Контрольная работа по "Электроснабжению"

Министерство  образования и науки Российской Федерации

                   ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ.

                 СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНГО ОБРАЗОВАНИЯ.

                    «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ВАРИАНТ 81

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                          Проверил преподаватель

                                                                               ________ А.А. Чермонтеев.

                                                                               «____»____________20__г.

Выполнил студент 31 группы

                                                                               __________ Е.В.Шуйкин

                                                                               «____»____________20__г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бузулук 20__г.

Содержание.

 

1. Введение………………………………………………………………...2 стр.

2. Выполнение теоретического  задания №1…………………………..4 стр.

3. Выполнение теоретического  задания №2…………………………..7 стр.

4. Выполнение теоретического  задания №3………………………....10 стр.

5. Задача 1………………………………………………………………...11 стр.

6. Задача 2………………………………………………………………...16 стр.

7. Заключение………………………...………………………………….24 стр.

8. Список использованной литературы………………...…...……….26 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          Введение.

 

В ходе выполнения данной работы нужно научиться выявлять технологические процессы производства, распределения и потребления электрической энергии. Типы электростанций и подстанций. Задачи сельского электроснабжения. Качество электрической энергии и его показатели. Номинальные напряжения элементов схем электроснабжения. Источники и схемы электроснабжения сельскохозяйственных районов. Общие сведения о надежности электроснабжения.

Научиться: определять электрические нагрузки по участкам воздушных линий 0,38 кВ.

Определение электрических нагрузок в жилых  домах по реальному потреблению  электрической энергии и удельным нормам  в зависимости от давности постройки и уровня газификации. Электрические нагрузки производственных и общественных потребителей. Определение  расчетных нагрузок по участкам воздушных  линий с учетом коэффициента одновременности  или по добавкам мощностей. Определение  мощности потребительской подстанции и места ее установки.

Повторить: виды и назначения графиков нагрузок, потери электрической энергии в трансформаторах и линиях электропередач.                             

Суточные  и годовые графики нагрузок. Назначение графиков. Понятие о времени использования  максимума нагрузки и времени  потерь.

Потери электрической  энергии в трансформаторах и  линиях электропередач. Мероприятия  по снижению потерь электрической энергии  в сетях. Значение коэффициента мощности.

Рассчитать: отклонение напряжения у потребителей, причиной падения и потерь напряжения в трехфазной  линии переменного тока;

В ходе решения  задач  составить таблицы отклонения напряжения для различных схем электроснабжения, определять допустимые потери напряжения в воздушных линиях 0,38 и 10 КВ и выбирать оптимальные надбавки на трансформаторах.

Активное  и индуктивное сопротивление  проводов. Отклонение напряжения и  его влияние на работу приемников электрической энергии.

Влияние элементов  электрических систем на отклонение напряжения.

Падение и  потери напряжения в трехфазной линии  переменного тока.

Определение допустимой потери напряжения в сетях  без трансформации, с одной и  двумя ступенями трансформации.

Повторить назначение, конструкции, схемы, распределительные устройства сельских трансформаторных подстанций.

Исследовать конструктивное устройство электрических аппаратов, установленные на трансформаторных подстанциях 35\10 и  10/0,4 кВ на полигоне.

Источники и  схемы электроснабжения сельскохозяйственных районов. Надежность электроснабжения. Классификация потребителей по категориям надежности. Нормы и средства обеспечения  надежности электроснабжения сельских потребителей. Главные схемы соединения подстанций. Районные трансформаторные подстанции 35/10 кВ, их конструкции, схемы, распределительные устройства. Схемы  и конструктивное исполнение  потребительских  подстанций 10 ... 35/0,4 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №1.

1. Объясните сущность максимумов нагрузки потребителей.

 

Для проектирования электрических  линий, подстанций и станций необходимо знать нагрузки отдельных электроприемников и их групп.

Электрическая нагрузка в сельском хозяйстве, как  и в других отраслях народного  хозяйства,— величина непрерывно изменяющаяся: одни потребители включаются, другие отключаются. Мощность, потребляемая включенными электроприемниками, например электродвигателями, также изменяется с изменением загрузки приводимых в действие рабочих машин. Кроме того, с течением времени общая нагрузка непрерывно увеличивается, так как растет степень электрификации сельскохозяйственного производства и быта сельского населения.

Все эти изменения носят случайный  характер, однако они подчиняются  вероятностным законам, которые  могут быть установлены с тем  большей точностью, чем больше опытных данных было использовано при их составлении.

Таким образом, обстоятельное изучение электрических нагрузок в сельском хозяйстве — сложная самостоятельная задача. Она рассматривается в ограниченном масштабе и сводится в первую очередь, к определению расчетных нагрузок, то есть наибольших значений полной мощности на вводе к потребителю или в электрической сети за промежуток времени 0,5 ч в конце расчетного периода. Различают дневной (S_Д) и вечерний (S_В) максимумы нагрузок потребителя или группы потребителей.

За расчетный период принимают  время, истекшее с момента ввода установки в эксплуатацию до установления нагрузки, равной расчетной. В сельских электроустановках длительность такого периода принимают равной пяти годам. Необходимо также знать коэффициент мощности расчетных нагрузок.

Для распространенных в сельском хозяйстве  электроприемников показатели нагрузки, интересующие специалистов по электроснабжению, определяют из обобщенных нормативов. При составлении типовых проектов и при определении нагрузок, данные по которым отсутствуют в типовой методике, необходимо иметь  графики электрической  нагрузки  объекта.

Графиком нагрузки называется зависимость  активной (Р) или полной (S) мощности нагрузки от времени. Графики нагрузки могут быть суточными и годовыми.

