Вводной автомат: ВА 47-29, I_ном = 6,3 А;

Групповой автомат отходящей линии: ВА 47-29, I_ном = 1,6 А.

Рассчитываем фактическую потерю напряжения в кабеле, питающем щиток:

В.

Суммарная потеря напряжения:

что допустимо.

17. Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания на напряжение до 1 кВ

Расчет токов трехфазного к.з. в сети напряжением ниже 1000 В

Рассчитаем ток короткого замыкания с учетом сопротивления внешней сети (системы и питающей линии). К схеме замещения добавляется сопротивление внешней сети (рисунок 17.1), которое необходимо привести к напряжению точки КЗ, т. е. 0,4 кВ.

Сопротивления кабельной линии (между внешней сетью (системой) и трансформатором):

Т.к. мощность трансформаторов ПС энергосистемы (или ГПП) неизвестна, то сопротивление электрической системы можно определить согласно [2, п. 2.8]. Для этого задаемся типом выключателя (в частности, вакуумного), который может быть установлен для защиты отходящей линии ПС, от которой питается рассматриваемый объект (цех): BВЭ-М-10-12,5/630У2. По каталогу [11] определяем ток отключения I_откл = 12,5 кА для этого выключателя. Сопротивление между источником питания и точкой, в которой ток и мощность короткого замыкания не превысят соответствующих параметров выключателя, определяется по формуле [8]:

Ом,

где МВА.

Рассчитаем результирующее сопротивление и ток КЗ в точке К1:

.

где при к.з. в сетях ВН, где активное сопротивление не оказывает существенного влияния [13].

Рассчитаем результирующее сопротивление и ток КЗ в точке К2:

.

При расчете сопротивлений приведение к одной ступени напряжения производится исходя из существующей шкалы средних номинальных напряжений. Пересчет сопротивлений производится по выражению [8; 12, с. 167]:

(17.1)

где

- сопротивление (Ом), приведенное к ступени напряжения ; - сопротивление (Ом), заданное при напряжении ;  - среднее эксплуатационное напряжение ступени короткого замыкания, к которому пересчитываются все сопротивления сети, кВ; - среднее эксплуатационное напряжение на ступени номинального напряжения элемента.

Приведенное сопротивление системы:

где - мощность системы.

Приведенные сопротивления кабельной линии (между внешней сетью (системой) и трансформатором):

При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. Поэтому в расчетах учитываются все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и вводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакт в месте КЗ).

По [12, с. 167] при расчете токов КЗ в сетях рекомендуется учитывать сопротивление следующим образом: 0,02 Ом - для первичных цеховых СП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей; 0,025 Ом - для вторичных цеховых СП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных СП.

Рисунок 17.1 - Расчетные схемы

Определяем сопротивление трансформатора:

Рассчитаем сопротивление и ток КЗ в точке К3 на вводе низшего напряжения цеховой подстанции:

Суммарное активное сопротивление, кроме сопротивлений элементов системы электроснабжения высшего напряжения и трансформатора, должно учитывать переходные сопротивления контактов. Для этой цели в расчет вводим добавочное сопротивление, которое на шинах подстанции составляет 15 мОм:

, следовательно, [12, с. 143].

Рассчитаем ток КЗ в точке К4.

, следовательно [12, с. 168].



Рассчитаем ток КЗ в точке К5.

,

,

, следовательно [12, с. 168],

,

.

Для остальных точек расчет аналогичен (таблица 17.1).

Таблица 17.1 - Расчет токов короткого замыкания (графы 1-7)

