Напряжение на шинах ГПП в послеаварийном режиме:

кВ

В рассматриваемом послеаварийном режиме отключена конденсаторная установка, поэтому расчетные мощности по цеху и РП:

кВА

Потери напряжения в кабельной линиии до трансформатора:

В

Потери напряжения в трансформаторе:

В

Напряжение на стороне низшего напряжения трансформатора, приведенное к высшему:

В

Напряжение на стороне низшего напряжения трансформатора, находится из условия, что устройство ПБВ находится в нулевом положении:

В

Расчет отклонения напряжения на зажимах электроприемника №42

Действительное значение напряжения на РП1:

В

Действительное значение напряжения на зажимах электроприемника №42:

В

Отклонение напряжения от номинального на данном электроприемнике:

.

Результаты расчета режима послеаварийных нагрузок для остальных электроприемников приведены в таблице 23.

Таблица 23

Обозначение на схеме	Рр, кВт	Qp, квар	R, мОм	ДU, В	U, В	дU, %
0-1	211,63	208,11	2,716 Ом	0,158 Ом	60,77	-	-
1-2	211,63	208,11	4,96 Ом	17,3 Ом	465	398,97	4,99
2-3	31,38	-	42,55	3,51	395,46	4,07
2-4	61,88	-	9,15	1,49	397,48	4,60
4-5	32,68	-	37,20	3,20	394,28	3,76
2-6	59,88	-	7,75	1,22	397,75	4,67
6-7	10	-	178,58	4,70	393,05	3,43
2-8	23,13	-	50,54	3,08	395,89	4,18
8-9	14,29	-	42,82	1,61	394,28	3,76
2-10	41,42	-	17,86	1,95	397,02	4,48
10-11	12,31	-	190,09	6,16	390,86	2,86
2-12	105,96	-	3,06	0,85	398,12	4,77
12-13	31,75	54,92	15,04	1,26	396,86	4,44
13-14	14,29	-	8,73	2,05	394,81	3,90
13-15	17,06	-	212,58	11,00	385,86	1,54
13-16	10,26	-	15,40	0,72	396,14	4,25
16-17	7,02	-	228,16	4,21	391,93	3,14
16-18	14,46	-	194,69	7,41	388,74	2,30
16-19	16,29	-	28,00	1,20	394,94	3,93
12-20	54,08	93,6	7,35	1,05	397,07	4,49
20-21	6,58	-	173,60	4,44	392,63	3,32
20-22	52,24	-	1,67	0,87	391,76	3,10
22-23	10	-	185,25	4,88	386,89	1,81
22-24	14,46	-	132,64	5,05	386,72	1,77
20-25	4,44	-	19,27	0,23	396,84	4,43
25-26	3	-	326,12	2,57	394,27	3,76

В соответствии с [22], для обеспечения долговечности электродвигателей использовать их при напряжении выше 110 и ниже 90% от номинального не рекомендуется.

То есть, положительные и отрицательные отклонения напряжения на асинхронных двигателях не должны отличаться более чем на 10 % от номинального напряжения. Из приведенных выше расчетов видно, что отклонения напряжения на зажимах электроприемников находятся в допустимых пределах.



7. Расчет токов короткого замыкания

Расчёт тока короткого замыкания как во время проектирования систем и элементов электроснабжения, так и при анализе работы существующих систем преследует две цели:

- определение максимально возможных токов короткого замыкания для проверки проводников и аппаратов на термическую и динамическую стойкость во время короткого замыкания, а так же для выбора мер по ограничению токов короткого замыкания или времени их действия;

- определение минимально возможных токов короткого замыкания для проверки чувствительности защиты, правильного выбора системы и параметров срабатывания защиты и определения максимально возможного времени срабатывания защиты.

В первом случае расчётным видом КЗ обычно выбирают трёхфазное короткое замыкание, так как случаи, когда токи двух- или однофазного КЗ больше, чем токи трёхфазного КЗ, относительно редки. Расчётную точку выбирают так, чтобы ток, проходящий через проверяемые аппарат или проводник, оказался максимально возможным (в начале проверяемой линии, непосредственно за проверяемым аппаратом и т.п.).

Во втором случае расчётным видом КЗ служит одно- или двухфазное КЗ, происходящее в конце проверяемого участка при таких реально возможных схеме сети и числе источников питания, при которых токи КЗ минимальны.

При расчете токов КЗ необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая проводники, разъединители, контакты, силовые трансформаторы, трансформаторы тока, токовые катушки автоматических выключателей и т.п.

При расчете токов КЗ, необходимых для проверки чувствительности защит, учитывается сопротивление дуги в месте КЗ.

При расчете допускается:

- не учитывать ток намагничивания трансформатора и насыщения магнитной системы электрических машин.

- не учитывать влияние асинхронных двигателей, если их суммарный номинальный ток не превышает 1% начального значения периодической составляющей тока КЗ рассчитанного без учета влияния двигателей [23].

Расчет токов КЗ ведется в именованных единицах, параметры расчетной схемы замещения приведены к напряжению той ступени, где находится точка КЗ, а все сопротивления выражены в именованных единицах.

7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением выше 1000 В

Схема замещения представлена на рисунке 4.

Рисунок 4.

В точке К1 рассматривается трехфазное короткое замыкание.

Эквивалентное сопротивление системы рассчитывается по выражению:

,

где - мощность короткого замыкания (по заданию).

Сопротивление высоковольтного кабеля:

Сопротивление трансформатора:

.

Расчет токов короткого замыкания в точке К1.

Ударный ток от системы:

,

где - ударный коэффициент



с

с

.

Ток двухфазного короткого замыкания находится по формуле:

,

где Z⁽²⁾_к = , таким образом:

7.2 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением ниже 1000 В

Схема замещения для расчета токов короткого замыкания представлена на рисунке 5. На схеме обозначены следующие сопротивления:

- сопротивление системы;

мОм

,- сопротивление кабельной линии до трансформатора будет равно:

мОм

мОм

R_т, Х_т - активное и индуктивное сопротивления трансформатора приведенные к низшему напряжению;

.