В большинстве случаев суточные графики нагрузки отличаются друг от друга в разные периоды года. Особенно значительно изменяется в средних и северных широтах осветительная нагрузка вследствие изменения продолжительности светового дня. При расчетах обычно ограничиваются двумя характерными суточными графиками для летнего (рис. 1'а) и для зимнего (рис. 1, б) дня.

  

                         Рис.1а                                                   Рис.1б

 

Годовой график (рис. 2) — это изменение  по месяцам года максимальной получасовой  нагрузки. Он характеризует колебания расчетной мощности объекта в течение года.

 

                                                   Рис2.

     Годовой график по продолжительности с достаточной точностью можно составить, пользуясь суточными графиками, но только для двух дней в году — зимнего и летнего.

Имея графики нагрузки объекта, можно определить все величины, необходимые  для проектирования системы электроснабжения.

Расчетную нагрузку определяют в дневное и  в вечернее время отдельно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №2.

2. Способы уменьшения потерь мощности и электроэнергии

Потери мощности и энергии в  электрических сетях могут быть сокращены прежде всего путем  рационализации работы приемников электроэнергии. Кроме того, применяется еще ряд мероприятий, цель которых заключается в повышении коэффициента   мощности   установки.

Почти все элементы электрической  установки, помимо активной Р мощности, потребляют реактивную Q. В результате реактивная нагрузка в установке может составить 130% активной. Главные потребители реактивной мощности — это асинхронные двигатели и трансформаторы.

Наличие реактивной мощности в сети приводит к дополнительным потерям активной мощности ΔР".

Эти потери прямо пропорциональны  квадрату реактивной мощности. Одновременно увеличивается потеря напряжения в сети.

Вследствие  этого также уменьшается пропускная способность трансформаторов и проводов линий. Это вызывает необходимость их преждевременной замены.

Все эти  обстоятельства привели к тому, что  для потребителей электроэнергии в промышленности нормирован средневзвешенный коэффициент мощности, который за любой промежуток времени (сутки, месяц, год) определяют по формуле.

Нейтральный коэффициент мощности принят равным 0,90—0,92. При более высоком  коэффициенте мощности устанавливают скидки в тарифе на электроэнергию в пределах 2—6%, при более низком — надбавки в пределах 1,5—115%.

Шкала скидок и надбавок способствует повышению  коэффициента мощности у потребителей, но она имеет существенный недостаток, так как построена исходя из средневзвешенного коэффициента мощности, а систему интересует эта величина в первую очередь в часы максимальных нагрузок. Поэтому на крупных предприятиях с присоединенной мощностью трансформаторов 5000 кВ-А и более расчетное значение коэффициента мощности определяют в часы дневного и вечернего максимумов нагрузки.

В сельских электроустановках скидки и надбавки на коэффициент мощности нагрузки пока не применяются, но целесообразность их введения в первую очередь на комплексах по производству сельскохозяйственной продукции на промышленной основе не вызывает сомнений.

Независимо  от этого необходимо принимать все  возможные меры для повышения коэффициента мощности во всех звеньях сельской электрической установки.

Одним из таких мероприятий является правильный выбор электродвигателей по мощности. Коэффициент мощности недогруженного асинхронного" электродвигателя значительно ниже номинального. Поэтому при проектировании установки нельзя брать повышенные запасы мощности, а также применять двигатели закрытого типа там, где возможно использовать открытые.

Для работающих электродвигателей, не встроенных в  рабочую машину, замена на меньшие  безусловно целесообразна, если средняя загрузка их составляет менее 45% от номинальной мощности, и нецелесообразна при  загрузке свыше 70%. В пределах средней загрузки (45—70%) следует провести технико-экономический расчет и, установив возможное снижение потерь активной энергии, выяснить, покроет ли их стоимость затраты на замену двигателей.

Замена двигателей, встроенных в  рабочую машину, в большинстве  случаев настолько сложна, что  оказывается нецелесообразной. У  незагруженных асинхронных двигателей при нагрузке не выше 40% целесообразно переключать обмотку статора с треугольника на звезду. Это можно делать только у двигателей, которые имеют выводы всех начал и концов фаз обмоток статора (шесть выводов) и у которых обмотка статора соединена в треугольник.

У многих потребителей продолжительность  работы на холостом ходу достигает 50—60% от всего времени эксплуатации. Электродвигатели таких потребителей целесообразно снабжать ограничителями холостого хода. Ограничитель включают в цепь катушки управления магнитным пускателем, он отключает двигатель при отсутствии нагрузки. При этом потребление энергии двигателем значительно снижается.

При наличии  однофазных нагрузок существенное значение имеет, равномерное распределение их по фазам, особенно при максимуме нагрузки. Нарушение симметрии приводит к дополнительным потерям энергии и потере напряжения.

Большие дополнительные потери энергии  вызывает работа незагруженных трансформаторов. Поэтому при постоянной недогрузке следует заменять их трансформаторами меньшей мощности. Если на подстанции установлены два или более трансформаторов, нужно своевременно отключать часть из них при снижении нагрузки. На необслуживаемых подстанциях отключение трансформатора и его обратное включение при увеличении нагрузки должны происходить автоматически или вручную, но минимальное число раз (на ночь, на выходной день, на летний период).

Наиболее  радикальное средство повышения  коэффициента мощности — это включение параллельно в сеть конденсаторов. Конденсаторы имеют бумажно-масляную изоляцию и на напряжение 380 В выполняются трехфазными, соединенными в треугольник, а на напряжение 6,3 и 10,5 кВ — однофазными. Мощность одного элемента конденсатора составляет 4—10 квар. Поэтому их обычно объединяют в батареи необходимой суммарной мощности. На зажимах конденсаторов включают большие активные сопротивления, через которые запасенная в конденсаторах энергия после отключения автоматически разряжается.