Описать конструкцию конденсаторных установок.

Конденсаторные батареи подразделяются по номинальному напряжению: 0,22; 0,38; 0,5; 0,66; 1,05; 3,15; 6,3 и 10,5 кВ и по числу фаз: 3,15-10,5 кВ только однофазного исполнения, 0,22-0,38кВ как однофазного, так и трехфазного исполнения. Конденсаторные батареи выполняются на различные мощности, вплоть до 500 кВАР.

Конденсаторы однофазного исполнения изготовляются как с двумя изолированными выводами, так и с выводами, один из которых соединен с корпусом.

По роду установки конденсаторы на все номинальные напряжения могут изготовляться как для наружной, так и для внутренней установки. Конденсаторы в трехфазном исполнении соединены по схеме треугольника.

В конденсаторах с выводами, один из которых соединен с корпусом, плавкие предохранители устанавливаются со стороны изолированного вывода.

 Конденсаторы могут изготовляться как со встроенными разрядными резисторами, так и без них.

Конденсаторы бывают масляные (КМ) и соволовые (КС). Диэлектрическая проницаемость совола примерно вдвое больше, чем масла. Однако, отрицательная допустимая температура составляет –10  для конденсаторов соволого типа, в то время как масляные могут работать при температуре –40

Однофазные конденсаторы производятся в корпусах трех габаритов: нулевой габарит –380х120х180 мм; первый габарит – 380х120х325 мм; второй габарит – 380х120х640 мм.

 Масса конденсаторов нулевого габарита не превышает 18 кг, первого 30 кг, второго 60 кг.

16. Определите расчетные нагрузки группы электроприемников длительного режима работы по следующим данным:

10 приемников по ;

4 приемника по

5 приемников по

Номинальное напряжение сети 380В.

Решение

Наименование	n, шт			m
ЭП	10	7,5	75		0,35	0,56/1,479	26,25	38,82
	4	15	60		0,2	0,6/1,333	12	16
	5	22	110		0,14	0,5/1,732	15,4	26,67
Итого	19	7,5/22	245	<3	0,22	0,55/1,519	53,65	81,49	15	1,64	88	81,49	119,9	182
Формулы для расчета:

17. Определите потери активной и реактивной мощности и годовые потери электроэнергии в линии напряжением 10 кВ, длиной 2 км, выполненнойкабелем марки ААШвУ-10 (3x150). Расчетный ток /р = 188,76 А,Ттах = 2900 ч; coscp = 0,918.

Решение:1)  2)  3)  =0,079*2=0,158 4)  5)  6)  7) ) =  8)  9)  10)  11)W=  12)  

13) ) 14) )

Определите потери активной и реактивной мощности и годовые активные потери электроэнергии в трансформаторе ТДН-16000/110,

S =16000 кВА; ∆Рх — 18 кВт; ∆РК= 85 кВт; i_х = 0,7 %; U_к = 10,5 %. Расчетная нагрузка Sp— 14500 кВА, Ттах— 5000 ч.

Решение

По таблице приложения находим каталожные данные трансформатора:  = 10,5 %; ∆Р_К = 85 кВт; ∆Р_Х = 19 кВт; = 0,7%.

При работе одного трансформатора с нагрузкой S = 15 MB∙А потери мощности найдем по формулам:

При параллельной работе обоих трансформаторов на общую нагрузку потери мощности определим по формулам:

19. Для схемы, показанной на рис. 3, выберите нереверсивный магнитный пускатель и плавкие предохранители, установленные в цепи асинхронного электродвигателя с легкими условиями пуска. Параметры электродвигателя:  Условия окружающей среды нормальные. 

Рис. 3

Решение

Определяем номинальный и пусковой токи электродвигателя:

Далее производим выбор плавкой вставки предохранителя:

Принимаем плавкую вставку для предохранителей с номинальным током

Выбор магнитного пускателя производится по номинальному току главных контактов пускателя :

20. Для схемы, показанной на рис. 4, выберите нереверсивный магнитный пускатель и автоматический выключатель, установленные в цепи асинхронного электродвигателя. Параметры электродвигателя:

Рном - 30 кВт; U_ном - 380 В; cosφ = 0,87; η= 90 %; К_пуск — 6. Условия окружающей среды нормальные.

Рис. 4

Для выбора магнитного пускателя и автомата вначале необходимо рассчитать номинальный и пусковой ток двигателя.

Определяем номинальный ток потребляемый двигателем:

Где: U- напряжение сети, В; - коэффициент мощности двигателя.

Определяем пусковой ток:

Выбор магнитного пускателя производится по номинальному току главных контактов пускателя :

Далее производим выбор автоматического выключателя по следующим условиям:

21. Для   схемы, показанной на рис. 5, выберите магистральный шинопровод, автоматический выключатель в цепи цехового трансформатора типа ТМЗ мощностью , номинальное напряжение сети 380В.

Рис. 5

Решение

Определяем расчетный ток:

Принимаем магистральный шинопровод ШМА4-1250 ( ).

Далее производим выбор автоматического выключателя по следующим условиям:

Принимаем ближайшее большее стандартное значение токовой отсечки

22. Радиальная линия трехфазной сети напряжением 380В питает группы асинхронных электродвигателей. Линия прокладывается в помещении кабелем марки АВВГ при температуре воздуха +30°С. Расчетный ток линии , пиковый ток при легких условиях пуска . Защита линии от перегрузки не требуется. Определите номинальный ток плавких вставок предохранителей, защищающих линию от токов КЗ, и выберите сечение жил кабеля.

