Электрооборудование и электроснабжение

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ ПРИ САМОСТОЯТЕЛЬНОМ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ

Контрольные задания выполняются студентами в течение двух семестров в период самостоятельного изучения разделов дисциплины. При изучении разделов «Основы ЭЛЕКТРОПРИВОДА» и «Электроснабжение» выполняется соответственно два и четыре задания. Данные, необходимые для выполнения заданий, приводятся в таблицах. Все расчёты должны быть выполнены в системе единиц СИ.

Графическая часть работ должна быть выполнена в соответствии с требованиями ЕСКД, условные изображения на электрических схемах в соответствии с требованиями ГОСТ 2. 755-74.

Номера заданий выбираются по двум последним цифрам учебного шифра студента по таблицам №1, №4, №7, №8, №9 и №11.

3.3. Содержание контрольной работы №3.

Контрольное задание №3 «Расчёт электроснабжения участка» выполняется с целью закрепления лекционного и самостоятельно изучаемого материала темы 2.2 «Электрические нагрузки и определение мощности трансформаторных подстанций».

Исходные данные для контрольного задания берутся из таблицы №4. Шифром для выбора данных служат две последние цифры зачётки. По предпоследней цифре из таблицы №4 берутся данные о типе экскаватора, работающего на вскрышных работах, а по последней цифре зачётки данные о типе драги и насосе подкачной станции дражно-экскаваторного комплекса или данные о типе землесосов и насосов экскаваторно-гидравлического комплекса.

В соответствии с выбранным вариантом необходимо произвести расчёт электрических нагрузок участка, сводя данные электрооборудования драг, экскаваторов, землесосов и насосов в таблицу №5 с целью получения данных для расчёта мощности трансформаторной подстанции, выбора типа и числа её трансформаторов, типа и мощности компенсирующего устройства.

Исходные данные драг необходимо взять из таблицы №11.1, а землесосов и насосов из таблицы №13.1, приведённых в учебнике <Электропривод и электрификация приисков> /1/. Исходные данные экскаваторов приведены в таблице №6. Расчёт электрических нагрузок произвести в соответствии с методикой, изложенной в учебнике /1/, 206-212, /4/, С. 22-25.

Потребителей электроэнергии в колонке 1,при заполнении таблицы №8 необходимо сгруппировать по рабочим напряжениям (например, потребителей 6 кВт, потребители 380 В и т.д.).

Таблица 4№3аблицам №14

Данные для выбора горных машин, ведущих разработку месторождений.

Таблица 5

Определение электрических нагрузок участка

Рабочая или установленная мощность элетроприёмников (колонка 4) определяется как сумма номинальных мощностей однотипных потребителей электроэнергии.

Значение коэффициентов для заполнения колонок 5 и 6 принимается из таблицы 11.5, приведённой в /1/ или таблицы 2.1, приведённой в /4/.

Для синхронных двигателей принимается номинальное значение опережающего коэффициента мощности по паспортным данным и это значение вписывается в колонку 4 с пометкой «ОП» или знаком «минус».

Расчётная активная мощность (колонка 8) находится по уравнению:

Рр = Ксп ∑ Рн,

Где ∑ Рн – суммарная номинальная мощность электроприёмников (из колонки 4) с одинаковой величиной.

Реактивная мощность электроприёмников (колонка 9) рассчитывается по формуле:

Qр = Рр * tg φ,

где tg φ – соответствует расчётному коэффициенту мощности и берётся через величину cos φ по тригонометрическим таблицам.

Величины реактивных нагрузок в колонке 9 записываются со знаком «+» или «-», в зависимости от характера коэффициента мощности электроприёмников. Реактивные нагрузки с опережающим коэффициентом мощности заносятся в колонку 9 со знаком «-».

Если реактивная нагрузка одного силового трансформатора будет равна или превысит 80 кВАр, то необходимо установить комплектную конденсаторную батарею мощностью полностью или частично компенсирующей реактивную нагрузку потребителя.

