Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Декабря 2012 в 22:46, курсовая работа
Современная система электроснабжения должна удовлетворять ряду требований: правильное определение электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, повышение коэффициента мощности, правильный выбор сечения проводов и кабелей, и другие технические и экономические решения. Поэтому следует стремиться к созданию предприятий, обладающих гибкостью, которые способны с наименьшими потерями осуществить перестройку производства.
Большое внимание уделяется вопросам создания необходимой надежности электроснабжения, обеспечения качества электрической энергии.
Введение
1. Электроснабжение механического цеха
1.1 Краткое описание технологического процесса с указанием категорийности потребителей…………………………………………
1.2 Разработка вариантов схем электроснабжения на низком напряжении…………………………………………………………………….
1.3 Расчет электрических нагрузок. Приближенный учет электрического освещения……………………………………………..
1.4 Выбор оборудования для вариантов схемы электроснабжения…
1.5 Выбор оптимальной схемы электроснабжения на основании ТЭР……………………………………………………………………….
1.6 Компенсация реактивной мощности………………………………
1.7 Выбор электрических аппаратов. Расчетно-монтажная схема (таблица)……………………………………………………………………….
1.8 Расчет токов трехфазного короткого замыкания…………………
1.9 Расчет отклонений напряжения……………………………………
Графическая часть
1 Часть цеха с нанесением линий ПС и РП
2. Варианты схемы эл/снабжения
3 Расчетно-монтажная таблица
2 Спецвопросы электроснабжения и энергосбережение
2.1 Схемы электроснабжения и исходные данные к ней…………….
2.2 Определение допустимого расчетного вклада потребителя в показатели качества электроэнергии………………………………….
2.3 Расчет емкостного тока замыкания на землю в кабельной сети...
2.4 Расчет петли «фаза-ноль»…………………………………………..
2.5 Распределение конденсаторных батарей в электрической сети…
2.6 Замена малозагруженного асинхронного двигателя……………..
2.7 Экономически целесообразные режимы работы трансформаторов………………………………………………………………
2.8 Снижение потерь электроэнергии изменением графика электрической нагрузки………………………………………………...
Заключение……………………………………………………………...
Список литература……………………………………………………...
Графическая часть (чертеж формата А1)
Энергосбережение. Электрическая часть
2.6.3 Расчеты
Расчет ведем для заменяемого двигателя.
а) Ток намагничивания (I0.ном.зам , А):
где Uном – номинальное напряжение двигателя,
б) Номинальный ток статора (I1.ном.зам , А)
в) Отношение
г) Из кривых, введенных в программу в виде таблиц, для момента сопротивления Мс=Kзагр= 0,4 и отношения определяем отношение, используя кусочно-линейную интерполяцию:
д) Текущий коэффициент мощности (cosφзам)
е) ) Из кривых, введенных в программу в виде таблиц, для момента сопротивления Мс=Kзагр= 0,4 и отношения определяем отношение, используя кусочно-линейную интерполяцию:
ж) Текущий ток статора
з) Полная мощность заменяемого двигателя (Sзам , кВА)
и) Активная мощность из сети
к) Реактивная мощность из сети (Qзам.из сети )
л) Потери активной мощности в заменяемом двигателе
где
м) Снижение потерь при замене
где потери активной мощности в предлагаемом двигателе.
Параметры предлагаемого двигателя находятся аналогично. Результаты автоматизированного расчета по программе SAMDW представлены в распечатке.
По программе SAMDW был произведен расчет для ;
Некоторые данные сведены в таблицу 2.6.1.
Кзагр.зам |
Рна валу, кВт |
∆Рзам, кВт |
∆Рпредл, кВт |
δР , кВт |
0,2 |
0,6 |
0,172 |
0,161 |
0,011 |
0,3 |
0,9 |
0,204 |
0,253 |
-0,049 |
0,4 |
1,2 |
0,289 |
0,322 |
-0,033 |
0,5 |
1,5 |
0,375 |
0,377 |
-0,002 |
Построим кривые и на одном графике. Кривые представлены на рисунке 2.6.1.
Рисунок 2.6.1 Графики зависимостей потерь мощности в заменяемом и предлагаемом двигателе от коэффициента загрузки и .
Вывод: Замена малонагруженного двигателя на двигатель меньшей мощности целесообразна при коэффициенте загрузки заменяемого АД 0,2<0,25.