Сопротивление трансформаторов тока [23]:

100/5 ;

200/5 ;

400/5 ;

Значение переходного сопротивления контактных соединений [23]:

;

;

;

;

;

;



Значение сопротивления разъединителя, установленного в водной и в линейных панелях [12]: ,

Значения сопротивлений автоматических выключателей:

;

;

;

;

; .

Сопротивления проводов и кабелей, питающих РП и электроприемники представлены в таблице 24

Таблица 24

	R0, мОм	X0, мОм	L, м	R, мОм	X, мОм
Ш1	0,21	0,21	19,3	4,06	4,06
Ш2			14,0	2,95	2,95
Ш3			1,8	0,37	0,37
Ш4			12,3	2,58	2,58
Ш5			59,7	12,54	12,54
до Т	1,91	0,113	1420	3,94	0,23
до РП1	0,32	0,081	28,6	9,15	2,32
до ЭП 42	1,2	0,091	31	37,20	2,82
до ЭП 41	12,4	0,116	12,3	152,52	1,43
до РП 2	0,443	0,082	17,5	7,75	1,44
до ЭП 37	7,41	0,107	17,6	130,42	1,88
до РП 3	1,91	0,095	9,9	18,91	0,94
до РП 4	1,2	0,091	9,8	11,76	0,89
до ШРА	0,206	0,079	14,9	3,07	1,18
до ЭП 28	12,4	0,116	14	173,60	1,62
до РП 7	0,641	0,085	2,6	1,67	0,22
до ЭП 24	7,41	0,107	25	185,25	2,68
до РП 6	7,41	0,107	2,6	19,27	0,28
до ЭП 14	12,4	0,116	26,3	326,12	3,05
до РП 5	3,08	0,099	5,3	16,32	0,52
до ЭП 18	12,4	0,116	19,4	240,56	2,25
до ЭП 17	3,08	0,099	5	15,40	0,50

Расчет токов трехфазного короткого замыкания от системы определяется следующим образом.

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ без учета сопротивления дуги в месте КЗ:

,

где = 400 В - среднее напряжение сети на стороне низшего напряжения трансформатора;

- полное суммарное сопротивление всех элементов сети от источника до точки КЗ.

,

где , - активные и реактивные суммарные сопротивления всех элементов сети от источника до точки КЗ.

Снижение тока к.з. от системы при учете сопротивления дуги определяется с помощью коэффициента снижения Кс [10]:

Ток КЗ с учетом сопротивления дуги:

Ударный ток от системы определится по выражению:



,

где - ударный коэффициент.

Время наступления ударного тока в месте короткого замыкания:

,

Время затухания апериодической составляющей:

Расчет короткого замыкания в точке К1.

Суммарное сопротивление сети до точки короткого замыкания К1.

Коэффициент снижения:

Тогда ток КЗ с учетом сопротивления дуги:

Ударный коэффициент и ударный ток от системы:

Результаты расчетов трехфазных токов короткого замыкания для остальных точек представлены в таблице 25.

Таблица 25

Точка КЗ	R, мОм	Х, мОм	Z, мОм	Iпо, кА	Kc	Iпо.д, кА	?к,°	tуд	Ta	kуд	, кА
К1	12,22	28,55	31,05	7,44	0,75	5,57	66,86	0,00871	0,00744	1,31	13,78
К2	22,72	31,54	38,87	5,94	0,77	4,59	54,27	0,00801	0,00442	1,16	9,77
К5	21,32	30,66	37,34	6,18	0,77	4,75	55,22	0,00807	0,00458	1,17	10,25
К7	32,52	30,16	44,36	5,21	0,79	4,10	42,86	0,00738	0,00295	1,08	7,97
К8	25,36	30,11	39,37	5,87	0,77	4,54	49,92	0,00777	0,00378	1,13	9,36
К10	23,99	36,06	43,31	5,33	0,79	4,19	56,39	0,00813	0,00479	1,18	8,92
К12	43,53	35,79	56,35	4,10	0,82	3,35	39,45	0,00719	0,00262	1,06	6,17
К14	42,79	38,24	57,38	4,02	0,82	3,29	41,81	0,00732	0,00285	1,08	6,13
К17	31,15	45,06	54,78	4,22	0,81	3,43	55,37	0,00808	0,00461	1,17	7,00



7.3 Расчет токов подпитки от асинхронных двигателей на шинах распределительных пунктов и шинопровода

Данные по двигателям приведены в таблице 26

Таблица 26

№	N	Р, кВт	cos ц	з, о.е.	KП	KI	Sном, %	Iном, А	N·Iном
1	2	10	0,5	87,5	2,2	7,5	3	34,73	69,46
2	1	2,8	0,5	82	2	6	4,3	10,38	10,38
3	4	3	0,5	82	2	6	4,3	11,12	44,48
4	4	2,8	0,5	82	2	6	4,3	10,38	41,52
5	2	9,585	0,65	87,5	2,2	7,5	2,7	25,61	51,22
6	1	11,125	0,5	87,5	2,2	7,5	2,7	38,63	38,63
7	2	10	0,5	87,5	2,2	7,5	2,7	34,73	69,46
8	2	7	0,5	87,5	2,2	7,5	3	24,31	48,62
9	1	7,46	0,5	87,5	2,2	7,5	3	25,92	25,92
10	2	7	0,5	87,5	2,2	7,5	3	24,31	48,62
11	2	4,5	0,5	85,5	2	6	4,7	15,99	31,98
12	1	11	0,5	87,5	2,2	7,5	2,7	38,2	38,2
13	2	4,625	0,5	85,5	2	6	4,7	16,44	32,88
14	4	1,125	0,5	75	2	6	4,3	4,56	18,24
15	2	4,5	0,5	85,5	2	6	4,7	15,99	31,98
16	5	1,7	0,5	75	2	6	4,3	6,89	34,45
17	2	10	0,8	87,5	2,2	7,5	2,7	21,7	43,4
18	3	3	0,5	85,5	2	6	4,3	10,66	31,98
19	1	6,32	0,5	87,5	2	7	3,7	21,96	21,96
20	2	7,125	0,5	87,5	2,2	7,5	3	24,74	49,48
21	2	4,5	0,5	85,5	2	6	4,7	15,99	31,98
22	1	6,32	0,5	87,5	2	7	3,7	21,96	21,96
23	2	4,5	0,5	85,5	2	6	4,7	15,99	31,98
24	2	7	0,8	87,5	2,2	7,5	3	15,19	30,38
28	2	4,5	0,8	85,5	2	6	4,7	10	20
29	2	7	0,65	87,5	2,2	7,5	3	18,7	37,4
30	3	20	0,85	90	1,4	6,5	2	39,72	119,16
31	2	12,95	0,5	87,5	2,2	7,5	2,7	44,97	89,94
32	2	7,125	0,5	87,5	2,2	7,5	3	24,74	49,48
33	2	4,5	0,5	85,5	2	6	4,7	15,99	31,98
34	2	10	0,8	87,5	2,2	7,5	2,7	21,7	43,4
36	2	7,125	0,5	87,5	2,2	7,5	3	24,74	49,48
37	3	4,5	0,5	85,5	2	6	4,7	15,99	47,97
38	2	7	0,8	87,5	2,2	7,5	3	15,19	30,38
40	2	3,4	0,5	85,5	2	6	4,7	12,08	24,16
41	2	4,5	0,8	85,5	2	6	4,7	10	20

