Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

РГР - Электрические сети и системы - файл 1.doc


РГР - Электрические сети и системы
скачать (921 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc921kb.04.12.2011 18:08скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...



Министерство образования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Механико-технологический факультет


Кафедра «Электроснабжения и энергообеспечения»

Отчет

по расчетно-графическому заданию

по дисциплине:

«Электрические сети и системы»

ОГТИ 140106

Руководитель:

.________

«___» ______________ 20 г

Исполнитель:

Студентка группы

___________

«___» ______________ 20 г



Орск 20 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание…………………………………………………………………………….2

Радиальная схема………………………………………………………………..3

Кольцевая схема………………………………………………………………… 8

Сложнозамкнутая схема ………………………………………………………14

Расчет на механическую прочность…………………….……………………………………………….….22

Список литературы …………………..………………………………...………33



^ Радиальная схема.





I. Ориентировочный расчёт сети по напряжению.





Выбираем по ГОСТ стандартные значения напряжений:

или /2, 258/

или

или

^ II. Выбор сечения проводов линии электрической сети.







зависит от . Поэтому сначала определим :





С помощью суточного графика электрических нагрузок (рис.1) строим годовой график (рис.2).



Рисунок 1 − Суточные графики электрических нагрузок для заводов тяжелого машиностроения.



Рисунок 2 – Годовой график электрических нагрузок для заводов тяжелого машиностроения

По рисунку 2 находим значения .

кВт∙ч

− дано.

ч

/2, с.266/

/5, с.72/



Сведём полученные данные в таблицу 1.


Таблица 1.

Схема

Уч-ок



n



, кА





, кА





радиальная

0 – 1

0,06

60

70

2

0,019

19

25

0 – 2

0,1

100

120

2

0,032

32

35

0 – 3

0,138

138

150

2

0,044

44

50


Т.к. при должно выполняться условие, то сечения проводов на участках 0-2, 0-3не подходят.

Т.к. при должно выполняться условие , то сечение проводов на участках 0-1, 0-2, 0-3 не подходит ,выбираем для всех участков .

^ III. Проверка проводов линии по току для наиболее тяжёлого аварийного режима.

Аварией для данной схемы является обрыв одного из проводов на одном из участков.




Должно выполняться условие:

(1)

Для провода сечением 70 мм2: кА /1, с.86/

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).

^ IV. Проверка сети по потере напряжения.





Для провода сечением 70 мм2 Ом/км, Ом/км.

/1, с.78/













Должно выполняться условие:

(2)





- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2)

Кольцевая схема.




^ I. Ориентировочный расчёт сети по напряжению.

Сначала определим мощности:
;

МВ·А;

МВ·А;

МВ·А.











Проверка:

32 + j16,64 = 32+ j16,64



Выбираем по ГОСТ стандартные значения напряжений:
или /2, 258/

или

или

или

^ II. Выбор сечения проводов линии электрической сети.







/2,с.266/

/5, с.72/





Сведём полученные данные в таблицу 1.

Таблица 1.

Схема

Уч-ок



n



, кА





, кА





кольцевая

0 – 1

0,24

240

240

1

0,077

77

95

0 – 3

0,35

350

240

1

0,110

110

120

1 – 2

0,05

50

50

1

0,017

17

16

2 – 3

0,07

70

70

1

0,022

22

25


Т.к. при должно выполняться условие, то найденные выше значения для участков 0 – 1, 0 – 3 не подходят.

Т.к. при должно выполняться условие , то для участка 1 – 2, 2 – 3 выберем .

^ III. Проверка проводов линии по току для наиболее тяжёлого аварийного режима.
Аварией для данной схемы является обрыв одного из главных участков (участок 0 – 1 или 0 – 3).

При обрыве участка 0 – 1:



При обрыве участка 0 – 3:





Должно выполняться условие:

(1)

На участке 0 – 1 провод сечением 95 мм2. Для данного сечения: кА /1, с.86/

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).

На участке 0 – 3 провод сечением 120 мм2. Для данного сечения: кА /1, с.86/

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).

^ IV. Проверка сети по потере напряжения.





Для провода сечением 120 мм2 Ом/км, Ом/км.

/1, с.78/



Для провода сечением 95 мм2 Ом/км, Ом/км.

/1, с.78/


Для провода сечением 70 мм2 Ом/км, Ом/км.

/1, с.78/







Должно выполняться условие:

(2)





- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).


Сложнозамкнутая сеть




  1. Ориентировочный расчёт сети по напряжению.

Сначала определим мощности методом контурных токов:



b – число ветвей;

у – число узлов.

Пусть известны и

























Проверка:





Определяем напряжения:


Выбираем по ГОСТ стандартные значения напряжений:

или /2, 258/

или

или

или

или

^ II. Выбор сечения проводов линии электрической сети.















/2, с.266/

/5, с.72/









Сведём полученные данные в таблицу 1

Таблица 1.

Схема

Уч-ок



n



, кА





, кА





Сложно-

замкнутая

0 – 1

0,16

160

150

1

0,052

52

50

0 – 3

0,280

280

240

1

0,09

90

95

1 – 2

0,047

47

50

1

0,015

15

16

2 – 3

0,007

7

10

1

0,002

2

2,5

0 – 2

0,14

140

150

1

0,046

46

50


Т.к. при должно выполняться условие, то сечение проводов на участках 0 – 1, 0 – 3 и 0 – 2 не проходят.

Т.к. при должно выполняться условие , то для участков 0–1,1 – 2, 2–3 и 0 – 2 выберем .

III. Проверка проводов линии по току для наиболее тяжёлого аварийного режима.

Аварией для данной схемы является обрыв одного из главных участков (участок 0 – 1, 0 – 2, 0 – 3).

При обрыве участка 0 – 1:











При обрыве участка 0 – 3:











При обрыве участка 0 – 2:









Должно выполняться условие:

(1)

На участке 0 – 1 провод сечением 70 мм2. Для данного сечения: кА /1, с.86/

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).

На участке 0 – 2 провод сечением 70 мм2. Для данного сечения: кА /1, с.86/

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).
На участке 0 – 3 провод сечением 95 мм2. Для данного сечения: кА /1, с.86/

,

данное сечение провода удовлетворяет условию (1).
^ IV. Проверка сети по потере напряжения.




Для провода сечением 95 мм2 Ом/км, Ом/км.

/1, с.78/



Для провода сечением 70 мм2 Ом/км, Ом/км.

/1, с.78/











Должно выполняться условие:

(2)





- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).



- удовлетворяет условию (2).

Список литературы.

^ Расчёт на механическую прочность.
Провода воздушных линий испытывают действие нагрузок — вертикальных (вес провода и гололёда) и горизонтальных (давление ветра), в результате чего в металле возникают растягивающие напряжения. При расчетах удобно пользоваться удельными (приведенными) нагрузками, которые относятся к 1 м длины линии и 1 мм сечения провода.

Удельные нагрузки рассчитывают исходя из условия, что нагрузка по длине провода в пролете распределяется равномерно и порывы ветра отсутствуют.

Расчет производится для участка выполненного проводами:

1) АС 70/11;

2) АС 95/16;

Район по гололеду ─ 3, по ветру – 4. Температура: максимальная ─ +32 ­­­­­˚С, минимальная ─ -40 ˚С, средняя ─ +0,4˚С, город Ковда. /7, с.7/

1) Необходимые данные находим по /3, с.362/

Нагрузка от собственной массы провода вычисляется в зависимости от материала провода и его конструкции:


где Go – масса провода, Go = 274 кг/км = 0,274кг/м,

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2,

S – суммарная площадь поперечного сечения, S = 79,3 мм2. Нагрузку от массы гололеда определяют исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму, плотностью go = 0,9 г/см2:


где d – диаметр провода, d = 11,4 мм, /3, с.362/
b – толщина стенки гололеда, принимаемая в зависимости от клима­тического района по гололеду и номинального напряжения линии, b = 15 мм

/3, с.323/
Нагрузка от собственной массы провода и массы гололеда направлена вертикально и определяется по формуле:
3 = 1 + 2=(3,4+13,8)·104 = 17,2·104 Н/м3

Нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда рассчитывается со­гласно выражению:

q – скоростной напор ветра, Q = 650 Н/м2 /3, с.322/

Сx – аэродинамический коэффициент равен 1.2, /3, с.325/

– коэффициент, которым учитывается неравномерность скорости вет­ра по длине пролета равен 0.75 /3, с.325/
Нагрузка от давления ветра при наличии гололеда рассчитывается анало­гично, но с учетом увеличения площади боковой поверхности провода из-за гололеда:

Q – скоростной напор ветра, Q =0,25Qmax = 162,5 Н/м2, /3, с.321/

Сx – аэродинамический коэффициент равен 1.2, /3,с.325/

– коэффициент, которым учитывается неравномерность скорости вет­ра по длине пролета равен 1 /3,с.325/
Суммарная нагрузка от собственной массы проводов и от давления ветра (при отсутствии гололеда) составляет:

Суммарная нагрузка от собственной массы провода, от гололеда и давле­ния ветра равна:



Результаты расчета удельных нагрузок
Табл. 7.1

Уд.нагрузки,

Н/м3∙104

1

2

3

4

5

6

7

3,4

13,8

17,2

8,4

10,2

9,1

20



Условия максимального напряжения в проводе и максимальная стрела провеса.
Под воздействием механической нагрузки и температуры окружающей среды в проводах воздушных линий возникают механические напряжения. Для каждой марки провода существует предел прочности, превышение которого вызывает необратимые изменения механических свойств провода.

Найдем, при каких из двух возможных случаев, т.е. при наибольшей добавочной нагрузке (γ7) или при низшей температуре ( Өmin), получится наибольшее напряжение в проводе.

При решении уравнении можно определить пролет такой длины, при которой напряжение в проводе при низшей Өmin и при наибольшей добавочной нагрузке γ7 будут одинаковыми.

Өmin = γmax = доп = 0,4пр;
доп = 0,4пр; /6,с.276/

Такой пролёт называется критическим.

где Өmin = - 40 °С– температура в режиме низшей температуры;

Θг – температура в режиме максимальной нагрузки, принимаем равной –5 оС;
. /3,с.334/
принимаем пр равным:

пр = 290 МПа /6,с.277/

доп= 0,4290 = 116 МПа; /6,с.276/

 =19,210-6, 1/оС – температурный коэффициент линейного удлинения про­вода; /3,с.362/

Принимаем длину пролетов 1 = 150 м. Так как заданный пролет больше критического пролета, то напряжение в проводе, равное принятому доп , будет наблюдаться при температуре -5°С и гололеде с ветром, а не при температуре Өmin = - 40 °С.

Определим максимальную стрелу провеса провода. Она может быть:

  1. при высшей температуре (+32);

  2. при гололеде (-5);




  1. Найдем напряжение при высшей температуре +32ºС









Е = 82,5 ·103 МПа модуль упругости. /3,с.362/ Стрела провеса при +32 ºС:



  1. Поступая аналогично, найдем для гололеда без ветра при температуре -5ºС:









Сравнивая значения f+32 и f3 видим, что максимальная стрела провеса, равная 3,7м, будет при гололеде без ветра и при температуре -5.
К тому же выводу можно прийти, определяя критическую температуру по формуле:

Так как высшая температура +32ºС меньше критической температуры +47ºС, то максимальная стела провеса возникнет при гололеде без ветра.

2) Необходимые данные находим по /3,с.362/
Нагрузка от собственной массы провода вычисляется в зависимости от материала провода и его конструкции:


где Go – масса провода, Go = 384 кг/км =0,384кг/м,

g – ускорение свободного падения, g = 9.8 м/с2,
S – суммарная площадь поперечного сечения, S = 111,3 мм2. Нагрузку от массы гололеда определяют исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму, плотностью go = 0.9 г/см2:


где d – диаметр провода, d = 13,5 мм, /3,с.362/
b – толщина стенки гололеда, принимаемая в зависимости от клима­тического района по гололеду и номинального напряжения линии, b =15 мм

/3,с.323/
Нагрузка от собственной массы провода и массы гололеда направлена вертикально и определяется по формуле:
3 = 1 + 2=(3,4+10,7)·104 = 14,1·104 Н/м3
Нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда рассчитывается со­гласно выражению:


q – скоростной напор ветра, Q = 650 Н/м2, /3,с.322/

Сx – аэродинамический коэффициент равен 1.2, /3,с.325/
– коэффициент, которым учитывается неравномерность скорости вет­ра по длине пролета равен 0.75 /3,с.325/
Нагрузка от давления ветра при наличии гололеда рассчитывается анало­гично, но с учетом увеличения площади боковой поверхности провода из-за гололеда:

Q – скоростной напор ветра, Q =0,25Qmax = 162,5 Н/м2, /3,с.321/

Сx – аэродинамический коэффициент равен 1.2, /3,с.325/
– коэффициент, которым учитывается неравномерность скорости вет­ра по длине пролета равен 1 /3,с.325/


Суммарная нагрузка от собственной массы проводов и от давления ветра (при отсутствии гололеда) составляет:

Суммарная нагрузка от собственной массы провода, от гололеда и давле­ния ветра равна:

Результаты расчета удельных нагрузок
Табл. 7.1

Уд.нагрузки,

Н/м3∙104

1

2

3

4

5

6

7

3,4

10,7

14,1

7,1

7,6

7,9

16


Условия максимального напряжения в проводе и максимальная стрела провеса.
Под воздействием механической нагрузки и температуры окружающей среды в проводах воздушных линий возникают механические напряжения. Для каждой марки провода существует предел прочности, превышение которого вызывает необратимые изменения механических свойств провода.

Найдем, при каких из двух возможных случаев, т.е. при наибольшей добавочной нагрузке (γ7) или при низшей температуре ( Өmin), получится наибольшее напряжение в проводе.

При решении уравнении можно определить пролет такой длины, при которой напряжение в проводе при низшей Өmin и при наибольшей добавочной нагрузке γ7 будут одинаковыми.

Өmin = γmax = доп = 0,4пр;

Такой пролёт называется критическим.

где Өmin = - 40 °С– температура в режиме низшей температуры;

Θг – температура в режиме максимальной нагрузки, принимаем равной –5 оС;
. /3,с.334/

принимаем пр равным:

пр = 290 МПа; /6,с.277/
доп= 0,4290 = 116 МПа; /6,с.276/

 =19,210-6, 1/оС – температурный коэффициент линейного удлинения про­вода; /3,с.362/
Принимаем длину пролетов 1 = 150 м. Так как заданный пролет больше критического пролета, то напряжение в проводе, равное принятому доп , будет наблюдаться при температуре -5°С и гололеде с ветром, а не при температуре Өmin = - 40 °С.
Определим максимальную стрелу провеса провода. Она может быть:

  1. при высшей температуре (+32);

  2. при гололеде (-5);




  1. Найдем напряжение при высшей температуре +32ºС










Е = 82,5 ·103 МПа модуль упругости. /3,с.362/

Стрела провеса при +32 ºС:



  1. Поступая аналогично, найдем для гололеда без ветра при температуре -5ºС:










Сравнивая значения f+32 и f3 видим, что максимальная стрела провеса, равная 3,7м, будет при гололеде без ветра и при температуре -5.
К тому же выводу можно прийти, определяя критическую температуру по формуле:

Так как высшая температура +32ºС меньше критической температуры +45,8ºС, то максимальная стела провеса возникнет при гололеде без ветра.


  1. Файбисович Д. Л. Справочник по проектированию электрических сетей. М.: «Издательство НЦ ЭНАС», 2006.

  2. Идельчик В. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.-592с.: ил.

  3. Боровиков В. А. Электрические сети энергетических систем. Учебник для техникумов. Изд. 3-е, переработанное. Л ., «Энергия», 1977.

  4. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Под ред. Рокотяна С.С. и Шопиро И.М. М: Энергоатомиздат, 1985.

  5. Костин В.Н., Электропитающие системы и электрические сети: учебное пособие. Изд-во СЗТУ, 2007-154с.

6. Правила устройства электроустановок. - X.: Изд-во «Форт»,

2009. - 704 с.

7. СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика




Скачать файл (921 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru