Решение:

1 Определяем электрические моменты на каждом участке:

1.1 Группа 1:

1.2 Группа 2:

1.3 Группа 3:

1.4 На вводе:

Поскольку используется алюминиевый провод и прокладка в трубе, то можно не учитывать индуктивное сопротивление

2 Определяем сечение проводов на каждом участке по потере напряжения:

2.1 Первая группа: мм².

Рисунок не позволяет определить на какое напряжение включены нагрузки 1 и 2 – на линейное или на фазное!

2.2 Вторая группа: мм².

Из рисунка не следует, какая же схема включения используется ‑ трехфазная без нуля (С = 44) или двухфазная с нулем (С = 19,5). Выбираем последнюю – для нее падение напряжения больше.

2.3 Третья группа: мм².

2.4 На вводе: мм².

3 Проверка проводов по механической прочности.

При прокладке провода АПВ в трубах минимальное сечение S_min = 2,5 мм².

Это сечение и выбираем на всех участках групповых линий. Для провода на вводе выбираем стандартное сечение: S_сщ-ощ = 4 мм².

4 Расчет токов на каждом участке:

4.1 Первая группа: А.

4.2 Вторая группа: двухфазная с нулем А.

4.3 Третья группа: А.

4.4 На вводе: А.

В соответствии с требованиями ПУЭ, определяем допустимые токи на каждом участке:

I_д.ввод = 23 А; I_д.1 = 20 А; I_д.2 = 19 А; I_д.3 = 19 А.

Допустимые значения тока значительно превышают расчётные токи каждого участка

Задача № 10. На ремонтном предприятий требуется нагреть пластмассовую заготовку от температуры Т₁ = 20 ⁰С до температуры Т₂ = 80 ⁰С в рабочем конденсаторе установки для диэлектрического нагрева. Желаемое время нагрева t = 1 мин. Частота электрического поля f = 40,68 МГц.

Свойства пластмассы: плотность ρ = 1900 кг/м³, удельная теплоемкость С = 2100 Дж/(кг·⁰С), относительная диэлектрическая проницаемость ε_ŕ = 6, тангенс угла диэлектрических потерь tqδ = 0,05.

Чему должна быть равна напряженность электрического поля в нагреваемом материале? Решение:

Полезный тепловой поток

Полезный поток можно выразить и следующим образом:

Ф_n=Р_к·η_к,

где Р_к – мощность, выделяемая в рабочем конденсаторе (т.е. в нагреваемом материале), Вт;

η_к – тепловой КПД рабочего конденсатора. Примем η_к = 0,9.

Р_к=Р_v·V

где Р_v – удельная объемная мощность, выделяемая в нагреваемом диэлектрике, Вт/м³.

Р_V=2πε₀Е²f·ε_r·tq δ

где ε₀=8,85·10^-12 Ф/м – электрическая постоянная;

Е – напряженность электрического поля в нагреваемом материале, В/м.

ρс(Т₂-Т₁)=2πε₀Е²fε_τ·tq δ·η_Кt.

ЗАДАЧА № 11. Определить емкость и мощность конденсаторной батареи для компенсации реактивной мощности электроустановки. Если известно, что номинальная мощность на вводе в электроустановку равна 100 кВт, показания счетчиков активной и реактивной энергии W_а=400 кВтч; W_р=700 кВтч; соответственно. Напряжение сети 380 В. Время измерений - 24 часа.

Решение:

1. Определим значение средневзвешенного коэффициента мощности -

cos_ср.взв.

.

.

Так как детальная информация о работе электроустановки отсутствует, будем считать, что время максимального потребления совпадает с максимумом нагрузки энергосистемы.

Кроме того, энергоснабжающая организация определила для электроустановки .

2 Определим мощность конденсаторной батареи.

Q_КБ = Р_НАГР(tg_СР.ВЗВ - tg_СИСТ) = 100(1,75 – 0,25) = 150 кВ·Ар

3 Определим емкость конденсаторной батареи одной фазы, при включении конденсаторов треугольником

мкФ

Задача 12. Определить потери мощности и энергии в трансформаторе

ТД 80000-220/10,5 за один календарный год, если: ΔР_ХХ = 79 кВт; ΔР_КЗ = 315 кВт; u_КЗ = 11%; i_ХХ = 0,45%. Коэффициент загрузки трансформатора ‑ К_З = 0,99, cos φ = 0,8, время использования максимума нагрузки ‑ Т_М = 5000 ч, время работы трансформатора ‑ t = 5500 ч

Общую величину потерь (ΔР) активной мощности в трансформаторе, (кВт) определяют по формуле:

где ΔР_СТ ‑ потери в стали, кВт;

ΔР_ОБ ‑ потери в обмотках, кВт; зависят от нагрузки трансформатора.

К_З ‑ коэффициент загрузки трансформатора, отн. ед.

К_З = S / S_Н

ΔР_ОБ ≈ ΔР_КЗ (потери КЗ, кВт); ΔР_СТ ≈ ΔР_ХХ;

ΔР_СТ ≈ ΔР_ХХ = 79 кВт; ΔР_ОБ ≈ ΔР_КЗ = 315 кВт.

= 79 + 315·0,99² = 387,7 кВт ≈ 3,9·10² кВт

Общую величину потерь (ΔQ) реактивной мощности в трансформаторе, (кВ·Ар)

ΔQ = ΔQ_СТ + ΔQ_РАС ∙К_З²

где ΔQ_СТ ‑ потери реактивной мощности на намагничивание, кВ·Ар. Намагничивающая мощность не зависит от нагрузки. За номинальное значение принимают: ΔQ_СТ ≈ i_ХХ · S_Н · 10^-2;

ΔQ_РАС ‑ потери реактивной мощности рассеяния в трансформаторе при номинальной нагрузке, ΔQ_РАС ≈ u_КЗ · S_Н · 10^-2

ΔQ_СТ ≈ i_ХХ · S_Н · 10^-2 = 0,45·80000·10^-2 = 360 кВ·Ар;

ΔQ_РАС ≈ u_КЗ · S_Н · 10^-2 = 11·80000·10^-2 = 88·10² кВ·Ар.

ΔQ = ΔQ_СТ + ΔQ_РАС ∙К_З² = 3,6·10² + 88·10²·0,99² = 89,9·10² кВ·Ар;

На основании потерь мощности можно определить потери электроэнергии.

Полные потери мощности в трансформаторе

кВ·А.

Общая потеря активной энергии в трансформаторе, (кВт·ч) определяется по формуле:

ΔW_А = ΔW_СТ + ΔW_ОБ = ΔР_СТ t + ΔР_ОБ К_З² τ.

где t ‑ ремя работы трансформатора, ч;

τ ‑ время максимальных потерь, ч.

ΔW_А = ΔР_ХХ∙t + ΔР_КЗ ∙К_З² ∙τ = = 79·5500 + 315·0,99²·3500 = 1,5·10⁶ кВт·ч.

Общая потеря реактивной энергии в трансформаторе, (кВ·Ар·ч)

ΔW_Р = S_Н (i_ХХ · t + u_КЗ · К_З² ∙τ) · 10^-2 =

= 80000·(0,45·5500 + 11·0,99²·3500)·10^-2= 32,2·10⁶ кВ·Ар·ч.

Полные потери энергии в трансформаторе, (кВ·А·ч)

= 34,5·10⁶ кВ·А·ч.

Задача №14. Генератор постоянного тока параллельного возбуждения имеет такие параметры:

Мощность кВт.

Напряжение В.

Частота вращения якоря об./мин.

Сопротивление обмотки якоря при рабочей температуре 75 ⁰С Ом.

Сопротивление обмотки возбуждения при рабочей температуре 75 ⁰С Ом.

Число проводников обмотки якоря

Число полюсов

Тип обмотки якоря – простая волновая.

Падение напряжения на щеточном контакте В.

При номинальном режиме работы машины определить:

- ток якоря ;

- ЭДС якоря Е;

- магнитный поток Ф;

- электромагнитную мощность Р_ЭМ;

- электромагнитный момент М.

Решение:

1. Определяем значения постоянных электрической машины

; .

где а – число пар параллельных ветвей обмотки якоря.

2. Определяем ток генератора

А

3. Определяем ЭДС якоря

В

4. Определяем магнитный поток

Вб

5. Определяем электромагнитный момент

Н·м.

6. Определяем электромагнитную мощность

кВт.