L a vonal hossza, km; R = r0 L és X = x0 L a vezeték aktív és induktív ellenállása (r0 és x0 azok sajátos értékei). Az r0 értéke a vezeték szelvényétől függ és a táblázatokból (lásd a 2. és 3. mellékletet); az x0 értéke a vezeték keresztmetszetétől független, és a kisfeszültségű légáramú hálózatok esetében 0,4 Om / km-t feltételez, 0,08 Ohm / km-es kábelek esetén.
A 4.2. Ábra a tervezési séma szerinti vektordiagramot mutatja (lásd a 4.1. Ábrát).
A vektordiagram CK szegmensét (lásd a 4.2. Ábrát) általában elhanyagolják, és a fázisfeszültség veszteségét a
ahol Uf1 és Uf2 a fázis kezdeti és végfázisai.
Téglalap alakú háromszögekben a Dabm és a Dmpg:
Az egyenlők bal és jobb oldali oldalainak szorzata. megtalálja a hálózati feszültség elvesztését:
Ha kiderül, hogy e> 5%, majd a táblákból (lásd a 2. és 3. mellékletet) válassza a legközelebbi, nagyobb keresztmetszetű vezetéket.
Abban az esetben, ha több fogyasztó csatlakozik az elektromos hálózathoz, akkor az aktív és reaktív komponensek áramának ábrázolásán alapuló módszert használják a vezetékek kiszámításához.
A szimmetrikus terhelésű ilyen rendszer egyik fázisára vonatkozó csere-áramkör a 4.3. Ábrán látható. Meghatározása az egyes párhuzamos ágaiban aktív és meddő áramok aktív (la) és a reaktív (Ip) áramok az egyenes része a lánc és a névleges névleges áram a sorban. cos j2 = Ia / IH és sinj2 = Ip / IH.
4.4.4. Időszakos feladat. A munka teljesítményének sorrendje
Elektromos berendezés az építési területen található, amelynek listáját a 4.2. Táblázat tartalmazza.
A helyszíni összes áramszedő teljesítmény-, technológiai, belső és külső megvilágításra oszlik.
Az építési hely fogyasztói a TP 10 / 0,4 kV transzformátor alállomásból kerülnek átadásra (lásd a 4.4. Ábrát). Az alállomási transzformátor szekunder tekercselése a "csillag semleges vezetékes" séma szerint van csatlakoztatva. Az ábra egyszerűsítése érdekében a négy fogyasztói csoport energiaszükségletét, amelyre az építkezés elektromos vevői vannak osztva, egysoros változatban jelenik meg. Az egyik vonal három lineáris A-a, B-b, C-c és semleges huzal jelenlétét feltételezi.
Az alábbi ábra mutatja:
- TP 10 / 0,4 kV - transzformátor alállomás, primer feszültséggel 10 kV-os leeresztő transzformátor és 0,4 kV másodlagos feszültség;
- A transzformátor másodlagos feszültség RS - elosztó buszai;
- L1, L2, L3, L4 - vezetékek.
Az első vonal (L1 = 250m) kábel és kivégezték hét tápegységek áramfogyasztókat (kotrógép, daru torony és más mechanizmusok aszinkron elektromos átlagolt cosj2N = 0,7).
A második vonalat (L2 = 150m) kábellel készítik és tíz teljesítményvevőt (betonpumpa, habarcs szivattyú és más mechanizmusok) táplál. A hajtóművek teljesítményfelvételének erejét a 4.2. Táblázat 4. oszlopából vették és a 7. oszlopban rögzítették.
A harmadik vonal (L3 = 200m) táplálja a transzformátor fűtését a beton, és készült egy négyvezetékes légvezeték alumínium vezetékek rögzített fából készült tartók.
A negyedik vonal (L4 = 250 m) villamos energiát biztosít az építési terület beltéri és kültéri világítására, amelynek teljes kapacitását a diák kiszámolja változatára (a teljesítmény számítására vonatkozó adatokat a 4.1. Táblázat tartalmazza). Ez az elektromos vezeték egy négyvezetékes légvezetékkel is készült, alumínium vezetékekkel.
A speciális SZD áramvezetékek alumínium vezetőkkel ellátott kábellel készülnek. A kábelvonal hossza 250 m.
A MiT specialitása érdekében az elektromos vezetékek rézérintkezős kábellel készülnek. A kábelvonal hossza 150 m.
A kábelvezetékeken keresztül tápláló áramellátó eszközök teljesítményét a hallgató a 4.2. Táblázat 4. oszlopában veszi és a hetedik oszlopban rögzíti.
A villamos berendezések által a felsõvezetékekbõl (harmadik és negyedik vonal) felhasznált építmény helyének meghatározására szolgáló feladatok változatát a 4.1. Táblázat mutatja be.