Точка КЗ	Кабель между СП и электроприемником №:	Ri, мОм	Хi, мОм	L, м	r0, Ом/км	x0, Ом/км
1	2	3	4	5	6	7
К4	СП-1	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	8	0,62	0,0625
К5	СП-1	-	1	54,15	21,71	10	7,74	0,095
К6	СП-1	-	2	54,15	21,71	7	7,74	0,095
К7	СП-1	-	3	54,15	21,71	4	7,74	0,095
К8	СП-1	-	4	54,15	21,71	2	0,89	0,0637
К9	СП-1	-	5	54,15	21,71	5	0,89	0,0637
К10	СП-1	-	35	54,15	21,71	7	1,94	0,0675
К11	СП-1		36	54,15	21,71	9	1,94	0,0675
К12	СП-1		11	54,15	21,71	15	0,62	0,0625
К13	СП-2	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	8	1,94	0,0675
К14	СП-2	-	6	64,71	21,75	9	1,94	0,0675
К15	СП-2	-	7	64,71	21,75	5	0,89	0,0637
К16	СП-2	-	8	64,71	21,75	2	3,1	0,073
К17	СП-2	-	9	64,71	21,75	5	7,74	0,095
К18	СП-2	-	20	64,71	21,75	8	1,24	0,0662
К19	СП-3	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	33	0,326	0,0602
К20	СП-3	-	10	59,948	23,1966	1	1,24	0,0662
К21	СП-3	-	21	59,948	23,1966	1	1,24	0,0662
К22	СП-3	-	22	59,948	23,1966	9	3,1	0,073
К23	СП-3	-	24	59,948	23,1966	11	0,326	0,0602
К24	СП-3	-	25	59,948	23,1966	14	0,326	0,0602
К25	СП-3	-	37	59,948	23,1966	8	0,326	0,0602
К26	СП-3		38	59,948	23,1966	11	0,326	0,0602
К27	СП-3		44	59,948	23,1966	8	3,1	0,073
К28	СП-4	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	20	0,89	0,0637
К29	СП-4	-	12	66,99	22,484	5	0,62	0,0625
К30	СП-4	-	13	66,99	22,484	3	0,62	0,0625
К31	СП-4	-	14	66,99	22,484	4	7,74	0,095
К32	СП-4	-	23	66,99	22,484	2	3,1	0,073
К33	СП-4	-	45	66,99	22,484	2	3,1	0,073
К34	СП-4	-	46	66,99	22,484	2	3,1	0,073
К35	СП-4		48	66,99	22,484	3	3,1	0,073
К36	СП-4		50	66,99	22,484	5	3,1	0,073
К37	СП-5	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	17	1,94	0,0675
К38	СП-5	-	15	82,17	22,3575	2	7,74	0,095
К39	СП-5	-	16	82,17	22,3575	3	7,74	0,095
К40	СП-5	-	17	82,17	22,3575	7	7,74	0,095
К41	СП-5	-	26	82,17	22,3575	6	1,94	0,0675
К42	СП-5	-	47	82,17	22,3575	3	3,1	0,073
К43	СП-5	-	49	82,17	22,3575	4	3,1	0,073
К44	СП-6	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	34	0,026	0,022
К45	СП-6	-	18	50,074	21,958	3	7,74	0,095
К46	СП-6	-	19	50,074	21,958	3	7,74	0,095
К47	СП-6	-	40	50,074	21,958	8	0,62	0,0625
К48	СП-6	-	41	50,074	21,958	2	0,62	0,0625
К49	СП-6	-	42	50,074	21,958	6	0,62	0,0625
К50	СП-6	-	43	50,074	21,958	3	0,62	0,0625
К51	СП-7	-	Шины НН КТП	29,19	21,21	48	0,026	0,022
К52	СП-7	-	27	50,438	22,266	9	1,94	0,0675
К53	СП-7	-	28	50,438	22,266	5	0,62	0,0625
К54	СП-7	-	30	50,438	22,266	8	0,62	0,0625
К55	СП-7	-	31	50,438	22,266	2	1,24	0,0662
К56	СП-7	-	32	50,438	22,266	2	1,24	0,0662
К57	СП-7	-	33	50,438	22,266	12	1,24	0,0662
К58	СП-7		34	50,438	22,266	9	1,24	0,0662
К59	СП-7		39	50,438	22,266	12	1,24	0,0662



таблицы 17.1 (графы 8-16)

Точка КЗ	Rкл, мОм	Хкл, мОм	Rдоб., мОм	R, мОм	Х, мОм	Z, мОм	Iкз, кА	Ку	iуд, кА
1	8	9	10	11	12	13	14	15	16
К4	4,96	0,5	20	54,15	21,71	58,34	3,959	1	5,599
К5	77,4	0,95	25	156,55	22,66	158,181	1,46	1	2,065
К6	54,18	0,665	25	133,33	22,375	135,194	1,708	1	2,415
К7	30,96	0,38	25	110,11	22,09	112,304	2,056	1	2,908
К8	1,78	0,1274	25	80,93	21,8374	83,824	2,755	1	3,896
К9	4,45	0,3185	25	83,6	22,0285	86,454	2,671	1	3,777
К10	13,58	0,4725	25	92,73	22,1825	95,346	2,422	1	3,425
К11	17,46	0,6075	25	96,61	22,3175	99,154	2,329	1	3,294
К12	9,3	0,9375	25	88,45	22,6475	91,303	2,529	1	3,577
К13	15,52	0,54	20	64,71	21,75	68,267	3,383	1	4,784
К14	17,46	0,6075	25	107,17	22,3575	109,477	2,109	1	2,983
К15	4,45	0,3185	25	94,16	22,0685	96,712	2,388	1	3,377
К16	6,2	0,146	25	95,91	21,896	98,378	2,347	1	3,319
К17	38,7	0,475	25	128,41	22,225	130,319	1,772	1	2,506
К18	9,92	0,5296	25	99,63	22,2796	102,091	2,262	1	3,199
К19	10,758	1,9866	20	59,948	23,1966	64,279	3,593	1	5,081
К20	1,24	0,0662	25	86,188	23,2628	89,272	2,587	1	3,659
К21	1,24	0,0662	25	86,188	23,2628	89,272	2,587	1	3,659
К22	27,9	0,657	25	112,848	23,8536	115,342	2,002	1	2,831
К23	3,586	0,6622	25	88,534	23,8588	91,692	2,519	1	3,562
К24	4,564	0,8428	25	89,512	24,0394	92,684	2,492	1	3,524
К25	2,608	0,4816	25	87,556	23,6782	90,701	2,546	1	3,601
К26	3,586	0,6622	25	88,534	23,8588	91,692	2,519	1	3,562
К27	24,8	0,584	25	109,748	23,7806	112,295	2,057	1	2,909
К28	17,8	1,274	20	66,99	22,484	70,663	3,268	1	4,622
К29	3,1	0,3125	25	95,09	22,7965	97,784	2,362	1	3,34
К30	1,86	0,1875	25	93,85	22,6715	96,55	2,392	1	3,383
К31	30,96	0,38	25	122,95	22,864	125,058	1,847	1	2,612
К32	6,2	0,146	25	98,19	22,63	100,764	2,292	1	3,241
К33	6,2	0,146	25	98,19	22,63	100,764	2,292	1	3,241
К34	6,2	0,146	25	98,19	22,63	100,764	2,292	1	3,241
К35	9,3	0,219	25	101,29	22,703	103,803	2,225	1	3,147
К36	15,5	0,365	25	107,49	22,849	109,892	2,102	1	2,973
К37	32,98	1,1475	20	82,17	22,3575	85,157	2,712	1	3,835
К38	15,48	0,19	25	122,65	22,5475	124,705	1,852	1	2,619
К39	23,22	0,285	25	130,39	22,6425	132,341	1,745	1	2,468
К40	54,18	0,665	25	161,35	23,0225	162,984	1,417	1	2,004
К41	11,64	0,405	25	118,81	22,7625	120,971	1,909	1	2,7
К42	9,3	0,219	25	116,47	22,5765	118,638	1,947	1	2,753
К43	12,4	0,292	25	119,57	22,6495	121,696	1,898	1	2,684
К44	0,884	0,748	20	50,074	21,958	54,677	4,224	1	5,974
К45	23,22	0,285	25	98,294	22,243	100,779	2,292	1	3,241
К46	23,22	0,285	25	98,294	22,243	100,779	2,292	1	3,241
К47	4,96	0,5	25	80,034	22,458	83,125	2,778	1	3,929
К48	1,24	0,125	25	76,314	22,083	79,445	2,907	1	4,111
К49	3,72	0,375	25	78,794	22,333	81,898	2,82	1	3,988
К50	1,86	0,1875	25	76,934	22,1455	80,058	2,885	1	4,08
К51	1,248	1,056	20	50,438	22,266	55,134	4,189	1	5,924
К52	17,46	0,6075	25	92,898	22,8735	95,673	2,414	1	3,414
К53	3,1	0,3125	25	78,538	22,5785	81,719	2,826	1	3,997
К54	4,96	0,5	25	80,398	22,766	83,559	2,764	1	3,909
К55	2,48	0,1324	25	77,918	22,3984	81,073	2,849	1	4,029
К56	2,48	0,1324	25	77,918	22,3984	81,073	2,849	1	4,029
К57	14,88	0,7944	25	90,318	23,0604	93,215	2,477	1	3,503
К58	11,16	0,5958	25	86,598	22,8618	89,565	2,578	1	3,646
К59	14,88	0,7944	25	90,318	23,0604	93,215	2,477	1	3,503

Расчет токов однофазного к.з. в сети напряжением ниже 1000 В

Для правильного выбора релейной защиты и автоматики в системе электроснабжения наряду с токами трехфазных КЗ необходимо знать токи несимметричных КЗ - однофазных КЗ, для проверки чувствительности автоматов НН к таким КЗ. Для расчета по [7] рекомендуется следующая упрощенная формула:

(17.9)

где U_ф - фазное напряжение сети; Z_Т/3 - сопротивление силового трансформатора при однофазном замыкании на корпус; Z_П - полное сопротивления петли прямого и обратного провода линии или кабеля.

Полное сопротивление петли «фазный - нулевой провод»:

(17.10)

где R_ф, R_н - суммарные активные сопротивления фазного и нулевого проводов всех участков рассчитываемой цепочки (ТП - ЭП - ТП).

R_д - сопротивление дуги в точке КЗ принимается равным 0,03 Ом;

R_ТТ, Х_ТТ - активное и индуктивное сопротивление трансформатора тока:

R_ТТ = 0,00015 Ом; Х_ТТ = 0,00021 Ом;

R_A, X_A - активное и индуктивное сопротивление автоматических выключателей (см. ниже);

X_c - сопротивление питающей системы, принимается равным ранее рассчитанному приведенному сопротивлению системы ; X' - внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль, принимается равным 0,6 Ом/км; X” - внутреннее индуктивное сопротивление проводов зануления (учитывается только для проводов, выполненных из стали).

При расчете однофазных токов короткого замыкания будем учитывать сопротивление автоматических выключателей, которые включают в себя сопротивления катушек максимального тока автомата и переходное сопротивление контактов определенное по [13, таблица 1.9.3, с. 61] и составляет для автоматов с номинальными токами расцепителя:

Выполним расчет тока однофазного короткого замыкания для СП-1:

По [13, таблица 1.9.1, с. 61] определяем полное сопротивление выбранного в п.12 трансформатора:

= 254 мОм = 0,254 Ом (при мощности 320 кВА).

Полное сопротивление петли «фазный - нулевой провод»:

Определим ток однофазного КЗ в конце линии, питающей СП-1.

Расчет однофазных коротких замыканий на шинах каждого СП производится аналогичным образом. Для отдельных электроприемников расчет однофазного короткого замыкания делается с учетом сопротивлений на СП. Расчеты сведем в таблицу 17.2.

Таблица 17.2 - Расчет токов однофазного к.з.

