Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Путей Сообщения Российской Федерации

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

(ПГУПС-ЛИИЖТ)

Кафедра «Электротехника»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

РАСЧЕТ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА

ИСПОЛНИТЕЛЬ

СТУДЕНТКА СЖД ГРУППЫ С-006

В.С.Шнайдер

РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ

П.Ю. ВАСИЛЬЕВ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012Г.

Содержание

Задание на курсовую работу

1. Принципиальная схема источника электроснабжения

2. Определение мощности насоса

3. Выбор электродвигателя и вычисление его характеристик

4. Расчет механических характеристик электродвигателя

5. Вычисление тока в осветительной цепи

6. Выбор площади сечения проводов

Вывод

Список используемой литературы

Задание на Курсовую работу

Рассчитать линию трехфазного переменного тока с напряжением 380/220В, предназначенную для электроснабжения строительной площадки. Линия получает питание от вторичной обмотки понижающего трансформатора (6000/400 В) типа ТМ, расположенного на расстоянии L=0,21 км от площадки (рис.1).

Данные насоса:

1. Q, м³/с = 0,222 - расход жидкости.

2. H, м = 41 - напор.

3. n_н, об/мин = 1450 - количество оборотов насоса в минуту.

4. ?_н, % = 82 - к.п.д. насоса.

Осветительная нагрузка:

Р₀, кВт = 24

Длина линии:

L, км = 0,21

электроснабжение насос ток провод осветительный

1. Принципиальная схема источника электроснабжения

На площадке имеется осветительная нагрузка мощностью Р₀, которая получает питание по четырёх проводной системе и распределена по фазам равномерно. Параллельно осветительной нагрузке подключён приводной асинхронный двигатель центробежного водяного насоса. Фазы двигателя соединены по схеме звезда с изолированной нейтралью. Для линий электроснабжения предусматриваются использование проводов с медными жилами и прокладки их по воздуху.

Рис. 1

2. Определение мощности насоса

При вычислении мощности приводных электродвигателей является статическая нагрузка на валу механизма. Характер статической нагрузки насоса зависит от сил, действующих на их вал. Природа возникновения этих сил довольно сложна и определяется конструкцией механизма. Требуемую мощность находят обычно по приближенным формулам. В частности, мощность Р, кВт, электродвигателя насоса вычисляется по формуле:

P = 10^-3 =

Где - подача (расход жидкости), м³/с;

Н - напор, м;

= 9/81, м/с² - ускорение силы тяжести;

= 1000, кг/м³ - плотность перекачиваемой жидкости (для воды);

?_н - к.п.д. насоса (в долях единицы);

?_п - к.п.д. передачи ( при непосредственном соединении валов двигателя и насоса ?_п = 1).

Расчет:

Р= = 108.82 кВт

Зная величину мощности Р, выберем электродвигатель, исходя из условий, что Р_ном ? Р, n_н ? n₁, где Р_ном - номинальная мощность двигателя в кВт; n_н и n₁ - соответственно частота вращения насоса и синхронная частота вращения электродвигателя в об/мин.

3. Выбор электродвигателя и вычисление его характеристик

Тип двигателя: 4А280S4У3;

Номинальная мощность: Р_ном = 110 кВт;

Синхронная частота вращения: n₁ = 1500 об/мин;

Номинальное скольжение: S_ном = 2 %;

К.П.Д. в номинальном режиме: ?_ном = 92,5 %;

Коэффициент мощности в номинальном режиме: cos ?_1ном = 0,9;

Кратность максимального момента:

? = М_к/М_ном = 2,0;

Определим основные величины, которые потребуются нам в дальнейшем:

1. I_ном - номинальный фазный ток обмотки статора в А.

I_ном = = =204,5 А

2. n_ном - номинальная частота вращения в об/мин.

n_ном = n₁(1-) = =1470.

1. М_ном - номинальный момент, Нм.

М_ном ===714,6.

2. М_к - максимальный (критический) момент, Нм.

М_к = ?М_ном = = 1429,25 .

3. - критическое скольжение.

= (?+) = = 0,075.

4. Расчет механических характеристик электродвигателя

Построим естественную механическую характеристику выбранного двигателя и две искусственные характеристики (при снижении напряжения в питающей сети на 10-20%). Результаты расчета будем заносить в табл. 1. Естественную характеристику рассчитывают по формуле Клосса, а искусственную пересчитывают с учетом квадратичной зависимости от напряжения.

Механическая характеристика асинхронного двигателя может быть рассчитана с использованием формулы Клосса:

=

Где - критический момент электродвигателя;

- скольжение;

Критическое скольжение S_к определяется по формуле:

=

Задавая различные значения скольжения (S = 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8…1,0), по формуле Клосса рассчитываем зависимость М(S), и по формуле

n = n₁(1-S)

осуществляем переход к естественной механической характеристике электродвигателя -

n=F(M) (

кривая 1 на прил. 1). Характеристики 2 и 3 (линии 2 и 3) соответствуют искусственным механическим характеристикам при пониженном подводимом напряжении. С учетом того, что при фиксированном скольжении S (частоте вращения n) момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения, характеристики 2 и 3 строятся по характеристике 1 с использованием условия:

=

Где М_е и М_и - моменты электродвигателя, соответствующие естественной и искусственной характеристикам при фиксированной частоте вращения;

U_ном и U - номинальное и пониженное напряжение;

Таблица 1.

S	1-S	n=n1(1-S) об/мин	Вращающий момент М, Нм, при
			Uном	U=0,9Uном	U=0,8Uном
0	1	1500	0	0	0
Sном= 0,02	0,98	1470	712,84	577,40	456,22
Sк= 0,075	0,925	1356	1429,25	1157,69	914,72
0,1	0,9	1350	1394,39	1129,46	892,41
0,2	0,8	1200	929,59	752,97	594,94
0,4	0,6	900	520,91	421,94	333,38
0,6	0,4	600	351,81	284,97	225,16
0,8	0,2	300	265,66	215,18	170,02
1	0	0	213,71	173,11	136,77

Также при построении механической характеристики насоса надо учитывать то, что момент сопротивления насоса имеет квадратную зависимость от частоты вращения:

Где - момент сопротивления при частоте вращения ;

- номинальный момент;

- номинальная частота вращения, об/мин.

се необходимые данные для построения этой зависимости приведены в табл. 2.

Таблица 2.

0	0
0,25	44,79
0,50	179,18
0,75	403,15
1,00	716,71
1,25	1119,86
1,50	1612,60

График механических характеристик находится в графической части работы (прил. 1).При снижении напряжения в питающей сети несколько снижается частота вращения, а следовательно, расход воды, напор и мощность насоса. Надо определить изменение соответствующих величин при снижении напряжения на 20%. Этому режиму соответствует точка пересечения искусственной характеристики двигателя при данном напряжении и механической характеристики насоса. Ордината пересечения n_b=1450.Плучив значение ординаты пересечения характеристик, можно найти новые значения:

Расхода жидкости:

 м³/с.

1. Напора жидкости:

м.

2. Мощности насоса:

кВт.

Где Q, H, P- соответствующие величины насоса в расчетном режиме.

3. Вычисление тока в осветительной цепи.

Ток в осветительной цепи рассчитывается по следующей формуле:

А.

где U_ф= 220 В - фазное напряжение; P₀= 10 кВт - осветительная нагрузка.

5. Выбор площади сечения проводов

Сечение провода выбирается по специальным таблицам по условиям их нагрева.

В этих таблицах указывается допустимый ток I_доп, таким образом, чтобы выполнялось следующее условие: I_допI_ном;

Где I_ном - номинальный расчетный ток, А.

Этот ток рассчитывается по специальной формуле:

где = А - активный ток;

А - реактивный ток.

А.

Векторная диаграмма (прил. 2)

Выбираем из таблицы провод с учетом того, что А.

Для наших расчетов подходит одножильный провод с поперечным сечением 185 мм².

Активное сопротивление медного провода при температуре 20 ⁰С сечением 185 мм² равно 0,0973 Ом/км.

Выбранный нами провод необходимо проверить на допускаемую потерю напряжения в линии.

Данная проверка осуществляется по следующей формуле:

Где %.

Потерю данного напряжения можно найти по формуле:

где - номинальный расчетный ток, А;

- активное сопротивление провода;

- реактивное сопротивление провода.

Величина зависит от выбранного сечения провода и в данном случае она равна 0,0973 Ом/км, а величина не зависит от сечения провода и для низковольтных воздушных электрических сетей принимается равной 0,3…0,35 Ом/км.

Тогда:

Ом

Ом

В.

Тогда потери: %

Потери не превышают 5%, следовательно он подходит для данной линии.

Выводы

В данном курсовом проекте был проведен расчет мощности и по ней был выбран приводной асинхронный двигатель водяного насоса.

Тип двигателя 4A280S4Y3, у которого Р_ном = 110 кВт, n₁=1500 об/мин.

Исходя из данных двигателя был рассчитан и выбран провод линии электроснабжения, сечение которого равно 185 мм², а удельное сопротивление r₀ = 0,0973 Ом/км.

При снижении напряжения в питающей сети на 20% несколько снижается частота вращения, а следовательно, расход воды, напор и мощность насоса:

расход воды снизился на 0,3%, напор на 1,5%, мощность на 2%.

Список литературы

· Касаткин. А.С., Немцов В.М. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 2003.

· Расчет линии электроснабжения объекта строительства: Метод, указ. - СПб.: ПГУПС, 2002.

· Оформление текстовых документов: Метод, указ. - СПб.: ПГУПС, 1998.

· Конспект лекций по электротехнике.

· Глушков Г.Н. Электроснабжение строительно-монтажных работ - М.: Стройиздат, 1982.

Размещено на Allbest.ru