 |
Расчет электрических сетей по потере напряжения.
|
|
|
|
Ответ: Электрические сети, рассчитанные на нагрев, проверяют на потерю напряжения. В соответствии с действующим ГОСТом на выводах ЭП в нормальном режиме допускаются отклонения напряжения от номинального в пределах ± 5%, т.е. для того, чтобы электроприемники могли нормально работать и выполнять заложенные в них функции напряжение на их выводах должно быть не менее 95%Uн и не более 105%Uн. Таким образом выбранное сечение проводников должно соответствовать также условиям обеспечения электроприемников качественной электрической энергией. Потери напряжения в элементах системы электроснабжения не нормируются. Однако допускается учитывать, чтобы потери напряжения не превышали:
- в магистральном шинопроводе - 1,5-1,8%;
- в распределительном шинопроводе с равномерной нагрузкой-2-2,5%;
- в сетях 0,38кВ (от ТП до ввода в здания) – 4-6%;
- в распределительных сетях 6-10 кВ - до 6%.
Напряжение на зажимах элетроприемников определяется по формуле:
Uэп% =Uхх% - 
Uт% - 
%, (4.11)
где Uхх% – напряжение холостого хода, 105%;
ΔUi – потеря напряжения в i-м элементе сети;
n – число элементов на пути от ТП до точки, в которой определяется Uэп;
Uт% - потеря напряжения в питающем трансформаторе:
(4.12)
где 
– коэффициент загрузки трансформатора;
– активная составляющая напряжения КЗ трансформатора;
– номинальные потери мощности КЗ трансформатора, кВт;
– реактивная составляющая напряжения КЗ тр-ра;
- напряжение КЗ трансформатора;
– коэффициент мощности нагрузки трансформатора;
– номинальная мощность трансформатора, кВт.
Если напряжение на зажимах элетроприемника меньше 95%Uн, то выбирают проводник (проводники) большего на одну ступень сечения и повторяют поверочный расчет. Электрические сети, в которых очевидны большие потери напряжения (осветительные сети, протяженные сети силовых электроприемников) рассчитываются по допустимой потере напряжения. При этом допустимая потеря напряжения определяется по формуле:
|
|
|
(4.13)
где 
- минимально допустимое напряжение на зажимах электроприемника, Umin=95%.
Учитывая также, что Uxx=105%, то получим
(4.14)
Так как потеря напряжения в трансформаторе (4.12) определяется его каталожными данными, коэффициентами загрузки и мощности, то можно рассчитать допустимые потери напряжения от шин ТП до наиболее удаленного электроприемника. Составлены также таблицы допустимых величин напряжений (1, табл.2.10). В тех случаях, когда непосредственно по допустимой потере напряжения необходимо определить сечение, то сечение: - для магистрали постоянного тока или однофазной сети переменного тока без учета ее индуктивного сопротивления можно определить по формуле:
(4.15)
- для сети трехфазного переменного тока расчет выполняется в следующей последовательности:
В связи с тем, что погонное реактивное (индуктивное) сопротивление проводников на единицу длины (х0) в зависимости от сечения изменяется незначительно, то допускается для кабельных линий принимать х0=0,08 Ом/км, для воздушных линий – х0=0,4 Ом/км.
Тогда реактивную составляющую потери напряжения можно определить по формуле:
. (4.16)
Активную составляющую потери напряжения по выражению:
(4.17)
И, наконец, сечение проводников магистрали по формуле:
, (4.18)
где Рр, рр – активная мощность,кВт; L, l – длина воздушных линий, м; 
- м/Ом*мм2; Uн, В.
Расчетное сечение округляется до стандартного ближайшего большего сечения.
Расчет троллейных линий.