При выборе мощности компенсирующих устройств и числа ступеней автоматического регулирования следует изучить материал /4/, С. 60-63, /1/ С. 251-255.

Тип и мощность конденсаторных установок заносятся в таблицу 2. В графе 1 указывается тип установки (например, УК-6-900), полная реактивная мощность батареи записывается со знаком «-» в колонку 3. Суммарная реактивная нагрузка с учётом компенсации должна быть положена в основу определения коэффициента мощности в целом по участку.

- Необходимая мощность трансформатора подстанций определяется из выражений

Sтр ≥ ∑ Рн / cos φ∑,

где Sтр – потребная мощность трансформаторной подстанции, округлённая до стандартной (630, 100, 160, 2500 кВ*А);

cos φ – результирующий коэффициент мощности с учётом компенсации.

Значение cos φ∑ рассчитывается через результирующее значение tg φ∑. Величину tg φ∑ определяют через суммарное значение ∑Qр (колонка 9) и ∑ Рр (колонка 8), используя уравнение:

tg φ∑ = ∑Qр / ∑ Рр

Таблица 6

Параметры экскаваторов

Расчётное значение тока в обмотке трансформатора, питающей горные машины участка, будет равно:

I = ∑ Рр / √3 Uн cos φ∑;

где Uн – номинальное напряжение сети (6000 или 3000 В).

Найденное значение расчётного тока необходимо для определения сечения жил дражного или экскаваторного кабеля и проводов воздушной линии (ВЛ) участка, при выполнении контрольной работы №2.

3.4. Содержание контрольной работы №4

Контрольная работа №4 «Расчёт сечений проводов ВЛ и жил кабелей» выполняется с целью закрепления лекционного и самостоятельно изучаемого материала темы 2.6 рабочей программы дисциплины «Электропривод и электрификация» /1/, С. 235-246; /3/, С. 44-59.

Исходные данные для контрольной работу берутся из таблицы 4, в которой по последней цифре зачётки приведены данные о длине воздушной линии, а по предпоследней цифре зачётки данные о длине электрического кабеля. Данные о токе и напряжении для расчёта кабеля и проводов в ЛЭП каждый студент берёт из таблиц 1, 2, 3 контрольной работы №3.

Таблица 7

Данные о длине воздушной и кабельной линии в км от

трансформаторной подстанции до технологических объектов.

При расчёте воздушных и кабельных линий электропередач выбор сечений проводов ВЛ м кабелей производят по следующим показателям: экономической плотности тока, потере напряжения, нагреву проводов током нагрузки.

Необходимые данные для расчёта сечений проводов ВЛ и кабелей берутся из таблиц 4.1 и 4.2 в /4/ и таблиц 9, 10 в /5/ и других источников.

3.5. Содержимое контрольной работы №5.

Контрольная работа №5 «Расчёт заземляющих устройств» выполняется с целью закрепления лекционного и самостоятельно изучаемого материала тема 2.9.

Исходные данные для контрольной работы берутся из таблиц 5 и 6. Шифром для выбора данных служат две последние цифры зачётки.

По последней цифре из таблицы 5 берутся данные о параметрах электрической сети и защищающего её заземлителя, а по предпоследней цифре из таблицы 6 берутся данные о типе грунта в месте установки заземлителя.

При выполнении контрольной работы необходимо изучить материал в /1/, С. 275-281, и /3/, С. 72-76.

Цель расчёта защитного заземления – определение числа электродов заземлителя, их сечения и расположения.

Расчёт заземляющего устройства производится следующим образом:

1. В соответствии с вариантом по таблице5 устанавливают допустимую величину сопротивления заземляющего устройства и конструктивное исполнение заземлителя.

2. В соответствии с вариантом по таблице 6 устанавливается среднее значение удельного сопротивления грунта в зоне растекания тока из заземлителя.