ЗАМЕНА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Величина Заменяемый АД Предлагаемый АД
N c (об/мин)/ W c (1/c) 1500/157
P ном (кВт) 3.000 2.200
КПД ном (о.е.) 0.820 0.800
COS f ном 0.830 0.830
K загрузки 0.400 0.545
P на валу
(кВт)
X м.ном (Ом) 72.500 92.000
I0 ном (А) 3.026 2.385
I1 ном (А) 6.697 5.034
I0 ном/I1 ном (%) 45.186 47.372
cos f/cos f ном 0.719 0.832
cos f 0.597 0.690
I1/I1 ном 0.566 0.665
I1 (A) 3.793 3.349
S (кВ.А) 2.496 2.204
P (кВт) 1.489 1.522
Q (кВар) 2.003 1.595
дР (кВт) 0.289 0.322
ддP (кВт)
──────────────────────────────
2.7 Экономически целесообразные режимы работы трансформаторов
При расширении цеха к цеховому трансформатору Т2 добавляется трансформатор Т1 на ступень ниже и Т3 – на ступень выше. При этом задана мощность нагрузки . Необходимо рассчитать оптимальное распределение нагрузки по трансформаторам.
Расчетная схема:
Рис. 2.7.1 Расчетная схема
Примем следующие допущения:
тогда, можно суммировать полные мощности, т.е.
Необходимо также учесть технические ограничения, а именно, не допускается перегрузка трансформатора:
Для заданной суммарной нагрузки требуется определить оптимальную нагрузку каждого трансформатора
Оптимальная нагрузка обеспечивает минимум потерь активной мощности в схеме, при этом выполняется баланс мощности в схеме, а также технические ограничения.
Для расчета оптимальной мощности используется формула Лагранжа:
Технические данные трансформаторов представлены в таблице 2.7.1
Sном, кВА |
Тип трансформатора – масляный | |
Рхх, кВт |
Рк, кВт | |
63 |
0,26 |
1,28 |
100 |
0,36 |
1,97 |
160 |
0,56 |
2,65 |
Коэффициент загрузки равен:
Найдем потери мощности в первом трансформаторе:
Коэффициент загрузки равен:
Найдем потери мощности во втором трансформаторе:
Коэффициент загрузки равен:
Найдем потери мощности в третьем трансформаторе:
|
|
где ТВ – время включенного состояния трансформаторов, - время максимальных потерь (см. таблицу 2.7.2).
Режим работы |
ТВ, час/год |
ТМ, час/год |
|
односменный |
2000 |
от 1500 до 2000 |
от 650 до 920 |
двухсменный |
4000 |
от 2500 до 4000 |
от 1250 до 2400 |
трехсменный |
6000 |
от 4500 до 6000 |
от 2900 до 4550 |
непрерывный |
8700 |
от 6500 до 8000 |
от 5200 до 7500 |
Примечание: предполагается, что трансформаторы включены только во время работы цеха, т.е. не работают на холостом ходу.
Найдем потери электроэнергии
в трансформаторах при
Также выполнены оптимизационные расчеты при очередном отключении каждого трансформатора при одной и той же суммарной нагрузке. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.7.3.
Включенные трансформаторы |
Кз |
||
63-100-160 |
0,464 |
2,441 |
3520 |
откл-100-160 |
0,577 |
2,447 |
3245 |
63-откл-160 |
0,673 |
2,583 |
3262 |
63-100-откл |
0,920 |
3,372 |
3772 |
Вывод: Наиболее целесообразным является отключение первого трансформатора с номинальной мощностью 63 кВА, так как при этом будут наименьшие потери электроэнергии.
ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНЫЕ
РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Номинальные напряжения в
Данные трансформаторов
┌─────────┬───────────┬───────
│ Номер │ Sном │ Тип │ Pх │ Pк │
│ │ кВ.А │ │ кВт │ кВт │
├─────────┼───────────┼───────
│ 1 │ 63 │ масляный │ 0.26 │ 1.28 │
│ 2 │ 100 │ масляный │ 0.36 │ 1.97 │
│ 3 │ 160 │ масляный │ 0.56 │ 2.65 │
│ Сумма │ 323 │ - │ 1.18 │ 5.90 │
└─────────┴───────────┴───────
Оптимальное распределение
╔═════════╦═══════════╦═══════
║ Номер ║ Sном ║ Нагрузка ║Коэффициент║ Потери ║
║ ║ кВ.А ║ кВ.А ║ загрузки ║ кВт ║
╠═════════╬═══════════╬═══════
║ 1 ║ 63 ║ 26.076 ║ 0.414 ║ 0.479 ║
║ 2 ║ 100 ║ 42.687 ║ 0.427 ║ 0.719 ║
║ 3 ║ 160 ║ 81.237 ║ 0.508 ║ 1.243 ║
║ Итого ║ 323 ║ 150.000 ║ 0.464 ║ 2.441 ║
╚═════════╩═══════════╩═══════
Потери электроэнергии в
при оптимальном распределении нагрузки
╓───────────────────╥─────────
║ Режим работы ║ Годовые потери электроэнергии ║
║ ║ кВт.ч ║
╟───────────────────╫─────────