Решение

Далее производим выбор плавкой вставки предохранителя:

Принимаем плавкую вставку для предохранителей с номинальным током

Производим выбор сечения кабеля с учетом защитного аппарата:

Принимаем кабель сечением и количеством жил 3х120+1х70 (допустимый ток кабеля ).

23. Определить расчетную нагрузку группы приемников с разными режимами работы коксохимического цеха. Заданы установленная мощность подгрупп приемников, количество приемников, коэффициенты спроса и мощности подгрупп:

транспортеры:

дозировочные столы:

питатели:

вентиляторы и насосы:

Решение

Наименование	n, шт
Транспортеры	16	191,4	0,8		153,1	135
Дозиров. столы	2	9	0,35		3,2	5,5
Питатели	23	158,5	0,6		95,1	78,2
Вентиляторы, насосы	8	18	0,8		14,4	8,9
Общ.нагр.	49	376,9	0,71		265,8	227,6	349,9

Формулы для вычисления:

Определите потерю напряжения в магистральном шинопроводе типа ШМА4-1600, состоящем из трех участков. Длины участков, их расчетные токи и коэффициенты мощности нагрузок указаны на рис. 6. Номинальное напряжение сети 380В.

Рис. 6

Решение

По справочным данным находим удельные (активные и реактивные) сопротивления магистрального шинопровода:

Определяем потери напряжения в магистральном шинопроводе:

При определении потерь напряжения шинопроводе должно выполняться следующее условие:

25. Выбрать число и мощность трансформаторов на ГПП 110/10 кВ.Расчетная нагрузка  и коэффициент мощности . Потребители 1-й и 2-й категории составляют 75% от общей нагрузки.

Решение

Так как потребители 1-й и 2-й категории составляют 75 % от общей нагрузки, то число трансформаторов принимается равным . Следовательно, ГПП будет 2-х трансформаторная, а коэффициент загрузки трансформаторов принимаем .

Мощность трансформатора определяется:

Принимаем по справочным данным 2 трансформатора мощностью 16000 кВА.

26. Определите мощность конденсаторной батареи для кузнечного цеха, имеющего нагрузки . С учетом удельной плотности нагрузки единичная мощность масляных трансформаторов , коэффициент загрузки

Решение

Зная количество трансформаторов и их мощность, определяем наибольшую мощность, которую можно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:

Так как мощность  получилась отрицательной, то компенсация не предусматривается.

27. Для схемы, показанной на рис. 7, определите точки присоединения к МШ двух конденсаторных батарей (БНК). Ближняя БНК имеет мощность , дальняя

Рис. 7

Решение

Находим точку подключения к МШ дальней БНК:

Таким образом, оптимальным местом подключения дальней БНК мощностью 200 кВАР является узел 4.

Место подключения к МШ ближней БНК:

Ближняя БНК мощностью 150 кВАР должна быть подключена в узле 3.

28. Выбрать марку и сечение кабеля напряжением 10 кВ, проложенного в траншее с температурой земли +15 °С. Расчетная нагрузка . Установившейся ток КЗ . Время использования максимальной нагрузки 4200 ч.

Решение

Определяем максимальный рабочий ток в кабеле:

Необходимо, чтобы длительный допустимый ток кабеля  с учетом поправочных коэффициентов был не менее , то есть

Принимаем кабель с бумажной пропитанной изоляцией марки АСБ-10-3х95 ( ).

Выбранный кабель необходимо проверить на термическую стойкость.

Результирующий тепловой импульс от тока КЗ:

Минимально допустимое сечение кабеля по данному определяется условию:

Так как , то выбранный кабель не прошел проверку по термической стойкости. Следовательно, принимаем кабель большего сечения АСБ-10-3х120 ( ).

29. В цехе с расчетными нагрузками установлен один трансформатор ТСЛ мощностью 250 кВА. В цехе находятся потребители 3-й категории. Требуется выбрать БНК для установки в данном цехе и рассчитать действительный коэффициент загрузки трансформатора.

Решение

Зная количество трансформаторов и их мощность, определяем наибольшую мощность, которую можно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:

Мощность БНК:

Принимаем одну БНК УК-0,38-36-2УЭ мощностью 36 кВАР.

Определяем фактическую реактивную мощность:

Действительный коэффициент загрузки трансформатора равен:

30. По двухцепной воздушной линии напряжением 110 кВ необходимо обеспечить электроэнергией узел нагрузки мощностью  и временем использования наибольшей нагрузки 4700 ч. Выбрать сечения проводов линий по экономической плотности тока.

Решение

Для заданной линии выбираем сталеалюминевые провода. По таблице приложения для  находим .

Рассчитываем наибольший ток для нормального режима работы линии, когда работают обе цепи:

Определяем экономическое сечение:

По шкале стандартных сечений выбираем провод АС 120/19.

Пригодность выбранного сечения оцениваем по условию:

 Для провода АС 120/19 по справочнику определяем допустимый ток . Наибольший ток по проводнику будет протекать в режиме, когда одна цепь двухцепной линии будет отключена:

Как видим, условие  выполняется. Значит, провод по нагреву длительно допустимым током годится.