A változó számát a hallgató titkosításának utolsó számjegye határozza meg.
Az építési területnek az L1 és L2 vonal mentén (lásd a 4.2. Ábrát) átadott teljesítményt a következő kifejezés határozza meg:
ahol P1. P2. Pn - a működtető indukciós motorok teljesítménye; KC1. KC2. Kcn - ezeknek a mechanizmusoknak a kereslet iránti igénye a váltás során (4.2. Táblázat 5. oszlopa).
A beton transzformátoros fűtésére szolgáló fogyasztók teljesítményét egy lángvezetéken keresztül, alumínium huzalokkal (L3) továbbítják.
A 4.1. Táblázatban szereplő verzió adatai alapján meghatározták a beton melegítéséhez szükséges energiafogyasztást:
ahol Rud - specifikus energiafogyasztás fűtésre 1 m 3 beton; n - a feladat változatának megfelelő köbméterek száma, m 3; Kc a keresleti együttható.
A belső és külső megvilágítást egy közös L4 légvezeték biztosítja alumínium vezetékekből. E fogyasztók számára a szükséges teljesítményt a következő képlet határozza meg:
ahol Pd1. Pud2. Pdn - fajlagos energiafogyasztás objektum megvilágítására (a 4.2. Táblázatból); S1. S2. Sn - tárgyak területe, m 2 (a 4.1. Táblázatból vett változat); Kc a kereseti együttható a munkamenet során.
A villamosenergia-kereslet átlagos normái, együtthatók
kereslet Ks és a kapacitás építési telek
A befogadott teljesítményen kívül (SРосв) hozzá kell adni a főutak és a kocsiutak mentén elhelyezkedő lámpatestek teljesítményét. A feladat egyszerűsítése érdekében fontolja meg az L4 vonal végén koncentrált utak megvilágításához szükséges összes energiát:
ahol Rud - specifikus áramfelvétel világításhoz 1 km út, kW / km (lásd a 4.2. táblázatot); l az út hossza, km (a verzió 4.1. táblázatából származik).
Az egyes vonalakon (L1, L2, L3, L4) átvitt teljesítmény kiszámítása után határozza meg az áramokat.
Ezenkívül mindkét erővonal rézzel vagy alumíniumvezetékkel ellátott kábellel készül.
Az SZD specialitásnál a vonal 250 m hosszú alumínium vezetőkkel készült. A speciális MiT, 150 m hosszú rézvezetővel ellátott kábel.
A fennmaradó két vonal négyhuzalos légvezetékek formájában van felszerelve, L1 = 250 m hosszúságú alumínium vezetékekkel, és L2 = 150 m.
A számítás egyszerűsítése érdekében azt feltételezzük, hogy az összes A, B, C fázisban a terhelés egyenletesen oszlik meg mind a négy LEP-ben (szimmetrikus terhelés). Ennek eredményeképpen a számítás egy fázisban történik:
1. Mutasson egy csere-áramkört egy fázisra (lásd a 4.1. Ábrát), és számítsa ki a névleges áramot.
ahol РН - névleges aktív teljesítmény, amelyet a fogyasztónak szállítanak, kW; U2H - fogyasztói vezetékfeszültség, 380V; cosj2H a fogyasztó névleges teljesítménytényezője.
2. Ezután, a 2. és 3. függelék szerint válassza ki az áramvezetéshez szükséges huzal keresztmetszetet minden egyes vezetéknél az Ion φ IH feltételek mellett.
3. Ellenőrizze a négy vezeték vezetékének választott keresztmetszetét a feszültségcsökkenés érdekében a 4.4.3 alpontban leírt eljárás szerint:
ahol a DUn a hálózati feszültség vesztesége.
4. Az L1 vonal stresszeloszlásának vektordiagramját össze kell állítani a 4.4.3 alpontban leírt eljárás szerint (lásd a 4.2. Ábrát).
5. Olyan következtetéseket megfogalmazni, amelyek tartalmazzák az erőátviteli vezeték vagy a felsővezeték kiválasztott vezetékét (vonalát), és értékelik a tápfeszültségnek az elektromos motor és az izzólámpák jellemzőire gyakorolt hatásának csökkentését.
Állami felsőoktatási intézmény
Petersburg Állami Közlekedési Egyetem (PSTU)
Elektromechanikus Komplexek és Rendszerek Osztály
TERVEZET ÉS MAGYARÁZATI MEGJEGYZÉS AZ OKTATÁSI MUNKÁHOZ
"ELEKTROMOS BERENDEZÉS KISZÁMÍTÁSA
STUDENT ___________________ ____________________ I.I. IVANOV