Номер СП или ЭП	Сопротивление трансформатора однофазному к.з., Zт, мОм	Длина провода или кабеля, м	Сопротивления фазного, нулевого провода, Ом/км	Сопротивление дуги Rд, мОм	Сопротивление первичной обмотки ТТ, Rтт, мОм	Активное сопротивление автомата, мОм	Внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль, Ом/км	Сопротивление питающей системы, мОм	Индуктивное сопротивление первичной обмотки ТТ, Xтт, мОм	Индуктивное сопротивление автомата, мОм	Результирующее активное сопротивление цепи фаза-нуль, мОм	Результирующее реактивное сопротивление цепи фаза-нуль, мОм	Результирующее полное сопротивление цепи фаза-нуль, мОм	Ток однофазного к.з., А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
СП-1	254	8	0,62	30	0,15	2,05	0,6	0,64	0,21	1,2	42,12	6,85	42,673	1813,58
1	254	10	7,74	30		15	0,6			9	199,8	15	200,362	810,23
2	254	7	7,74	30		15	0,6			9	153,36	13,2	153,927	967,92
3	254	4	7,74	30		15	0,6			9	106,92	11,4	107,526	1201,61
4	254	2	0,89	30		2,8	0,6			1,6	36,36	2,8	36,468	1906,47
5	254	5	0,89	30		2,8	0,6			1,6	41,7	4,6	41,953	1823,89
35	254	7	1,94	30		15	0,6			9	72,16	13,2	73,357	1461,43
36	254	9	1,94	30		15	0,6			9	79,92	14,4	81,207	1392,27
11	254	15	0,62	30		2,05	0,6			1,2	50,65	10,2	51,667	1693,93
СП-2	254	8	1,94	30	0,15	6,8	0,6	0,64	0,21	4,5	67,99	10,15	68,743	1505,38
6	254	9	1,94	30		15	0,6			9	79,92	14,4	81,207	1392,27
7	254	5	0,89	30		2,8	0,6			1,6	41,7	4,6	41,953	1823,89
8	254	2	3,1	30		15	0,6			9	57,4	10,2	58,299	1615,35
9	254	5	7,74	30		15	0,6			9	122,4	12	122,987	1112,14
20	254	8	1,24	30		3,4	0,6			2	53,24	6,8	53,673	1669,37
СП-3	254	33	0,326	30	0,15	1,4	0,6	0,64	0,21	0,7	53,07	21,35	57,204	1627,82
10	254	1	1,24	30		3,4	0,6			2	35,88	2,6	35,974	1914,28
21	254	1	1,24	30		3,4	0,6			2	35,88	2,6	35,974	1914,28
22	254	9	3,1	30		15	0,6			9	100,8	14,4	101,823	1238,35
24	254	11	0,326	30		1,4	0,6			0,7	38,57	7,3	39,255	1863,6
25	254	14	0,326	30		1,4	0,6			0,7	40,53	9,1	41,539	1829,87
37	254	8	0,326	30		1,4	0,6			0,7	36,62	5,5	37,031	1897,65
38	254	11	0,326	30		1,4	0,6			0,7	38,57	7,3	39,255	1863,6
44	254	8	3,1	30		15	0,6			9	94,6	13,8	95,601	1281,1
СП-4	254	20	0,89	30	0,15	2,8	0,6	0,64	0,21	1,6	68,55	14,45	70,056	1492,61
12	254	5	0,62	30		2,05	0,6			1,2	38,25	4,2	38,48	1875,33
13	254	3	0,62	30		2,05	0,6			1,2	35,77	3	35,896	1915,52
14	254	4	7,74	30		15	0,6			9	106,92	11,4	107,526	1201,61
23	254	2	3,1	30		15	0,6			9	57,4	10,2	58,299	1615,35
45	254	2	3,1	30		15	0,6			9	57,4	10,2	58,299	1615,35
46	254	2	3,1	30		15	0,6			9	57,4	10,2	58,299	1615,35
48	254	3	3,1	30		15	0,6			9	63,6	10,8	64,51	1548,1
50	254	5	3,1	30		15	0,6			9	76	12	76,942	1429,01
СП-5	254	17	1,94	30	0,15	6,8	0,6	0,64	0,21	4,5	102,91	15,55	104,078	1223,56
15	254	2	7,74	30		15	0,6			9	75,96	10,2	76,642	1431,67
16	254	3	7,74	30		15	0,6			9	91,44	10,8	92,076	1306,65
17	254	7	7,74	30		15	0,6			9	153,36	13,2	153,927	967,92
26	254	6	1,94	30		15	0,6			9	68,28	12,6	69,433	1498,64
47	254	3	3,1	30		15	0,6			9	63,6	10,8	64,51	1548,1
49	254	4	3,1	30		15	0,6			9	69,8	11,4	70,725	1486,18
СП-6	254	34	0,026	30	0,15	0,63	0,6	0,64	0,21	0,25	32,55	21,5	39,01	1867,29
18	254	3	7,74	30		15	0,6			9	91,44	10,8	92,076	1306,65
19	254	3	7,74	30		15	0,6			9	91,44	10,8	92,076	1306,65
40	254	8	0,62	30		2,05	0,6			1,2	41,97	6	42,397	1817,51
41	254	2	0,62	30		2,05	0,6			1,2	34,53	2,4	34,613	1936,12
42	254	6	0,62	30		2,05	0,6			1,2	39,49	4,8	39,781	1855,72
43	254	3	0,62	30		2,05	0,6			1,2	35,77	3	35,896	1915,52
СП-7	254	48	0,026	30	0,15	0,63	0,6	0,64	0,21	0,25	33,28	29,9	44,739	1784,62
27	254	9	1,94	30		15	0,6			9	79,92	14,4	81,207	1392,27
28	254	5	0,62	30		2,05	0,6			1,2	38,25	4,2	38,48	1875,33
30	254	8	0,62	30		2,05	0,6			1,2	41,97	6	42,397	1817,51
31	254	2	1,24	30		3,4	0,6			2	38,36	3,2	38,493	1875,13
32	254	2	1,24	30		3,4	0,6			2	38,36	3,2	38,493	1875,13
33	254	12	1,24	30		3,4	0,6			2	63,16	9,2	63,827	1555,22
34	254	9	1,24	30		3,4	0,6			2	55,72	7,4	56,209	1639,32
39	254	12	1,24	30		3,4	0,6			2	63,16	9,2	63,827	1555,22

18. Проверка элементов цеховой сети

Проверка защитных аппаратов сети напряжением ниже 1000 В на отключающую способность

Проверка на отключающую способность осуществляется по выражению:

(18.1)