Определяются точки короткого замыкания, в которых подпитка от двигателей будет учитываться, если суммарный номинальный ток от двигателей превышает 1 % от периодической составляющей тока к. з. в этой точке. Результаты проверки точек приведены в таблице 27.

Таблица 27

Точка КЗ	Iпо, кА	Iном.дв., А	Iном.дв./ Iпо, %
К2	4,04	0,044	1,09
К5	4,15	0,128	3,08
К7	3,72	0,125	3,36
К8	4,01	0,247	6,15
К10	3,74	0,084	2,25
К12	3,13	0,050	1,6
К14	3,08	0,135	4,4

Следовательно, для всех точек короткого замыкания на РП необходимо учитывать подпитку от двигателей.

Периодическая составляющая тока подпитки от асинхронного двигателя определяется по выражению:

где - сверхпереходная э.д.с. асинхронного двигателя;

R_{ад .}- активное сопротивление двигателя;

Х^”_ад. - сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя;

- суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи, включенной между двигателем и расчетной точкой короткого замыкания.

Сверхпереходная э.д.с. асинхронного двигателя определяется по выражению:

где- номинальное фазное напряжение сети.

Полное сопротивление двигателя определяется по выражению:

-активное сопротивление статора, мОм;

-активное сопротивление ротора, приведённое к статору, мОм. Это сопротивление допустимо определять по формуле:

- кратность пускового момента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

- кратность пускового тока электродвигателя по отношению к его номинальному току;

_. - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

- механические потери в электродвигателе (включая добавочные потери), кВт;



=0,02Р_ном.

- номинальное скольжение;

_. - номинальный ток электродвигателя, А.

Активное сопротивление статора электродвигателя, в миллиомах, если оно не задано заводом изготовителем, допускается определять по формуле:

, где

- номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %

Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя в миллиомах равно:

Номинальный ток электродвигателя определяется:

При расчёте ударного тока от асинхронного двигателя допускается считать, что ударный ток наступает через 0,01 с после момента КЗ. Амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент времени t=0,01с равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ.

При расчёте ударного тока от АД рекомендуется учитывать затухание как периодической, так и апериодической составляющих тока статора. В этом случае:

где Т_р - постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора равная:

Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора.

Рассматривается расчет для электроприемника №14.

Номинальный ток электродвигателя:

.

Активное сопротивление статора:

.

Активное сопротивление ротора, приведённое к статору:

.



Суммарное активное сопротивление:

.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление:

.

Сверхпереходная эквивалентная ЭДС:

Суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи, включенной между двигателем и расчетной точкой короткого замыкания.

Периодическая составляющая тока подпитки от асинхронного двигателя:

.

Постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора равна:

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора равна.

Ударный ток от АД :

Результаты расчета для остальных электроприемников, подключенных к РП1-РП7 представлены в таблице 29.

Суммарные активные и индуктивные сопротивления между двигателем и расчетной точкой короткого замыкания представлены в таблице 28.

Таблица 28

РП1	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	40.1	9,8	7,41	0,107	72,87	1,05	0,0545	0,1	7	4,5	80,02	5,55
	40.2	17,6	7,41	0,107	130,12	1,88	0,0545	0,1	7	4,5	137,27	6,38
	41.1	22,8	12,4	0,116	283,07	2,65	0,0545	0,1	7	4,5	290,22	7,15
	41.2	12,6	12,4	0,116	156,78	1,47	0,0545	0,1	7	4,5	163,93	5,97
РП2	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	36.1	22,1	3,08	0,099	68,15	2,19	0,0545	0,1	7	4,5	75,30	6,69
	36.2	19,3	3,08	0,099	59,49	1,91	0,0545	0,1	7	4,5	66,65	6,41
	37.1	9,8	7,41	0,107	72,87	1,05	0,0545	0,1	7	4,5	80,02	5,55
	37.2	15,8	7,41	0,107	117,11	1,69	0,0545	0,1	7	4,5	124,26	6,19
	37.3	19,0	7,41	0,107	140,53	2,03	0,0545	0,1	7	4,5	147,68	6,53
	38.1	12,3	7,41	0,107	91,08	1,32	0,0545	0,1	7	4,5	98,24	5,82
	38.2	23,9	7,41	0,107	176,96	2,56	0,0545	0,1	7	4,5	184,12	7,06
РП3	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	32.1	2,8	3,08	0,099	8,65	0,28	0,0545	0,1	7	4,5	15,81	4,78
	32.2	8,8	3,08	0,099	27,04	0,87	0,0545	0,1	7	4,5	34,20	5,37
	33.1	9,1	7,41	0,107	67,66	0,98	0,0545	0,1	7	4,5	74,82	5,48
	33.2	18,3	7,41	0,107	135,32	1,95	0,0545	0,1	7	4,5	142,48	6,45
	34.1	12,6	3,08	0,099	38,94	1,25	0,0545	0,1	7	4,5	46,10	5,75
	34.2	23,2	3,08	0,099	71,39	2,29	0,0545	0,1	7	4,5	78,55	6,79
РП4	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	29.1	33,4	5,11	0,1	170,49	3,34	0,0545	0,1	7	4,5	177,64	7,84
	29.2	37,9	5,11	0,1	193,82	3,79	0,0545	0,1	7	4,5	200,97	8,29
	31.1	2,5	1,2	0,091	2,95	0,22	0,0365	0,064	7	4,5	10,05	4,72
	31.2	7,7	1,2	0,091	9,27	0,70	0,0365	0,064	7	4,5	16,37	5,20
РП5	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	18.1	4,6	12,4	0,116	56,61	0,53	0,0545	0,1	7	4,5	63,77	5,03
	18.2	15,8	12,4	0,116	195,97	1,83	0,0545	0,1	7	4,5	203,12	6,33
	18.3	19,3	12,4	0,116	239,52	2,24	0,0545	0,1	7	4,5	246,67	6,74
	19	16,9	3,09	0,1	52,09	1,69	0,0545	0,1	7	4,5	59,24	6,19
	20.1	8,8	3,08	0,099	27,04	0,87	0,0545	0,1	7	4,5	34,20	5,37
	20.2	14,0	3,08	0,099	43,27	1,39	0,0545	0,1	7	4,5	50,42	5,89
	21.1	12,3	7,41	0,107	91,08	1,32	0,0545	0,1	7	4,5	98,24	5,82
	21.2	14,0	7,41	0,107	104,10	1,50	0,0545	0,1	7	4,5	111,25	6,00
РП6	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	14.1	26,3	12,4	0,116	326,09	3,05	0,0545	0,1	7	4,5	333,25	7,55
	14.2	24,2	12,4	0,116	300,49	2,81	0,0545	0,1	7	4,5	307,64	7,31
	14.3	17,6	12,4	0,116	217,74	2,04	0,0545	0,1	7	4,5	224,90	6,54
	14.4	4,9	12,4	0,116	60,97	0,57	0,0545	0,1	7	4,5	68,12	5,07
	15.1	10,9	7,41	0,107	80,67	1,16	0,0545	0,1	7	4,5	87,83	5,66
	15.2	7,4	7,41	0,107	54,65	0,79	0,0545	0,1	7	4,5	61,80	5,29
РП7	№	L, м	Rкл0, мОм	Xкл0, мОм	Rкл, мОм	Xкл, мОм	Rк.н., мОм	Rк.к., мОм	Rа, мОм	Ха, мОм	R1?, мОм	X1?, мОм
	22	11,6	3,09	0,1	35,81	1,16	0,0545	0,1	7	4,5	42,97	5,66
	23	7,4	7,41	0,107	54,65	0,79	0,0545	0,1	7	4,5	61,80	5,29
	24.1	11,6	7,41	0,107	85,88	1,24	0,0545	0,1	7	4,5	93,03	5,74
	24.2	26,3	7,41	0,107	195,18	2,82	0,0545	0,1	7	4,5	202,33	7,32

Таблица 29

	№ п/п	Р, кВт	Iном, А	R1?, мОм	X1?, мОм	R1, мОм	R`2, мОм	Rад, мОм	X`ад, мОм	E``ад, В	I(3)ПОад, кА	TР	TА	iуд
РП1	40.1	3,4	12,08	80,02	5,55	853,34	498,75	1332,14	2727,37	183,44	0,06	0,0174	0,0102	0,08
	40.2	3,4	12,08	137,27	6,38	853,34	498,75	1332,14	2727,37	183,44	0,06	0,0174	0,0102	0,08
	41.1	4,5	10	290,22	7,15	1031,59	963,27	1956,34	3101,16	186,20	0,05	0,0103	0,0096	0,05
	41.2	4,5	10	163,93	5,97	1031,59	963,27	1956,34	3101,16	186,20	0,05	0,0103	0,0096	0,05
Итого										0,22		0,26
РП2	36.1	7,125	24,74	75,30	6,69	266,00	172,35	431,46	1104,37	191,05	0,16	0,0204	0,0132	0,24
	36.2	7,125	24,74	66,65	6,41	266,00	172,35	431,46	1104,37	191,05	0,16	0,0204	0,0132	0,24
	37.1	4,5	15,99	80,02	5,55	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,0174	0,0102	0,10
	37.2	4,5	15,99	124,26	6,19	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,0174	0,0102	0,10
	37.3	4,5	15,99	147,68	6,53	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,0174	0,0102	0,10
	38.1	7	15,19	98,24	5,82	433,20	449,17	864,41	1726,83	194,20	0,10	0,0122	0,0127	0,12
	38.2	7	15,19	184,12	7,06	433,20	449,17	864,41	1726,83	194,20	0,10	0,0122	0,0127	0,12
Итого										0,74			1,04
РП3	32.1	7,125	24,74	15,81	4,78	266,00	172,35	431,46	1104,37	191,05	0,16	0,0204	0,0132	0,24
	32.2	7,125	24,74	34,20	5,37	266,00	172,35	431,46	1104,37	191,05	0,16	0,0204	0,0132	0,24
	33.1	4,5	15,99	74,82	5,48	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,0174	0,0102	0,10
	33.2	4,5	15,99	142,48	6,45	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,0174	0,0102	0,10
	34.1	10	21,7	46,10	5,75	272,92	313,45	573,83	1223,92	194,59	0,14	0,0124	0,0143	0,19
	34.2	10	21,7	78,55	6,79	272,92	313,45	573,83	1223,92	194,59	0,14	0,0124	0,0143	0,19
Итого										0,76			1,07
РП4	29.1	7	18,7	177,64	7,84	351,98	296,38	636,50	1433,69	192,07	0,12	0,0154	0,0130	0,16
	29.2	7	18,7	200,97	8,29	351,98	296,38	636,50	1433,69	192,07	0,12	0,0154	0,0130	0,16
	31.1	12,95	44,97	10,05	4,72	131,72	94,52	222,45	613,18	191,19	0,29	0,0207	0,0148	0,46
	31.2	12,95	44,97	16,37	5,20	131,72	94,52	222,45	613,18	191,19	0,29	0,0207	0,0148	0,46
Итого										0,81			1,24
РП5	18.1	3	10,66	63,77	5,03	884,81	562,76	1425,06	3130,56	183,54	0,05	0,01772	0,01127	0,07
	18.2	3	10,66	203,12	6,33	884,81	562,76	1425,06	3130,56	183,54	0,05	0,01772	0,01127	0,07
	18.3	3	10,66	246,67	6,74	884,81	562,76	1425,06	3130,56	183,54	0,05	0,01772	0,01127	0,07
	19	6,32	21,96	59,24	6,19	369,85	203,97	565,66	1314,64	188,82	0,13	0,02053	0,01132	0,19
	20.1	7,125	24,74	34,20	5,37	266,00	172,35	431,46	1104,37	191,05	0,16	0,02041	0,01322	0,24
	20.2	7,125	24,74	50,42	5,89	266,00	172,35	431,46	1104,37	191,05	0,16	0,02041	0,01322	0,24
	21.1	4,5	15,99	98,24	5,82	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,01742	0,01018	0,10
	21.2	4,5	15,99	111,25	6,00	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,01742	0,01018	0,10
Итого										0,76			1,10
РП6	14.1	1,125	4,56	333,25	7,55	2069,73	1153,3	3176,90	7386,74	183,64	0,02	0,02040	0,01137	0,03
	14.2	1,125	4,56	307,64	7,31	2069,73	1153,3	3176,90	7386,74	183,64	0,02	0,02040	0,01137	0,03
	14.3	1,125	4,56	224,90	6,54	2069,73	1153,3	3176,90	7386,74	183,64	0,02	0,02040	0,01137	0,03
	14.4	1,125	4,56	68,12	5,07	2069,73	1153,3	3176,90	7386,74	183,64	0,02	0,02040	0,01137	0,03
	15.1	4,5	15,99	87,83	5,66	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,01742	0,01018	0,10
	15.2	4,5	15,99	61,80	5,29	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,01742	0,01018	0,10
Итого										0,25			0,34
РП7	22	6,32	21,96	42,97	5,66	369,85	203,97	565,66	1314,64	188,82	0,13	0,0205	0,0113	0,19
	23	4,5	15,99	61,80	5,29	644,75	376,75	1006,43	2060,44	183,44	0,08	0,0174	0,0102	0,10
	24.1	7	15,19	93,03	5,74	433,20	449,17	864,41	1726,83	194,20	0,10	0,0122	0,0127	0,12
	24.2	7	15,19	202,33	7,32	433,20	449,17	864,41	1726,83	194,20	0,10	0,0122	0,0127	0,12
Итого										0,40			0,54

Результаты расчётов трёхфазного тока короткого замыкания с учётом подпитки от асинхронных двигателей представлены в таблице 30.

Таблица 30

Точка КЗ	Iпо., кА	Iпо.ад., кА	Iпо, кА	iуд, кА	iуд.ад, кА	iуд, кА
К2	4,04	0,22	4,26	6,78	0,26	7,04
К5	4,15	0,74	4,89	7	1,04	8,04
К7	3,72	0,76	4,48	5,88	1,07	6,95
К8	4,01	0,81	4,82	6,58	1,24	7,82
К10	3,74	0,4	4,14	6,35	0,54	6,89
К12	3,13	0,25	3,38	4,85	0,34	5,19
К14	3,08	0,76	3,84	4,82	1,1	5,92

7.4 Расчет токов однофазного короткого замыкания

Расчет тока однофазного короткого замыкания за трансформатором на шинах распределительного устройства 0,4 кВ, точка К1:

,

где R₀, X₀ - соответственно суммарное активное и реактивное сопротивления нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, мОм;

- соответственно суммарное активное и реактивное сопротивления прямой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, определяются без учёта элементов сети (6-10) кВ.

Значение сопротивления токам прямой и нулевой последовательностям трансформатора 250 кВА с соединением обмоток Д/Y_Н:

R_т = 9,4 мОм, Х_т = 27,2 мОм;

Значения сопротивлений трансформатора, автоматического выключателя, разъединителя, трансформатора тока и переходных сопротивлений контактов равны для прямой и нулевой последовательностей.

Схема замещения для прямой последовательности представлена на рисунке 6.

Рисунок 6

Схема замещения для нулевой последовательности представлена на рисунке 7.

Рисунок 7

С учётом дуги:

Тогда коэффициент снижения дуги определится:

Тогда ток КЗ с учетом сопротивления дуги:

Рассчет тока короткого однофазного замыкания в точке К4:

,

где Z⁽¹⁾_т - полное сопротивление питающего трансформатора при однофазном КЗ.

- полное сопротивление петли фаза-нуль

Схема замещения для точки К4 представлена на рисунке 8.

Рисунок 8

Z⁽¹⁾_т - полное сопротивление питающего трансформатора при однофазном КЗ.

Z_{ф-о кл2} - полное сопротивление петли фаза-нуль линии, соединяющей РП1 с РУ-0,4 кВ.

Z_{ф-о кл4} - полное сопротивление петли фаза-нуль линии соединяющей РП1 с приемником №41.

Расчет сопротивлений петли фаза-нуль [23]:

Z_{ф-о кл2} = Z_{о ф-о}· L_кл2 = 0,78· 28,6 = 22,3 мОм

Z_{ф-о кл4} = Z_{о ф-о}· L_кл9 = 29,64·12,3 = 364,6 мОм

Z⁽¹⁾_т = 86,3 мОм

U_{сн нн} = 230В

Ток короткого однофазного замыкания в точке К10:

Однофазные токи короткого замыкания для остальных точек рассчитываются также как для точки К4. Расчет данных токов приведен в таблице 31.

Таблица 31.