3. Величина сопротивления вертикального круглого электрода рассчитывается по уравнению:

Rэ.в. = 0,366 * ρ / L * lg 4 l / d,

где ρ – удельное сопротивление грунта,

L – длина электрода,

d – диаметр круглого электрода

Если электрод выполняется из угловой стали, то в указанную форму вводят условный диаметр уголка dу = 0,95 b,

где b – ширина полки уголка.

Таблица 8

Данные о типе заземлителя и параметрах электросети.

Таблица 9

Таблица 10

Коэффициенты использования вертикальных электродов

Размеры электродов принимаются произвольно в рекомендуемых ниже пределах. Длина вертикальных электродов берётся от 1,5 до 3 м, при диаметре трубы от 25 до 50 мм, диаметре стержня от 12 до 20 мм и полке уголка в пределах 30-90 мм. При расчётах все размеры привести к одной системе единиц, лучше всего к метрам.

4. Рассчитать число вертикальных электродов ɳ в заземлителе при принятых размерах электродов, приняв предварительную величину коэффициента использования электрода Ки.эл.п. 0,8.

ɳ = Rэ.в. / Rзм * Ки.эл.п.

5. Ввиду того, что коэффициент использования электродов при изменении расстояния а между ними и зависит при этом от длины электродов L, используя приведённое в таблице 7 отношение a / L и вычисленное выше количество электродов, рассчитываем по таблице 7 действительный коэффициент использования вертикальных электродов заземляющего устройства и производим перерасчёт количества электродов.

3.6. Содержание контрольной работы №6.

Работа выполняется для закрепления знаний раздела 1.7. программы дисциплины и приобретения навыков расчёта освещения дражных и гидравлических полигонов.

Исходные данные о площади забоев и полигонов приведены в таблице 8.

Содержание расчетной работы электрическое освещение

Расчет освещения выполняют для обоснования выбора числа светильников определенной мощности. В практике проектирования освещения применяют несколько методов расчета: точечный, коэффициента использования светового потока и основанный на нем метод удельной мощности, метод изолюкс. Ориентировочное определение числа светильников и общей мощности освещения производят методом удельной мощности. Наиболее распространены при расчете освещения карьеров точечный метод и метод изолюкс.

Точечный метод позволяет рассчитать освещенность любой точки поверхности при любом числе светильников.Этот метод не учитывает отражение света от освещаемой поверхности, поэтому он наиболее приемлем для расчета освещения при слабом отражении (открытые горные работы, конвейерные галереи, дренажные подземные выработки). Метод изолюкс учитывает отражение и применяется для расчета внутреннего освещения помещений производственных и служебных зданий, имеющих коэффициент отражения 0,3 и более.

Коэффициент использования светового потока представляет собой отношение светового потока падающего на рабочую поверхность, к световому потоку всех n ламп т.е. = Коэффициент определяют по таблицам, в которых он подсчитан для всех типов светильников в зависимости от отражения поверхности и индекса помещения.

Расчет электрического освещения

Исходные данные для расчета электрического освещения выбираются из таблицы 1по варианту, выданному преподавателем.

Площадь дражных и гидравлических забоев и полигонов

Таблица 11

Перед выполнением расчёта необходимо изучить в учебнике (2) раэдел-установки электрического освещения,стр.185-198.

Расчёт светового потока источников света, необходимого для создания нормированной освещенности, определяется из выражения:

Ф = ,

где - минимально требуемая освещенность рабочего места, принимается по таблице 2,лк,

- площадь забоя или полигона, ,

- Коэффициент минимальной освещенности принимается 1,1…1,3,

- Коэффициент запаса принимается 1,3…2,

- КПД источника света 0,7.

Световой поток каждого светильника:

= ,

n – число светильников для полигона и забоя. Принять n = 4 в соответствии с рис.2.

По полученным значениям светового потока светильников выбираются лампы из таблиц 10 и 11.