Таблица 18.1 - Проверка автоматических выключателей

Место установки (СП или № ЭП)	Тип автоматического выключателя	Предельная отключающая способность, кА	Номер точки к.з.	Iкз(3), кА
Вводной автомат QF1, QF3	ВА 51-39	35	К3	6,4
Секционный автомат QF2	ВА 51-37	25	К3	6,4
СП-1	ВА 51-31	7	К4	3,959
1	ВА 51-25	2,5	К5	1,46
2	ВА 51-25	2,5	К6	1,708
3	ВА 51-25	2,5	К7	2,056
4	ВА 51-31	6	К8	2,755
5	ВА 51-31	6	К9	2,671
35	ВА 51-31	6	К10	2,422
36	ВА 51-31	6	К11	2,329
11	ВА 51-31	7	К12	2,529
СП-2	ВА 51-31	6	К13	3,383
6	ВА 51-31	6	К14	2,109
7	ВА 51-31	6	К15	2,388
8	ВА 51-31	6	К16	2,347
9	ВА 51-25	3	К17	1,772
20	ВА 51-31	6	К18	2,262
СП-3	ВА 51-35	15	К19	3,593
10	ВА 51-31	6	К20	2,587
21	ВА 51-31	6	К21	2,587
22	ВА 51-31	6	К22	2,002
24	ВА 51-35	15	К23	2,519
25	ВА 51-35	15	К24	2,492
37	ВА 51-35	15	К25	2,546
38	ВА 51-35	15	К26	2,519
44	ВА 51-31	6	К27	2,057
СП-4	ВА 51-31	6	К28	3,268
12	ВА 51-31	7	К29	2,362
13	ВА 51-31	7	К30	2,392
14	ВА 51-25	3	К31	1,847
23	ВА 51-31	6	К32	2,292
45	ВА 51-31	6	К33	2,292
46	ВА 51-31	6	К34	2,292
48	ВА 51-31	6	К35	2,225
50	ВА 51-31	6	К36	2,102
СП-5	ВА 51-31	6	К37	2,712
15	ВА 51-25	3	К38	1,852
16	ВА 51-25	3	К39	1,745
17	ВА 51-25	3	К40	1,417
26	ВА 51-31	6	К41	1,909
47	ВА 51-31	6	К42	1,947
49	ВА 51-31	6	К43	1,898
СП-6	ВА 51-37	25	К44	4,224
18	ВА 51-25	3	К45	2,292
19	ВА 51-25	3	К46	2,292
40	ВА 51-31	7	К47	2,778
41	ВА 51-31	7	К48	2,907
42	ВА 51-31	7	К49	2,82
43	ВА 51-31	7	К50	2,885
СП-7	ВА 51-37	25	К51	4,189
27	ВА 51-31	6	К52	2,414
28	ВА 51-31	7	К53	2,826
30	ВА 51-31	7	К54	2,764
31	ВА 51-31	6	К55	2,849
32	ВА 51-31	6	К56	2,849
33	ВА 51-31	6	К57	2,477
34	ВА 51-31	6	К58	2,578
39	ВА 51-31	6	К59	2,477

Так, как >, то все автоматы выбраны правильно, и подходят по отключающей способности к токам к.з.

Проверка защитных аппаратов сети напряжением ниже 1000 В на чувствительность к токам КЗ

Расчет токов однофазных КЗ на остальных СП аналогичен, результаты представим в таблице 18.2, где произведем проверку чувствительности автоматических выключателей на линиях к однофазным КЗ по условию чувствительности [12, с. 291, 294]:

(18.2)

(для автоматов с обратнозависимой характеристикой). Данное условие выполняется для всех автоматов (таблица 18.2).

Таблица 18.2 - Проверка чувствительности автоматов к однофазным КЗ

Место установки (КТП, СП или ЭП)	Номер точки КЗ	Тип выключателя	Iрц.ном, А	Iкз(1), А	Iкз(1) / Iрц.ном
Вводной автомат QF1, QF3	К3	ВА 51-39	800	5760	7,2
Секционный автомат QF2	К3	ВА 51-37	400	5760	14,4
СП-1	К4	ВА 51-31	100	1813,58	18,14
1	К5	ВА 51-25	12,5	810,23	64,82
2	К6	ВА 51-25	12,5	967,92	77,43
3	К7	ВА 51-25	12,5	1201,61	96,13
4	К8	ВА 51-31	80	1906,47	23,83
5	К9	ВА 51-31	80	1823,89	22,8
35	К10	ВА 51-31	40	1461,43	36,54
36	К11	ВА 51-31	40	1392,27	34,81
11	К12	ВА 51-31	100	1693,93	16,94
СП-2	К13	ВА 51-31	50	1505,38	30,11
6	К14	ВА 51-31	40	1392,27	34,81
7	К15	ВА 51-31	80	1823,89	22,8
8	К16	ВА 51-31	31,5	1615,35	51,28
9	К17	ВА 51-25	20	1112,14	55,61
20	К18	ВА 51-31	63	1669,37	26,5
СП-3	К19	ВА 51-35	160	1627,82	10,17
10	К20	ВА 51-31	63	1914,28	30,39
21	К21	ВА 51-31	63	1914,28	30,39
22	К22	ВА 51-31	31,5	1238,35	39,31
24	К23	ВА 51-35	160	1863,6	11,65
25	К24	ВА 51-35	160	1829,87	11,44
37	К25	ВА 51-35	160	1897,65	11,86
38	К26	ВА 51-35	160	1863,6	11,65
44	К27	ВА 51-31	31,5	1281,1	40,67
СП-4	К28	ВА 51-31	80	1492,61	18,66
12	К29	ВА 51-31	100	1875,33	18,75
13	К30	ВА 51-31	100	1915,52	19,16
14	К31	ВА 51-25	16	1201,61	75,1
23	К32	ВА 51-31	31,5	1615,35	51,28
45	К33	ВА 51-31	31,5	1615,35	51,28
46	К34	ВА 51-31	31,5	1615,35	51,28
48	К35	ВА 51-31	31,5	1548,1	49,15
50	К36	ВА 51-31	31,5	1429,01	45,37
СП-5	К37	ВА 51-31	50	1223,56	24,47
15	К38	ВА 51-25	16	1431,67	89,48
16	К39	ВА 51-25	20	1306,65	65,33
17	К40	ВА 51-25	20	967,92	48,4
26	К41	ВА 51-31	40	1498,64	37,47
47	К42	ВА 51-31	31,5	1548,1	49,15
49	К43	ВА 51-31	31,5	1486,18	47,18
СП-6	К44	ВА 51-37	320	1867,29	5,84
18	К45	ВА 51-25	20	1306,65	65,33
19	К46	ВА 51-25	20	1306,65	65,33
40	К47	ВА 51-31	100	1817,51	18,18
41	К48	ВА 51-31	100	1936,12	19,36
42	К49	ВА 51-31	100	1855,72	18,56
43	К50	ВА 51-31	100	1915,52	19,16
СП-7	К51	ВА 51-37	320	1784,62	5,58
27	К52	ВА 51-31	40	1392,27	34,81
28	К53	ВА 51-31	100	1875,33	18,75
30	К54	ВА 51-31	100	1817,51	18,18
31	К55	ВА 51-31	63	1875,13	29,76
32	К56	ВА 51-31	63	1875,13	29,76
33	К57	ВА 51-31	63	1555,22	24,69
34	К58	ВА 51-31	63	1639,32	26,02
39	К59	ВА 51-31	63	1555,22	24,69

19. Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных электроприемников

Наиболее наглядно анализ качества напряжения отражается эпюрой отклонения напряжения. Общее отклонение напряжения характеризуется исходной схемой электроснабжения. Величина напряжения на источнике питания за счет встречного регулирования напряжения в зависимости от режима работы следующая:

в максимальном режиме 1,05U_НОМ

в минимальном режиме U_НОМ

На цеховых трансформаторных подстанциях устанавливают трансформаторы, которые имеют устройства ПБВ с пределом регулирования 2Ч2,5%.

Расчет будем производить:

1. Для самого мощного электроприемника (ЭП № 29, от СП-6);

2. Для самого удаленного (ЭП № 33, от СП-7).

Величина отклонения напряжения рассчитывается по формуле:

Потери в кабельной линии определяются выражением:

Потери в трансформаторе КТП определяются выражением:

где коэффициент загрузки, соответственно активная и реактивная составляющие напряжение короткого замыкания:

U_a = ДP_к.з./ S_ном.тр.• 100.

Оценка качества напряжения для самого мощного электроприемника.

При расчетах используем данные из предыдущих расчетов.

Рисунок 19.1 - Расчетная схема

Максимальный режим.

U_ном = 10500 В - напряжение ИП в максимальном режиме.

Максимальный режим.

Потери напряжения в высоковольтной линии Л, питающей один трансформатор, определены в процентах в п.14 по формуле (14.5):

ДU_Л = 0,5 %.

Отклонение напряжения относительно номинального в линии Л:

V₂ = 5 - 0,5 = 4,5 %.

ДU_Л = 0,5 • 10000/100 = 50 В.

тогда напряжение в конце линии Л составит:

U₂ = 10500 - 50 = 10450 В.

Вычислим потери напряжения в трансформаторе.

ДP_к.з. = 6,2 кВт; S_ном.тр. = 320 кВА.

U_a = ДP_к.з./ S_ном.тр.• 100 = 6,2 / 320 • 100 = 1,94 %

U_к = 4,5%,

Мощность третьего уровня (см. п.14):

S_III = 362,01 кВА.

Коэффициент загрузки трансформатора:

Напряжение на шинах НН трансформатора, приведенное к ВН:

U₃ = U₂ - = 10450 - 218 = 10232 В.

Коэффициент трансформации:

Отклонение напряжения относительно номинального:

Потеря напряжения в линии КЛ1, соединяющем РУ-0,4 и СП-6 (таблица 15.3):

Напряжение в конце кабеля КЛ1, у СП-6:

Отклонение напряжения в конце кабеля относительно номинального:

Потери напряжения в линии КЛ2 от СП-6 до ЭП №29 (таблица 15.1):

Напряжение в месте присоединения линии КЛ2, питающего ЭП №29:

Отклонение напряжения в конце кабеля относительно номинального:

2,02% < 5%. Условие выполняется, потери допустимы.

Расчеты для минимального и послеаварийного режимов для самого мощного электроприемника аналогичны (таблица 19.1). Нагрузка в минимальном режиме принята равной 70% от нагрузки максимального режима, послеаварийный режим подразумевает выход из строя одного из трансформаторов. Все необходимые параметры для расчета представлены в таблице 19.1.

Оценка качества напряжения для самого удаленного электроприемника.

При расчетах используем данные из предыдущих расчетов.

Рисунок 19.2 - Расчетная схема

Расчеты для трех режимов для самого удаленного электроприемника аналогичны (таблица 19.2). Нагрузка в минимальном режиме принята равной 70% от нагрузки максимального режима, послеаварийный режим подразумевает выход из строя одного из трансформаторов.

Все необходимые параметры для расчета представлены в таблице 19.2.



Рисунок 19.3 - Эпюры отклонений напряжения для мощного ЭП

Рисунок 19.4 - Эпюры отклонений напряжения для удаленного ЭП



Заключение

Результатом данной курсовой работы является система электроснабжения ремонтно-механического цеха №10 инструментального завода. Система электроснабжения проектировалась с учетом современным требованиям к системам, таким как надежность, экономичность, безопасность для человека и окружающей среды.

Было обосновано питающее напряжение, рассчитаны электрические нагрузки по уровням электроснабжения. Из двух схем электроснабжения на основании технико-экономического сравнения, разработана радиальная схема на силовых пунктах на стороне НН, выбрано соответствующее оборудование.

Проведены светотехнический и электротехнический расчеты освещения. В проекте предусмотрено также аварийное освещение.

Выбранное электротехническое оборудование проверено на действие токов короткого замыкания.

Анализ качества напряжения у характерных электроприемников, проведенный для различных режимов работы, показал, что отклонения напряжения лежат в допустимых пределах.



Список использованных источников

Герасименко, А. А. Передача и распределение электрической энергии: учебное пособие / А. А. Герасименко, В. Т. Федин. - Ростов-н/Д: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006. - 720 с.

Дипломное проектирование по специальности 140211.65 «Электроснабжение»: учеб. пособие / Л. Л. Латушкина, А. Д. Макаревич, А. С. Торопов, А. Н. Туликов ; Сиб. федер. ун-т, ХТИ - филиал СФУ. - Абакан : Ред.-изд. сектор ХТИ - филиала СФУ, 2012. - 232 с.

Князевский, Б. А. Электроснабжение промышленных предприятий : Учеб. для студ. вузов по спец. «Электропривод и автоматизация промышленных установок» / Б.А. Князевский, Б.Ю. Липкин. - 3-е изд., перераб. и доп. - / 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1986. - 400 с.

Кудрин, Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий : учебник для студентов высших учебных заведений.- 2-е изд. - М. : Интермет Инжиниринг, 2006. - 672 с.

НТП ЭПП-94. Нормы технологического проектирования. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. М.: АООТ ОТК ЗВНИ ПКИ Тяжпромэлектропроект, 1994 (1-я редакция).

Пособие к «Указаниям по расчету электрических нагрузок». - М.: Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт Тяжпромэлектропроект, 1993 (2-я редакция).

Правила устройства электроустановок. - 7-е издание. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2013. - 701 с.

РД 153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования; дата введ. 23.03.1998. - М.: Издательство МЭИ, 2003. - 131 с.

РТМ 36.18.32.4-92. Указания по расчету электрических нагрузок; дата введ. 01.01.1993. - М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 2007. - 27 с.

Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под. ред. Г. М. Кнорринга. - Л., Энергия, 1976.

Справочник электрика / Под ред. Э. А. Киреевой и С. А. Цырука. - М. : Колос, 2007. - 464 с.

Старкова, Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов / А. А. Федоров, Л. Е. Старкова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1987. - 386 с.

Шеховцов, В. П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. - 214 с.

Электротехнический справочник: в 4 т. Т. 2. Электротехнические устройства и изделия / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). ? 9-е изд., стер. ? М.: Издательство МЭИ, 2004. ? 964 с.

Размещено на Allbest.ru