точка КЗ	Z0ф-о кл, мОм/м	L, м	Zф-о кл, мОм	Z0ф-о пр, мОм/м	L, м	Zф-о пр, мОм	Z0ф-о ш, мОм/м	L, м	Zф-о ш, мОм	Zпетли, мОм	I(1)ПО, кА
К2	0,78	28,6	22,308	-	-	-	-	-	-	22,308	4,50
К4	0,78	28,6	22,308	29,64	12,3	364,572	-	-	-	386,88	0,55
К5	1,06	17,5	18,55	-			-	-	-	18,55	4,86
К6	1,06	17,5	18,55	18,52	17,6	325,952	-	-	-	344,502	0,62
К7	4,43	10	44,3	-	-	-	-	-	-	44,3	3,15
К8	2,96	10	29,6	-	-	-	-	-	-	29,6	3,94
К9	0,82	15	12,3	29,64	14	414,96	0,594	35,1	20,848	448,108	0,48
К10	0,82	15	12,3	2,22	2,6	5,772	0,594	15,8	9,385	27,457	4,09
К11	0,82	2,22	15	2,6	18,072	18,52	25	463	0,594	15,8	9,385	490,457	0,44
К12	0,82	15	12,3	18,52	2,6	48,152	0,594	1,8	1,069	61,521	2,55
К13	0,82	18,52	15	2,6	60,452	29,64	26,3	779,532	0,594	1,8	1,069	841,053	0,26
К14	0,82	15	12,3	7,41	5,3	39,273	0,594	12,3	7,306	58,879	2,62
К15	0,82	7,41	15	5,3	53,573	29,64	19,4	575,016	0,594	12,3	7,306	633,895	0,35
К16	0,82	15	12,3	7,41	5	37,05	0,594	72	42,766	92,116	1,90
К17	0,82	15	12,3	-	-	-	0,594	72	42,766	55,066	2,74
К18	4,43	10	44,3	18,52	17,9	331,7154	-	-	-	376,0154	0,57
К19	2,96	10	29,6	12,34	39,0	481,0527	-	-	-	510,653	0,43

Примечание: для точек КЗ К11, К13, К15 в первом столбце в первой ячейке указаны значения Z_0ф-0кл для кабеля, питающего шинопровод, а во второй - Z_0ф-0кл для кабеля, питающего РП.

8. Расчёт защитных устройств элементов цеховых сетей

Условия выбора автоматического выключателя:

U_НОМ.В. U_НОМ.С.

I_расц I_Р

I_С.О. К_Н I_ПИК.

ПКС I _К ⁽³⁾

К_Ч = I_к.min/I_co 1,1К_Р

где I_ПИК = К_П I_НОМ,

для сварочных трансформаторов I_ПИК = К_НАМ I_т.ном

К_Н - коэффициент надежности автоматического выключателя.

Выбор выключателя для 41 электроприемника.

Расчётный ток, протекающий по проводу, который питает 41 электроприемник:

I_Р = 10 А.

Для обеспечения селективности срабатывания автоматических выключателей на ЭП и РП, для электроприемников будут использоваться токоограничивающие или неселективные автоматы, а для РП - селективные. Следовательно, для ЭП 41 используется выключатель типа ВА52-31 (с электромагнитным расцепителем):

I_НОМ.В. = 100 А I_Р = 10 А

Для двигателя 5,5 кВт:



.

Следовательно, пусковой ток:

А.

Для автоматов ВА с электромагнитным расцепителем К_Н=2,1 [15]:

I_С.О. 2,160 = 126А.

Кратность тока срабатывания расцепителя по отношению к его номинальному току равна 3, 7, 10. По данным отстройки от пикового тока и с учетом обеспечения требуемой чувствительности, принимается 3. Следовательно, максимальный ток срабатывания отсечки определится:

I_С.О. = 3 I_{НОМ.РАСЦ.} = 7 20=140 А.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по чувствительности:

k_Ч = I⁽¹⁾_КЗ.МИН./ I_С.О. = 550/140 = 3,93

k_Ч =3,93 ? 1,1k_P = 1,1·1,3=1,43

k_P = 1,3 для выключателей ВА с электромагнитным расцепителем.

Предельная отключающая способность

13 кА ? 4,26 кА

Так как наибольший из максимальных токов короткого замыкания не превышает 10 кА, то данное условие можно не проверять в дальнейшем.

Аналогично выбираются выключатели для других одиночных электроприемников. Для всех ЭП, МЩО выбран выключатель типа ВА52-31, кроме ЭП №25, для которого выбран выключатель типа ВА52-33. Результаты приведены в таблице 32.

Таблица 32

№	Iном	Iрасц	Кп	Iпик	Кн•Iпик	Iсо
1	34,73	80	7,5	260,475	546,998	560
2	10,38	20	6	62,28	130,788	140
3	11,12	16	6	66,72	140,112	160
4	10,38	16	6	62,28	130,788	160
5	25,61	63	7,5	192,075	403,358	441
6	38,63	63	7,5	289,725	608,423	630
7	34,73	40	7,5	260,475	546,998	560
8	24,31	40	7,5	182,325	382,883	400
9	25,92	63	7,5	194,4	408,24	441
10	24,31	40	7,5	182,325	382,883	400
11	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5
12	38,2	63	7,5	286,5	601,65	630
13	16,44	31,5	6	98,64	207,144	220,5
14	4,56	20	6	27,36	57,456	60
15	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5
16	6,89	16	6	41,34	86,814	112
17	21,7	50	7,5	162,75	341,775	350
18	10,66	20	6	63,96	134,316	140
19	21,96	50	7	153,72	322,812	350
20	24,74	40	7,5	185,55	389,655	400
21	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5
22	21,96	50	7	153,72	322,812	350
23	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5
24	15,19	25	7,5	113,925	239,243	250
25	75,97	125	6,5	493,805	1036,99	1250
26	9,6	16	7	67,2	141,12	160
28	10	16	6	60	126	160
29	18,7	31,5	7,5	140,25	294,525	315
31	44,97	80	7,5	337,275	708,278	800
32	24,74	40	7,5	185,55	389,655	400
33	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5
34	21,7	50	7,5	162,75	341,775	350
35	34,73	80	7,5	260,475	546,998	560
36	24,74	40	7,5	185,55	389,655	400
37	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5
38	15,19	25	7,5	113,925	239,243	250
40	12,08	16	6	72,48	152,208	160
41	10	20	6	60	126	140
43	51,94	80	6,5	337,61	708,981	800

Результаты расчета с нахождением коэффициента чувствительности приведены в таблице 33.

