Розрахунок силової мережі для електроприймачів

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вихідні данні для розрахунку

Ділянка мартенівського цеху

Таблиця 1 - Технічні данні електроприймачів

Найменування	Pп,кВт	n, шт.	cos ц	tg ц	Kв	ТВ	Uн, кВ	Режим
1 Завалочна машина	40	5	0,6	1,33	0,35	60	0,4	змінний
2 Електропотяг	75	2	0,7	0,8	0,4	60	0,4	змінний
3 Крани	250	4	0,82	0,69	0,4	40	0,4	змінний
4 Вентилятори	20	6	0,85	0,62	0,6		0,4	постійний
5 Насоси	30	5	0,95	0,33	0,8		0,4	постійний
6 Освітлення	120				Kспр.=0,95		0,4
7 Аглоексгаустер	600	2	0,95	0,33	0,8		6	постійний

де P_п - паспортна потужність одного приймача, кВт;

n - число приймачів даного навантаження, шт.;

cos ц - коефіцієнт потужності;

tg ц - тангенс кута, відповідний до коефіцієнту потужності;

К_в - коефіцієнт використання;

ТВ - тривалість включення, %;

U_н - номінальна напруга приймачів, кВ

2. Розрахунок силової мережі

2.1 Розрахунок та аналіз електричних навантажень напругою 0,4 кВ.

Розподілимо усі електроприймачі на два силових пункти СП1 та СП2, які живляться від двох незалежних джерел таким чином, щоб сумарна потужність електроприймачів силових пунктів була приблизно однаковою. Оскільки є електроприймачі першої та другої категорії, вони повинні живитися від двох незалежних джерел і у разі аварії споживачі першої та другої категорії могли б підключитися на інше джерело.

Таблиця 2 - Розподіл електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Завалочна машина	40	3	40	2
2 Електропотяг	75	1	75	1
3 Крани	250	2	250	2
4 Вентилятори	20	2	20	4
5 Насоси	30	3	30	2
6 Освітлення	60		60
7 Аглоексгаустер	600	1	600	1
Всього	1485	11	1455	12

2.2 Розрахунок навантаження електроприймачів зі змінним режимом роботи

Визначимо номінальні потужності електроприймачів за формулами:

(1)

(2)

де - паспортна потужність, кВт;

ТВ - тривалість включень, %

Таблиця 3 - Номінальні потужності окремих електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Завалочна машина
2 Елекропотяг
3 Крани

Визначимо номінальні потужності груп електроприймачів за формулою:

(3)

Таблиця 4 - Номінальні потужності груп електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Завалочна машина
2 Елекропотяг
3 Крани

Визначимо середню потужності електроприймачів за формулою:

(4)

де - коефіцієнт використання;

- номінальна потужності групи споживачів, кВт

Таблиця 5 - Середня потужність груп електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Завалочна машина
2 Елекропотяг
3 Крани

Визначимо середню реактивну потужність електроприймачів за формулою:

(5)

де - тангенс кута, відповідний до коефіцієнту потужності;

- середня потужність групи споживачів

Таблиця 6 - Реактивна потужність електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1Завалочна машина
2 Елекропотяг
3 Крани

Визначаємо підсумкові дані електроприймачів зі змінним режимом роботи.

Таблиця 7 - Підсумкові дані електроприймачів зі змінним режимом роботи

Найменування	СП1	СП2
1 Кількість електроприймачів,
2 Сумарна номінальна потужність, кВт
3 Сумарна середня потужність, кВт
4 Сумарна реактивна потужність, квар

Знайдемо модуль силової збірки за формулою:

(6)

де - номінальна максимальна потужність окремого споживача, кВт;

- номінальна мінімальна потужність окремого споживача, кВт

Визначимо середній коефіцієнт використання за формулою:

(7)

де - сумарна середня потужність групи споживачів, кВт;

- сумарна номінальна потужність групи споживачів, кВт

Таблиця 8 - Середній коефіцієнт використання

СП1	СП2

Визначимо n_еф за формулою:

 (8)

де - сумарна номінальна потужність групи споживачів, кВт;

- номінальна максимальна потужність групи споживачів, кВт

Таблиця 9 Ефективне число електроприймачів

СП1	СП2

Вибираємо по довідковій літературі для кожного силового пункту.