Общий световой поток для забоя и полигона:

ΣФ = ,

где - минимально требуемая освещенность рабочего места, принимается по таблице 9, лк,

Таблица 12

- площадь забоя или полигона ,

- коэффициент минимальной освещенности = 1.15..1.5,

- коэффициент потери света = 1.2…1.5.

Необходимое число прожекторов:

N = ,

где - световой поток лампы, лм,

Таблица 13

Характеристика люминесцентных, ртутных, натриевых и ксеноновых ламп

Лампы накаливания общего и специального назначения

Таблица 14

- КПД прожектора (для прожекторов ПСМ и ПЗС = 0.25…0.35, для ПКН = 0.6, для прожекторов с ксеноновыми лампами = 0.7.

Высоту установки прожекторов Н определяют через максимальную силу света .

Н

Максимальная сила света определяется по следующему выражению:

= ,

где 𝖜 – телесный угол, внутри которого излучается световой поток, создаваемый точечным источником света. измеряется в стерадианах, ср.

Освещенность заданных точек в горизонтальной и вертикальной плоскостях поверхности рассчитывают точечным методом:

_{= ,}

где - сила света луча прожектора, направленного под углом = , кд,

- коэффициент минимальной освещенности = 1.15..1.5,

=

Угол наклона оптической оси, при котором площадь светового пятна имеет максимальную величину, а освещенность соответствует нормали:

2 ,

Расчет сечений проводов и кабелей осветительной сети выполняют по нагреву и потере напряжения. Сечение проводов и кабелей по нагреву выбирают по расчетному току нагрузки:

= ( n) / ( cos ,

где – мощность лампы в светильнике, Вт,

n – число светильников,

- номинальное напряжение лампы, В,

cos - коэффициент мощности светильника, cos = 1 для светильников с лампой накаливания,cos = 0.5 с люминесцентной лампой,

– КПД светильника, = 1 с лампой накаливания, = 0.83 с люминесцентной лампой.

Сечение провода или кабеля по допустимой потере напряжения:

S = ,

где - расчетная длина провода или кабеля, м,

- удельная проводимость материала жилы провода или кабеля принимается значение из таблицы, м / Ом ,

- допустимая потеря напряжения в осветительной сети, %, значение принимают в пределах 2,5-5 % от , В.

При расчёте длины четырёх проводов или кабелей площадь полигона и забоя примем в форме прямоугольника (рис 2) у которого все стороны равны, при этом условии длина стороны прямоугольника л = л1=л2=л4 = .

Примем место расположения подстанции ТП около одного из углов полигона на расстоянии от борта полигона или забоя л3 равным 2-3 метра.

1 л2 2

л l

л3=

ТП 2-3 м

2-3 м

л 4 4

Рис.2 Схема для расчета суммарной длины всех проводов

суммарная длина всех проводов питающих источники света от трансформаторного пункта

= + + +

=лl +2-3 м

= лl + л2 +2-3 м

=л3= 2-3 м

= л4+2-3 м

Таблица 15

Значения экономической удельной проводимости различных материалов для ЛЭП

Расчетная мощность осветительного трансформатора:

= ,

где - установленная мощность осветительной установки кВт,

- КПД осветительной сети = 0.9…0.95.

= n

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Г. А. Багаутинов, А. П. Маругин, Ю. А. Марков, В. С. Стариков «Электропривод и электрификация», М.: Недра, 1989 – 240 с.

2. «Правила технической эксплуатации рудников и драгоценных шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов» / Под редакцией Н. Н. Чепеленко – М.: Недра, 1981. – 109 с. 3.А. П. Маругин «Электропривод и электрификация» Учебное пособие. – А Свердловск: Изд. СГИ, 1985. – 84 с.

5.А. П. Маругин «Методическая разработка по выполнению раздела дипломного проекта для студентов специальности 0213». Свердловск: Изд. СГИ, 1983.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: