Схемы соединения потребителей

1. Четыре синхронных двигателя мощностью по 400 кВт напряжением 10 кВ, т. е. высоковольтные двигатели (см. генплан (компрессорная). Эта нагрузка относится к I категории, поэтому применяют наиболее надежную – радиальную схему. Два двигателя через выключатели подсоединяются к I секции шин и два – ко II секции (рис. 10).

2. Электропотребители котельной – это в основном асинхронные двигатели (I категория); подсоединяются по радиально-магистраль­ной схеме с взаимным резервированием по стороне 0,4 кВ (рис. 11).

3. Потребители сталелитейного цеха подсоединяются по той же схеме, что и потребители котельной.

4. То же – потребители чугунолитейного цеха.

5. Потребители электромашинного и аппаратного цехов относятся к III категории; подсоединение – по магистральной схеме с односторонним питанием (рис. 12).

6. Потребители заготовительно-штамповочного корпуса (III категория); подсоединение – по магистральной схеме с односторонним питанием (две ТП – от I секции; две – от II секции).

7. Потребители инструментального, ремонтного, кузнечного цехов, складов (III категория). Учитывая значительное удаление потребителей от ГПП, целесообразно предусмотреть распределительный пункт РП (рис. 13) и от него питать все шесть цеховых подстанций по магистральным схемам с односторонним питанием.

Рис. 10. Схема питания компрессоров

Рис. 11. Схема питания котельной

Рис. 12. Схема питания электромашинного и аппаратного цехов

Рис. 13. Схема питания вспомогательных цехов

Вопросы и задания для самоконтроля

4.1. Какие факторы учитываются при выборе места расположения и мощности цеховой подстанции (ТП)?

4.2. Чем объясняется широкое применение четырехпроводной цеховой сети напряжением 380/220 В?

4.3. Принцип работы системы автоматического включения резерва (АВР). Для каких категорий потребителей применение этой системе обязательно?

Задачи к блоку 1

Как показал опыт преподавания дисциплины «Введение в специальность», целесообразно материал лекций закреплять работой над задачами.

Нижеприведенные задачи по уровню сложности рассчитаны на знания по математике и физике в объеме средней школы, а также на использование материала лекций плюс интуиция и логическое мышление студентов. Выполнение задач дает студентам наглядное представление о своей специальности.

Задачи

1. Из шести одинаковых отрезков изолированного провода выполняется шесть различных конфигураций, приведенных на рис. 14.

Рис. 14. Варианты конфигураций провода

Сравнить электрические сопротивления на постоянном токе, на переменном синусоидальном токе.

Объяснить полученные результаты.

2. Первичная обмотка трансформатора содержит 100 витков; вторичная обмотка состоит из четырех секций по 25 витков каждая.

Вариант 1 расположения начал и концов секций, направление их намотки (левая, правая) приведены на рис. 15.

Другие варианты

Вариант 2:

лев.;  лев.;  прав.; прав.

Н-К    К-Н    Н-К    К-Н

Вариант 3:

лев.;  лев.;  лев.;  лев.

Н-К    Н-К    Н-К    Н-К

Вариант 4:

лев;   прав.; прав.; лев.

Н-К    К-Н    Н-К    К-Н

В каждом варианте соединить секции вторичной обмотки таким образом, чтобы получить подварианты с величиной напряжения на выходных зажимах в %% от первичного напряжения: 0; 25; 50; 75; 100 %.

Все секции должны быть использованы.

3. Даны два варианта воздушной линии электропередач: с алюминиевым проводом; с медным проводом. Найти отношение диаметров и масс проводов при условии, что они имеют одинаковое активное электрическое сопротивление.

Принять величины удельных электрических сопротивлений:

для алюминия = 0,03 Ом·мм²/м;

для меди          = 0,0175 Ом·мм²/м.

Плотности: =2700 кг/м³, =8900кг/м³.

4. Определить расположение главной понизительной подстанции (ГПП) промышленного предприятия при известном расположении электропотребителей и известной их мощности.

На рис. 16 в масштабе показано расположение потребителей; площадь круга пропорциональна мощности потребителя.

Рис. 16. Расположение электропотребителей на генплане

По какому критерию следует определять положение ГПП и какие факторы должны при этом учитываться?

5. Даны две катушки со следующими данными: катушки геометрически подобны; отношение линейных размеров равно 2; катушки намотаны из одного и того же провода с одинаковым коэффициентом заполнения; толщина и материал наружной изоляции одинаковы; плотность тока одна и та же; условия теплоотдачи в окружающую среду одинаковы (например, естественное воздушное охлаждение). Определить приближенно отношение перегревов обмоток в установившемся тепловом режиме.

6. Дан соленоид – сердечник из ферромагнитного материала с обмоткой. У торца сердечника может быть помещен экран (рис. 17)

Сравнить сопротивления обмотки переменному синусоидальному току при частоте = 50 Гц в следующих вариантах; соленоид без экрана; с экраном из ферромагнитного материала (напр., электротехническая сталь); с экраном из немагнитного материала (напр., алюминий, медь); с экраном из немагнитного материала – сверхпроводника (спе­циальный сплав, помещенный в жидкий гелий). Указать направление сил, действующих на экран. Решить задачу при частоте питающего напряжения = 0 (постоянное напряжение)

7. На рис. 18 приведен разрез обмотки токоограничивающего реактора, предназначенного для ограничения токов коротких замыканий в сетях электроснабжения.

Указать направление сил, действующих на отдельные проводники и на обмотку в целом.

8. Плоская проводящая рамка проходит зону постоянного во времени магнитного поля (рис. 19). Плоскость рамки перпендикулярна направлению поля.

Изобразить вид графиков ЭДС, наводимых в рамке, в функции пути при движении ее через зону магнитного поля (вход, нахождение в зоне поля, выход) в следующих вариантах: скорость = 100 %, ; = 100 %, ; = 100 %, ; = 200 %, .

Все графики ЭДС нанести на один рисунок в одинаковом масштабе (для сравнения графиков).

9. Определить расчетный ток для выбора сечения кабеля в установившемся тепловом режиме при заданном суточном графике изменения тока (рис. 20).

Установившийся тепловой режим кабеля наступает через 0,5 часа после включения тока, неизменного в течение указанного времени.

10. Выбрать мощность цехового трансформатора при известном суточном графике потребления мощности (рис. 21).

Установившийся тепловой режим трансформатора наступает через 8 часов с момента включения под постоянную, в течение 8 ч нагрузку.

11. Три фазы цеховой сети, выполненные изолированными проводниками, все вместе помещаются (для защиты от механических повреждений) в стальную трубу. Почему нельзя помещать в стальную трубу каждую фазу отдельно? Можно ли помещать каждую фазу отдельно в дюралевую трубу?

12. Даны три электрические схемы (рис. 22, 23, 24).

Изобразить для каждой схемы вид графика изменения тока во времени при включении на источник постоянного напряжения.

Как изменится график при изменении:

– сопротивления  (рис. 22);

– отношения (рис. 23);

– произведения  (рис. 24)?

Библиографический список

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Учеб. для студ. энергетических и электротехнических вузов. 6-е изд., перераб. и доп., М.: Высш. шк., 1973. – 750 с.

2. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учеб. для студ. вузов. М.: Энергоатомиздат, 1995. – 414 с.