Таблиця 10 Коефіцієнт максимума

СП1	СП2

Визначаємо максимальне навантаження за формулою:

(9)

де - коефіцієнт максимуму;

- сумарна середня активна потужність групи споживачів, кВт

Таблиця 11 - Максимальне навантаження

СП1	СП2

Визначаємо максимальне реактивне навантаження за формулою:

 (10)

де - коефіцієнт, залежно від умов може бути 1 або 1,1;

- середня сумарна реактивна потужність електроприймачів, квар

Таблиця 12 - Реактивне максимальне навантаження

СП1	СП2

2.3 Розрахунок навантаження електроприймачів з постійним режимом роботи

Для електроприймачів цього режиму роботи:

(11)

Визначимо номінальні потужності окремих електроприймачів.

Таблиця 13 - Номінальні потужності окремих електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Вентилятори
2 Насоси

Визначимо номінальні потужності груп електроприймачів за формулою 3.

Таблиця 14 - Номінальні потужності групи електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Вентилятори
2 Насоси

Визначимо середні потужності груп електроприймачів за формулою 4:

Таблиця 15 - Середня потужність груп електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Вентилятори
2 Насоси

Визначимо середню реактивну потужність групи електроприймачів за формулою 5

Таблиця 16 - Середня реактивна потужність групи електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Вентилятори
2 Насоси

Визначаємо підсумкові дані для електроприймачів з постійним режимом роботи.

Таблиця 17 - Підсумкові дані

Найменування	СП1	СП2
1 Кількість електроприймачів
2 Сумарна номінальна потужність
3 Сумарна середня потужність
4 Сумарна реактивна потужність

Для електроприймачів цього режиму роботи:

, тоді

(12)

де - середня активна потужність груп споживачів, кВт

(13)

де - середня реактивна потужність груп споживачів, квар

Визначимо навантаження освітлення силових пунктів за формулою:

(14)

де - паспортна потужність одного приймача, кВт;

- коефіцієнт

Таблиця 18 - Навантаження освітлення

СП1	СП2

Визначимо підсумкові дані електроприймачів вузла електропостачання напругою 0,4 кВ.

Таблиця 19 - Підсумкові дані електроприймачів

Найменування	СП1	СП2
1 Сумарна середня потужність
2 Сумарна середня реактивна потужність
3 Повна середня потужність
4 Сумарна максимальна потужність
5 Сумарна максимальна реактивна потужність
6 Повна максимальна потужність
7 Струм вузла електроприймачів напругою 0,4 кВ

2.4 Компенсація реактивної потужності

Компенсацію реактивної потужності виконуємо з метою підвищення коефіцієнта потужності до меж [0,92 - 0,95], згідно Правил улаштування електроустановок. Компенсацію виконуємо за допомогою батарей конденсаторів, що дозволяє знизити кут здвигу фаз та підвищити коефіцієнт потужності з cosц₁ до cosц₂. Це дозволить знизити додаткові втрати напруги, підвищити пропускну здатність усієї системи електропостачання.

Визначимо за формулою:

 (15)

де - сумарна середня активна потужність електроспоживачів напругою 0,4 кВ, кВт;

- сумарна середня реактивна потужність електроспоживачів напругою 0,4 кВ, квар

Таблиця 20 Коефіцієнт потужності cos ц₁

СП1	СП2

Задаємося з меж [0,92 - 0,95]

Таблиця 21 Коефіцієнт потужності cos ц₂

СП1	СП2
СП1	СП2

Визначаємо реактивну потужність компенсуючого устрою за формулою:

(16)

де - тангенс кута відповідний обраному з меж [0,92 - 0,95]

- сумарна середня активна потужність електроспоживачів напругою 0,4 кВ, кВт

Таблиця 22 Реактивна потужність компенсуючого устрою

СП1	СП2

За каталогом обираємо необхідні конденсатори.