Ответ: Питание ЭД подъемно-транспортных механизмов (кранов, кран-балок) осуществляется с помощью троллейных линий, представляющих собой металлический профиль в виде стальной полосы, уголка или швеллера. Кроме того, посредством комплектных троллейных шинопроводов, а также гибкого кабеля. Троллеи размещаются вдоль подкрановых путей на специальных конструкциях. Электрическая энергия с троллейных линий снимается с помощью скользящих или катящихся токосъемов. Особенностью работы ЭД транспортных механизмов является то, что они работают с низким коэффициентом использования и низким коэффициентом мощности (Kи, cosφ = 0,45÷0,6). Расчет троллейных линий сводится к выбору размера стального профиля (уголок, полоса или швеллер) или типа троллейного шинопровода, удовлетворяющего условиям нагрева и допустимой потере напряжения в момент пика нагрузки. Выбор по нагреву заключается в сравнении расчетного тока 
с допустимым током профиля 
(табл. П.5.23) или номинальным током шинопровода 
(табл. П.5.24):
|
|
|
; 
. (4.27)
Расчетный ток по нагреву определяется по формуле:
, (4.28)
где 
– потребляемая активная мощность крановой установки при номинальной нагрузке;
– коэффициент спроса для крановой установки, определяемый в зависимости от режима работы и эффективного числа электроприемников (рис. 4.3); 
– среднее значение коэффициента реактивной мощности.
Рис. 4.3 Коэффициент спроса для крановых установок, работающих в режиме: 1 – весьма тяжелом; 2 – тяжелом; 3 – среднем; 4 – легком; 5 – особо легком
Величина потребляемой мощности определяется по следующей формуле:
, (4.29)
где 
и 
– соответственно номинальная мощность при 
и коэффициент полезного действия i-го двигателя; n – число электродвигателей крановой установки. При 
следует принимать 
. Потеря напряжения в троллейной линии не должна превышать 6-7%. В троллейных шинопроводах ее определяют по формуле:
, (4.30)
где 
, 
– активное и индуктивное сопротивления расчетного участка шинопровода – от точки присоединения питающей линии до наиболее удаленного конца;
– пиковый ток группы крановых электродвигателей, определяется по выражению:
, (4.31)
где 
– наибольший из пусковых токов электродвигателей в группе;
– номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током.
Расчет потерь напряжения в стальных крановых троллях может выполняться также по следующей формуле:
, (4.32)
где 
– удельная потеря напряжения, принимаемая в зависимости от максимальной величины пикового тока, %/м, (табл. П.5.25);
|
|
|
– длина участка троллейной линии от точки присоединения питающей линии до наиболее удаленного конца, м;
При питании от одной троллейной линии двух кранов длину расчетного участка умножают на 0,8, трех кранов – на 0,7, учитывая малую вероятность работы кранов в конце линии.
Напряжение на зажимах электродвигателей крана при всех режимах работы должно быть не ниже 85% номинального.
Задача 3.1Выбрать размер угловой стали для троллерной линии, питающей мостовой кран. Кран имеет следующие электродвигатели: подъема груза 7,5 кВт, 
, 
, пусковой ток 
; тележки –1,7 кВт, 
; перемещения моста два электродвигателя по 22 кВт, 
.Крановая установка работает в среднем режиме. Длина расчетного участка линии 
. Номинальные напряжения сети 380В.
Решение: По выражению (4.29) определяется суммарная потребляемая мощность электродвигателя крана
.
Эффективное число электроприемников крана
, 
.
По кривым рис.5 при и среднем режиме работы определяется коэффициент спроса =0,4. Учитывая, что для крановых установок среднее значение 
, расчетный ток троллейной линии можно рассчитать по выражению (2.28)
.
По условию (4.27) выбирается для троллейной линии угловая сталь размером 40×40×4, имеющая 
.
Для определения пикового тока линии предварительно находится номинальный ток наиболее мощного электродвигателя (двигатель, имеющего наибольший пусковой ток в группе)
.
Тогда пиковый ток по выражению (3.31)
По таблице П.5.25 для 
, 
.
Согласно выражению (4.32) потери напряжения в троллейной линии 
, что меньше допустимой величины.
Если условие по соблюдению этих требований не выполняется, то поступают следующим образом: принимается троллейная линия большего сечения, изменяется схема питания, питание к троллее подводится ближе к середине, выполняется секционирование троллейных линий и часто могут применяться подпитки троллейных линий. Подпитки могут быть в виде алюминиевой полосы, расположенной вдоль троллеев и приваренной через определенное расстояние или дополнительным подпиточным кабелем.
|
|
|
|
|
|