Таблиця 23 Типи конденсаторів

№ СП	Тип конденсатора	Кількість	Номінальна потужність	Сумарна потужність
СП1	КЄ2-0,38-50-2У3	1	50	90
СП2	КЄ2-0,38-50-2У3	1	50	90

Для безпечного обслуговування батарей конденсаторів потрібно встановити розрядні опори, які розраховуються за формулою:

(17)

де - фазна напруга, кВ;

- реактивна потужність компенсуючих пристроїв

Таблиця 24 Розрядні опори

СП1	СП2

2.5 Вибір магістральних і розподільних мереж до 1000 В

Для споживачів виберемо кабелі, прокладені у землі для окремих електроприймачів вибираємо за умовою:

де - номінальний струм електроприймача

Вибираємо кабелі за формулою:

де ;

- паспортна потужність одного приймача, кВт;

- коефіцієнт потужності;

- номінальна напруга приймачів, кВ

Визначаємо номінальний струм завалочної машини:

Вибираємо 4 мідні кабелі марки АБ S104

Визначаємо номінальний струм електропотягу:

Вибираємо кабель марки АБ S254

Визначаємо номінальний струм кранів:

Вибираємо кабель марки АБ S954

Визначаємо номінальний струм вентиляторів

Вибираємо 4 мідні кабелі марки АБ S104

Визначаємо номінальний струм насосів

Вибираємо 4 мідні кабелі марки АБ S104

Визначаємо номінальний струм освітлення за формулою:

(19)

де - паспортна потужність одного приймача, кВт;

- номінальна напруга приймачів, кВ

Вибираємо кабель марки АБ S504

Зробимо розрахунок та вибір загальної шини та загального кабелю вузла електропостачання напругою 0,4 кВ.

У разі аварії цей кабель і ця шина повинні витримати навантаження споживачів першої та другої категорій обох силових пунктів.

Визначаємо загальний струм вузла за формулою:

(20)

де - сумарна максимальна потужність електроприймачів СП1, В^.А;

- сумарна максимальна потужність електроприймачів СП2, В^.А;

- номінальна напруга приймачів, кВ

Вибираємо 5 кабелів марки ААБ S1504

Вибираємо шину однополосну мідну перетином 808

2.6 Розрахунок та вибір апаратів захисту до 1000 В

В якості апаратів захисту до 1000 В обираємо автоматичні вимикачі, які можуть захистити споживачів від короткого замикання, теплових перевантажень, а також від недопустимого зниження напруги. Автоматичні вимикачі мають переваги перед запобіжниками при експлуатації.

Виберемо автоматичні вимикачі для кожного споживача за формулами:

(21)

де - номінальний струм споживача, А

(22)

де - номінальний струм споживача, А

Вибираємо автоматичний вимикач для завалочної машини:

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3710Б

Вибираємо автоматичний вимикач для електропотяга:

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3720Б

Вибираємо автоматичний вимикач для кранів:

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3730Б

Вибираємо автоматичний вимикач для вентиляторів:

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3710Б

Вибираємо автоматичний вимикач для насоса:

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3710Б

2.7 Вибір кількості і потужності силових трансформаторів

Встановимо на трансформаторній підстанції два трансформатори враховуючи, що є споживачі I та II категорії.

Визначимо коефіцієнт заповнення графіка за формулою:

(23)

де - сумарна середня потужність електроприймачів обох силових пунктів, кВ.А;

- сумарна максимальна потужність електроприймачів обох силових пунктів, кВ.А

Визначаємо сумарну максимальну потужність електроприймачів обох силових пунктів за формулою:

(24)

де - сумарна максимальна потужність електроприймачів СП1, кВ^.А;

- сумарна максимальна потужність електроприймачів СП2, кВ^.А

Визначаємо сумарну середню потужність електроприймачів обох силових пунктів за формулою:

(25)

де - сумарна середня потужність електроприймачів СП1, кВ^.А;

- сумарна середня потужність електроприймачів СП2, кВ^.А

За величиною та часу максимуму навантаження годин знаходимо коефіцієнт допустимого навантаження:

Визначаємо номінальну потужність трансформаторів за формулою:

(26)

де - сумарна максимальна потужність електроприймачів обох силових пунктів, кВ.А;

- коефіцієнт припустимого навантаження

Приймаємо до встановлення два трансформатора потужністю по 1600 кВ·А

Перевіряємо встановлену потужність трансформаторів в аварійному режимі при відключенні одного трансформатора і необхідності забезпечити електропостачання споживачів I та II категорії у період максимуму з допустимим навантаженням 140 %. Приймаємо, що споживачів I та II категорії 100%:

(27)

Вибираємо два різних види трансформаторів: сухий та масляний. Записуємо їх паспортні дані:

Таблиця 25 Паспортні дані трансформаторів

	Сухий	Масляний
Тип	ТС3-1000/10	ТМ-1000/10
	1000 кВ•А	1600 кВ•А
ВН	10 кВ	10 кВ
НН	0,4 кВ	0,4 кВ
ДРхх	3 кВт	2,45 кВт
ДРкз	11,2 кВт	11 кВт
Іхх	1,5 %	1,4 %
Uкз	5,5 %	5 %
Вартість	185400 грн	264200 грн

Знаходимо приведені втрати потужності у масляному та сухому трансформаторах за формулою:

(28)

де - число трансформаторів, шт.;

- втрати холостого ходу, кВт;

- коефіцієнт утрати потужності енергосистеми, вибираємо з меж [0,05 - 0,07];

- струм холостого ходу, %;

- номінальна потужність трансформатора, кВ•А;

- коефіцієнт завантаження трансформатора в номінальному режимі при максимумі;

- втрати короткого замикання, кВт;

- напруга короткого замикання, %

(29)

де - сумарна максимальна потужність електроприймачів обох силових пунктів, кВ.А;

- номінальна потужність трансформатора, кВ.А

Таблиця 26 Приведені втрати потужності

	Сухий
	Масляний

Визначаємо річні втрати електроенергії у трансформаторах за формулою:

(30)

де - втрати потужності в трансформаторі, кВт;

- дійсне число годин роботи трансформатора у рік

Таблиця 27 Річні втрати електроенергії у трансформаторах

Сухий	Масляний

Визначимо капітальні витрати та вартість втраченої електроенергії за формулою:

(31)

де - річні втрати електроенергії у трансформаторі, кВт^.годину;

- вартість одного кВт енергії, грн./кВт^.годину

Таблиця 28 Капітальні витрати та вартість втраченої електроенергії

Сухий	Масляний

Визначаємо номінальні втрати за формулою:

(32)

де - вартість трансформатора, тис. грн.;

- число трансформаторів, шт.

Таблиця 29 Номінальні втрати

Сухий	Масляний

Визначаємо амортизаційні відчислення за формулою:

(33)

де - відсоток амортизаційних відхилень (), %;

- номінальні втрати, тис. грн.

Таблиця 30 Амортизаційні відчислення

Сухий	Масляний

Визначаємо сумарні річні експлуатаційні витрати за формулою:

(34)

де - вартість втраченої електроенергії, тис. грн..;

- амортизаційні відхилення, тис. грн.

Таблиця 31 Сумарні річні експлуатаційні витрати

Сухий	Масляний

Зробивши техніко-економічні розрахунки, для економії грошових витрат приймаємо до встановлення 2 трансформатори типа ТМ-1000/10.

Знаходимо місце розташування трансформаторної підстанції

Розташовуємо електроприймачі та визначаємо координати Х₀ та У₀ за формулами:

(35)

де - координата х відповідна центру навантажень;

- паспорта потужність одного електроприймача, кВт;

- сума потужностей всіх електроприймачів напругою 0,4 кВ, кВт

(36)

де - координата у відповідна центру навантажень;

- паспорта потужність одного електроприймача, кВт;

- сума потужностей всіх електроприймачів напругою 0,4 кВ, кВт

Випишемо паспортну потужність та кількість електроспоживачів, та позначимо їх номером, для побудови графіку (рисунок 2)

Таблиця 32 Паспортна потужність та кількість електроспоживачів

№	Найменування
1	Завалочна машина	40	5
2	Електропотяг	75	2
3	Крани	250	4
4	Вентилятори	20	6
5	Насоси	30	5
6	Освітлення	120	1

Визначаємо радіуси електроприймачів за формулою:

(37)

де - паспортна потужність одного приймача, кВт;

- масштаб площі кругу, кВт/см2

(38)

Таблиця 33 Радіуси електроприймачів

1	Завалочна машина
2	Електропотяг
3	Крани
4	Вентил
5	Насоси
6	Освітлення

Приймемо масштаб для побудови картограми навантаження (радіусів) 1 : 2.

3. Розрахунок струмів короткого замикання

3.1 Розрахунок і вибір мереж вище 1000 В

Визначимо номінальний струм аглоексгаустера за формулою:

(39)

де ;

- паспортна потужність одного приймача, кВт;

- коефіцієнт потужності;

- номінальна напруга приймачів, кВ

Визначимо перетин кабелю для цього аглоексгаустера за економічною щільністю струму

(40)

де - номінальний струм високовольтних приводних двигунів, А;

- економічна щільність струму

Вибираємо алюмінієвий кабель марки ААБ перетином 503.

Визначимо номінальний струм вводу за формулою:

(41)

де - сумарна максимальна потужність електроприймачів СП1, кВ^.А;

- сумарна максимальна потужність електроприймачів СП2, кВ^.А;

- номінальна напруга приймачів, кВ;

- номінальний струм високовольтних приводних двигунів, А;

- кількість електроприймачів, шт.

Визначимо перетин кабелю для вводу за формулою:

(42)

де - номінальний струм вводу, А;

- економічна щільність струму

Виберемо 2 трьохжильні алюмінієві кабелі марки ААБ S953

Визначимо перетин шини для вводу:

(43)

де - номінальний струм вводу, А;

- економічна щільність струму

Виберемо однополосну алюмінієву шину перетином S505 мм²

електроприймач потужність струм заземлення

3.2 Вибір високовольтного обладнання

Виберемо електрообладнання яке встановлюється на вводі

Виберемо масляний вимикач по струму вводу:

Обираємо масляний вимикач типу ВММ-10А-320-10В

Виберемо роз'єднувач на вводі типу РВ-6/400 УЗ

Тип привода: ПР-10

Для підключення релейного захисту виберемо трансформатор струму на вводі типу ТПЛК-10

Для підключення релейного захисту по напрузі, а також для підключення релейних приладів виберемо вимірювальний трансформатор напруги на вводі типу НОМ-10-66У2

Виберемо трансформатор струму для підключення релейного захисту двигуна газодувки типу ТПЛК-10

3.3 Розрахунок струмів короткого замикання

Для визначення струмів короткого замикання складемо схему розрахункову.

Приймаємо, що напруга на шинах 6 кВ залишається незмінною, опір від джерела живлення до шин 6 кВ враховуємо. Розрахунок проводимо в іменованих одиницях.

Визначимо струми короткого замикання в точці К₁. Приймаємо U_б1=6,3 кВ.

Складемо схему заміщення.

Визначаємо опір від джерела живлення до шин 6 кВ ТП при заданому струмі вимкнення масляного вимикача 10 кА за формулою:

(44)

де - базова (середня) висока напруга, кВ;

- номінальний струм вимкнення автомата, кА

Визначаємо опір кабелю вводу за формулами:

(45)

де - довжина кабелю від ГПП до трансформаторної підстанції, км;

- індуктивний опір однієї фази, Ом/км

(46)

де - довжина кабелю від ГПП до трансформаторної підстанції, км;

- активний опір, Ом/км

Визначимо опір кабелю від шин 6 кВ до двигуна аглоексгаустера за формулами:

(47)

де - довжина кабелю від довжина кабелю від трансформаторної підстанції до двигуна, км;

- індуктивний опір однієї фази, Ом/км

(48)

де - довжина кабелю від довжина кабелю від трансформаторної підстанції до двигуна, км;

- активний опір, Ом/км

Визначимо опір двигуна аглоексгаустера за формулою:

(49)

де - індуктивний опір у відносних одиницях електричних машин двигунів;

- базова (середня) висока напруга, кВ;

- номінальна потужність двигуна, МВ.А

(50)

Визначимо струм короткого замикання від системи за формулою:

(51)

де - базова (середня) висока напруга, кВ;

- сумарний індуктивний опір від джерела живлення до шин 6 кВ та від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;

- сумарний активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

(52)

де - індуктивний опір від джерела живлення до шин, мОм;

- індуктивний від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

(53)

де - активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

Визначимо струм короткого замикання від двигуна за формулою:

(54)

де - базова (середня) висока напруга, кВ;

- сумарний індуктивний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна та індивідуальний опір двигуна, мОм;

- сумарний активний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна, мОм

(55)

де - індуктивний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна, мОм;

- індуктивний опір двигуна, мОм

(56)

де - активний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна, мОм

Визначимо сумарний струм короткого замикання в точці k₁ за формулою:

(57)

де - струм короткого замикання від системи, кА;

- струм короткого замикання від двигуна М1, кА

Визначимо ударний струм короткого замикання від системи в точці К₁ за формулою:

(58)

де - струм короткого замикання від системи, кА;

- коефіцієнт

Визначимо ударний струм від двигуна за формулою:

(59)

де - струм короткого замикання від двигуна М1, кА;

- коефіцієнт

Визначимо сумарний ударний струм в точці k₁ за формулою:

(60)

де - ударний струм короткого замикання від системи, кА;

- ударний струм від двигуна, кА

При визначенні струмів короткого замикання на шинах 0,4 кВ цехової трансформаторної підстанції в точці k₂ приймаємо .

Опір від системи до шин 6 кВ ТП приводимо до напруги 0,4 кВ:

 (61)

де - сумарний індуктивний опір від джерела живлення до шин 6 кВ та від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;

- коефіцієнт трансформації

(62)

де - сумарний активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;

- коефіцієнт трансформації

В виду віддаленості синхронного двигуна М₁ від точки k₂, впливом його на величину струмів короткого замикання на шинах 0,4 кВ нехтуємо.

Визначаємо опір трансформатора 6/0,4 кВ за формулою:

(63)

де - потужність короткого замикання в трансформаторі, кВт;

- базова (середня) низька напруга, кВ;

- номінальна потужність трансформатора кВ^.А

 (64)

де - потужність короткого замикання в трансформаторі, кВт;

- базова (середня) низька напруга, кВ;

- номінальна потужність трансформатора кВ^.А;

- напруга короткого замикання в трансформаторі, кВ

Визначимо опір асинхронного двигуна М2 за формулою:

(65)

де - базова (середня) низька напруга, кВ;

- номінальна потужність двигуна, МВ^.А;

- коефіцієнт

Визначимо сумарні опір від системи до шин 0,4 кВ ТП з урахуванням опору шин, з'єднуючий трансформатор із збірними шинами 0,4 кВ й перехідного опору контактів, які прийнято рівним r_доб=2мОм за формулами:

(66)

де - активний опір трансформатора, мОм;

- додатний опір, мОм

(67)

де - індуктивний опір трансформатора, мОм;

Опором кабелю, яким двигун М2 підключений до шин 0,4 кВ, нехтуємо малою довжиною кабеля:

Визначаємо струм короткого замикання від системи в точці k₂ за формулами:

(68)

де - базова (середня) низька напруга, кВ;

- сумарний індуктивний опір від системи до шин 0,4 кВ, мОм;

- сумарний активний опір від системи до шин 0,4 кВ, мОм

Визначимо струм короткого замикання від двигуна М2 за формулою:

(69)

де - номінальний струм двигуна, кА

(70)

де - номінальна потужність двигуна, кВт;

- коефіцієнт потужності;

;

- базова (середня) низька напруга, кВ

Визначимо ударний струм короткого замикання в точці k₂ від системи за формулою:

(71)

де - коефіцієнт;

- струм короткого замикання від системи в точці k₂, кА

Визначимо ударний струм короткого замикання від двигуна М2 за формулою:

(72)

де - номінальний струм двигуна, кА

Визначимо сумарні струми короткого замикання в точці k₂ за формулами:

(73)

де - струм короткого замикання від системи в точці k₂, кА;

- струм короткого замикання від двох двигунів, кА

(74)

де - ударний струм короткого замикання в точці k₂ від системи, кА;

- ударний струм короткого замикання від двох двигунів, кА

3.4 Перевірка високовольтного обладнання на дію струмів короткого замикання

Перевіримо кабелі вводу на термічну стійкість

Визначимо тепловий імпульс короткого замикання за формулою:

(75)

де - струм короткого замикання в системі, кА;

- час відключення масляного вимикача, с;

- час для мереж напругою 6-10 кВ, с

(76)

де - час дії максимального струмового захисту, с;

- час вимкнення мало масляних вимикачів, с

Визначимо мінімально-допустимий перетин кабелю з умови нагріву за формулою:

 (77)

де - тепловий імпульс короткого замикання, кА^2.с;

- коефіцієнт температури та матеріалу провідника: для кабелів , для шин

Перевіримо кабель за умовою термічної стійкості:

Приймаємо до установки обраний раніше кабель марки ААБ S1203

Визначимо мінімально-допустимий перетин шин з умови нагріву за формулою

Перевіримо шину за умовою термічної стійкості:

Приймаємо обрану раніше однополосну алюмінієву шину перетином S506

Перевіримо шини на динамічну стійкість

Розрахуємо силу, що діє на шину при короткому замиканні за формулою:

(78)

де - коефіцієнт форми шин;

- ударний струм короткого замикання в системі, кА;

- розміри для шкафів серії КРУ-ХІІ, мм

Визначимо вигинаючий момент шин за формулою:

(79)

де - сила, при короткому замиканні, Н;

- розмір для шкафів серії КРУ-ХІІ, мм

Визначаємо момент опору шин при розташуванні шин плазом і в одній площині за формулою:

(80)

де , - розміри шини, мм

Визначимо розрахункову напругу у матеріалі шин за формулою:

(81)

де - вигинаючий момент шин, Н^.мм;

- момент опору шин, мм³

Перевіримо шини за допустимою напруги в матеріалі:

Остаточно приймаємо однополосну алюмінієву шину перетином S505 мм

Вибір та перевірку вимикача проводимо у табличній формі:

Таблиця 40

Умови вибору	Масляний вимикач вводу	Трансформатор струму вводу
	Розрахункові дані	Каталожні дані	Розрахункові дані	Каталожні дані
Вибір по напрузі	10	11	6	10
Вибір по робочому струму	233	320	233	400
Вибір по вимикаючій можливості	8,6	10
Перевірка на динамічну стійкість	16,8	25,5	16,8	74,5
Перевірка на термічну стійкість	84,5	300	84,5	268

Вимикач типу ВММ-10А-320-10В задовольняє умовам вибору та перевірки та може бути прийнятий до встановлення.

4. Розрахунок та вибір релейного захисту

Захист повітряних і кабельних ліній виконується від: між фазних і двофазних замикань та однофазних замикань на землю. Застосовується максимально струмовий захист МСЗ.

Визначимо струм спрацьовування МСЗ за формулою:

(82)

де - коефіцієнт запасу, вибираємо з меж ;

- коефіцієнт повернення реле, вибираємо з меж ;

- коефіцієнт само запуску, вибираємо з меж ;

- струм вводу, А

Визначимо струм спрацьовування реле за формулою:

(83)

де - коефіцієнт запасу, вибираємо з меж ;

- коефіцієнт повернення токового реле, вибираємо з меж ;

- коефіцієнт само запуску, вибираємо з меж ;

- струм вводу, А;

- коефіцієнт трансформації струму;

- коефіцієнт схеми, при з'єднанні в зірку

Захист високовольтних двигунів

Якщо в схемі є високовольтні двигуни, то реле максимального захисту відбудовується на струм спрацьовування з урахуванням пускового струму двигуна і підвищувального коефіцієнта надійності.

(84)

де - коефіцієнт для реле типу РТМ, вибираємо з меж ;

- пусковий струм, А

- коефіцієнт трансформації трансформатора струму;

- коефіцієнт схеми, при з'єднанні в зірку

(85)

де - номінальний струм двигуна, А;

5. Розрахунок захисного заземлення

Розрахуємо контур захисного заземлення підстанції.

Загальний для мережі напругою 0,4-10 кВ периметр 120 м, сумарна довжина кабельних ліній, зв'язаних з шинами підстанції , грунт - суглинок.

Розрахуємо струм заземлення на землю в мережі 10 кВ за формулою:

(86)

де - номінальна напруга, кВ;

- сумарна довжина кабельних ліній, км

Розрахуємо опір заземлення за формулою:

(87)

де - напруга короткого замикання, В;

- струм заземлення на землю, А

В якості вертикального заземлення приймаємо стержні з круглої сталі довжиною 5 м.

Удільний опір грунту -

Підвищувальний коефіцієнт -

Визначимо розрахунковий опір грунту за формулою:

 (88)

де - удільний опір грунту, Ом.м;

- підвищувальний коефіцієнт

Визначимо опір одного пруткового електрода діаметром 12 мм та довжиною 5 м за формулою:

(89)

де - розрахунковий опір грунту, Ом.м

Розміщуємо заземлювачі по контуру через кожні 5 м.

Визначаємо кількість заземлювачів за формулою:

(90)

де - периметр контуру, м;

- відстань між заземлювачами, м

При відношенні та беремо коефіцієнт екранування

Перевіримо величину опору контуру за формулою:

(91)

де - опір одного стержня, Ом;

- кількість заземлювачів, шт.;

- коефіцієнт екранування

Таким чином, 24 стержнів забезпечують необхідну величину опору заземленого контуру.

Размещено на Allbest.ru