Таблица 33

№	Iном	Iном.в	Кп	Iпик	Кн•Iпик	Iсо	Iмин.кз	Кч
14	4,56	20	6	27,36	57,456	60	260	4,33
17	21,7	50	7,5	162,75	341,775	350	1900	5,43
18	10,66	20	6	63,96	134,316	140	350	2,50
24	15,19	25	7,5	113,925	239,243	250	440	1,76
28	10	16	6	60	126	160	480	3,00
29	18,7	100	7,5	140,25	294,525	300	430	1,43
33	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5	570	2,59
37	15,99	31,5	6	95,94	201,474	220,5	620	2,81
41	10	20	6	60	126	140	550	3,93

Для некоторых приемников, таких как сварочные аппараты, расчет ведется с нахождением пикового тока в виде: I_ПИК = К_НАМ I_т.ном. Результаты расчета приведены в таблице 34.

Таблица 34

№	Iном	Iном.в	Кнам	Iпик	Кн•Iпик	Iсо
39	65,33	80	5	326,65	522,64	560

Для печей, преобразовательных агрегатов и освещения АВ выбирается только по номинальному току.

Таблица 35

№	Iном, А	Iном.в., А
27	32,72	40
30	39,72	40
42	49,65	50
МЩО	49,96	50

Проверка по чувствительности производилась следующим образом: все ЭП рассматривались относительно однофазного тока короткого замыкания на дальнем ЭП с наименьшим сечением провода, подключенного к тому же РП. По чувствительности не прошли некоторые приемники, поэтому для них необходимо произвести расчет токов однофазного тока короткого замыкания. Расчетные данные представлены в таблице 36.

Таблица 36

№ЭП	Z0ф-окл	L	Zф-окл	Z0ф-опр	L	Zф-опр	Z0ф-ош	L	Zф-ош	Zпетли	I(1)ПО
43	0,78	28,6	22,308	2,96	7,024	20,79			0	43,099	3,20
22	0,82	15	12,3	2,22	7,32	2,6	18,96	144,59	0,594	15,8	9,385	166,279	1,18
25	0,82	15	12,3	2,22	2,22	2,6	12,29	33,06	0,594	15,8	9,385	54,745	2,75
15	0,82	15	12,3	18,52	18,52	2,6	11,24	256,29	0,594	1,8	1,069	269,656	0,77
19	0,82	15	12,3	7,41	7,32	5,3	41,44	342,63	0,594	12,3	7,306	362,231	0,59
20	0,82	15	12,3	7,41	7,41	5,3	14,048	143,37	0,594	12,3	7,306	162,975	1,20
35	4,43	10	44,3	4,43	31,6	140,02			0	184,323	1,08
31	2,96	10	29,6	2,96	8,4	24,95			0	54,549	2,76

При уточненных однофазных токах короткого замыкания на данных ЭП, коэффициент чувствительности превышает 1,43.

Для РП условия выбора аналогичны, за исключением некоторых нюансов. Рассматривается выбор АВ для защиты кабеля до РП1. Данные по РП1 - РП7 приведены в таблицах 37 - 43.

Таблица 37

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	I`p, А
40	2	3,4	0,14	1,73	0,952	57,01	0,46	6	0,71	71,15	108,10
41	2	4,5	0,8	0,75	7,2
42	3	25	0,5	0,62	37,5
43	1	20	0,24	1,17	4,8
Итого:	8	110,8			50,452

I`_Р = 108,1 А

где I`_Р - рассчетный ток РП без учета двигателя с максимальный током.

В данном случае используется селективный выключатель типа ВА55-37 (полупроводниковый):

I_НОМ.В. = 160 А I_Р = 108,1 А

Для двигателя 22 кВт:

.

Следовательно, пусковой ток:

I_ПИК = I`_Р +I_пуск = 108,1 + 51,94 6,5 = 445,71 А.

Для автоматов ВА с полупроводниковым расцепителем К_Н=1,6 [15]:

I_С.О. 1,6445,71 = 713,14 А.

Кратность тока срабатывания расцепителя по отношению к его номинальному току равна 2, 3, 5, 7, 10. По данным отстройки от пикового тока и с учетом обеспечения требуемой чувствительности, принимается 7. Следовательно, максимальный ток срабатывания отсечки определится:

I_С.О. = 3 I_{НОМ.РАСЦ.} = 7 128 = 896 А.

Проверка по чувствительности:

k_Ч = I⁽¹⁾_КЗ.МИН./ I_С.О. = 4500/896 = 5 ? 1,1k_P = 1,43

Таблица 38

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	Ip, А
36	1	7,125	0,14	1,73	0,9975	58,66	0,33	7	1,00	84,98	129,12
37	3	4,5	0,14	1,73	1,89
38	2	7	0,8	0,75	11,2
39	4	Рном=168	0,3	1,02	33,6
Итого:	10	202,625			47,688

Таблица 39

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	Ip, А
32	2	7,125	0,14	1,73	1,995	21,76	0,45	6	1,73	45,08	68,49
33	2	4,5	0,14	1,73	1,26
34	2	10	0,8	0,75	16
35	0	10	0,14	1,73	0
Итого:	6	43,25			19,255

Таблица 40

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	Ip, А
29	2	7	0,24	1,17	3,36	39,04	0,40	6	1,17	61,80	93,90
30	3	20	0,5	0,62	30
31	1	12,95	0,14	1,73	1,813
Итого:	6	86,95			35,173

Таблица 41

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	Ip, А
18	3	3	0,14	1,73	1,26	8,85	0,13	6	1,73	18,34	27,87
19	1	10	0,1	1,73	1
20	1	7,125	0,14	1,73	0,9975
21	2	4,5	0,14	1,73	1,26
Итого:	7	35,125			4,5175

Таблица 42

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	Ip, А
14	4	1,125	0,14	1,73	0,63	2,96	0,14	4	1,73	6,13	9,32
15	1	4,5	0,14	1,73	0,63
Итого:	5	9			1,26

Таблица 43

№ на плане	Кол-во	рномi, кВт	kиi	tgц	Рсi, кВт	Рр, кВт	Ки	Nэ	tgц	Sр, кВА	Ip, А
22	0	10	0,1	1,73	0	38,79	0,41	4	0,81	50,98	77,45
23	1	4,5	0,14	1,73	0,63
24	2	7	0,8	0,75	11,2
25	2	20	0,12	2,29	4,8
26	1	18	0,8	0,33	14,4
Итого:	6	91			31,03

Пусковой ток для ШРА находится по выражению:

I_пик = (I_p - k_и I_ном.п.) + I_п = (304,94 - 0,1438,2) + 38,27,5 = 586,1А

Результаты расчета по РП и ШРА приведены в таблице 44.



Таблица 44

№	Iр	Iном.в	Iм.ном	Кп	Iпик	Кн•Iпик	Iсо	Iмин.кз	Кч
РП1	108,1	128	51,94	6,5	445,71	713,14	896	4500	5,02
РП2	129,12	160	24,74	7,5	314,67	503,47	640	4860	7,59
РП3	68,49	160	34,73	7,5	328,97	526,34	640	3150	4,92
РП4	93,9	100,8	44,97	7	408,69	653,90	705,6	3940	5,58
РП5	27,87	128	24,74	7,5	213,42	341,47	384	2620	6,82
РП6	9,32	100,8	15,99	7	121,25	194,00	201,6	2550	12,65
РП7	77,45	100,8	21,96	7,5	242,15	387,44	504	4090	8,12
ШРА	304,94	400	38,2	7,5	586,09	937,75	1200	2740	2,28

Для обеспечения селективности, необходимо выбрать время срабатывания автоматических выключателей, защищающих РП. Т.к. на ЭП установлены токоограничивающие АВ типа ВА52-31 с временем срабатывания t_c.o.? 0,01с, то на ВА55-37 выбирается t_c.o = 0,2 с учетом ступени селективности 0,1с. Исходя из аналогичных соображений выключатель ВА55-37 для защиты кабеля до ШРА имеет выдержку времени t_c.o = 0,3с.

Выбор автоматического выключателя, для защиты кабеля до конденсаторной установки производится аналогично рассмотренному раннее выбору, однако, в данном случае необходимо учитывать бросок тока включения, который учитывается с помощью коэффициента отстройки k_отс = 2,5 • I_ном = 2,5•171 = 427,5 А. Был выбран АВ типа ВА55-37 с номинальным токов выключателя и расцепителя 250А и током срабатывания отсечки 500А.

Также необходимо выбрать АВ во вводной панели:

Расчетный ток вычисляется по расчетной мощности по цеху:

I_р = = 450,96 А

Для обеспечения селективности срабатывания автоматических выключателей на ЭП, РП и ШРА, в данном случае используется селективный автомат типа А3744С с номинальным током выключателя и номинальным рабочим током 630 А. Этот выключатель был выбран из условия обеспечения селективности, данный АВ имеет выдержку времени t_c.o = 0,4с.

I_НОМ.В. = 630 А I_Р = 450,96 А

Пусковой ток:

I_пик = (I_p - k_и I_ном.п.) + I_п = (450,96 - 0,1438,2) + 38,27,5 = 732,112 А

Для автоматов А3700 с полупроводниковым расцепителем К_Н=1,5 [15]:

I_С.О. 1,5732,112 = 1098,168А.

Кратность тока срабатывания отсечки по отношению к номинальному рабочему току равна 2, 3, 5, 7, 10. По данным отстройки от пикового тока и с учетом обеспечения требуемой чувствительности, принимается 2. Следовательно, максимальный ток срабатывания отсечки определится:

I_С.О. = 2 I_{НОМ.РАСЦ.} = 2 630=1260 А.

Проверка по чувствительности:

k_Ч = I⁽¹⁾_КЗ.МИН./ I_С.О. = 2740/1260 = 2,17 ? 1,1k_P = 1,1·1,3=1,43

Условия выбора разъединителей аналогичны условиям выбора выключателей, но так как с помощью разъединителей нельзя отключать цепи под нагрузкой и в условиях короткого замыкания, то их не выбирают по отключающей способности. Следовательно, будет выбираться по напряжению, длительному номинальному току и действующему значению номинального тока динамической стойкости.

I_р = = 450,96 А

I_ПО в точке К1 = 4,67 кА

Был выбран разъединитель типа ВР32-37-В31250-630А-УХЛ3 [26] с номинальным током 630 А и действующим значением тока короткого замыкания 22 кА.

Защитным аппаратом для высоковольтного кабеля ААБл и силового трансформатора ТМГ-250/10 является высоковольтный предохранитель напряжением 10 кВ. Он должен удовлетворять трем условиям:

1) I_{ном. пл.вс.} ? 2 I_Тном = 28,87 А

Принимается I_{ном. пл.вс.} = 31,5 А.

2) I_{ном. откл.} ? I_КЗmax

Максимальным током КЗ для высоковольтного предохранителя является ток КЗ на шинах ГПП. Он определяется по заданной мощности КЗ от системы:

Принимается I_{ном. откл} = 31,5 кА.

Исходя из данных условий, был выбран предохранитель марки ПКТ 101-10-31,5-31,5У3 [24].

3) Проверка чувствительности предохранителя по току двухфазного КЗ за трансформатором:

Все необходимые условия выполнены.

Также в высоковольтной сети вместе с предохранителем необходимо выбрать выключатель нагрузки с заземляющими ножами. Был выбран выключатель нагрузки марки ВНРп-10/400-20з 10кВ [25] с номинальным током 400 А. Действующее значение предельного сквозного тока 20 кА, что больше максимального тока КЗ на шинах ГПП.



9. Обоснование конструктивного решения

По степени надежности электроснабжения электроприемники относятся третьей категории, поэтому питание цеха осуществляется от однотрансформаторной подстанции, причем, перерыв электроснабжения, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не должен превышать 1 суток. Источником питания является масляный герметизированный трансформатор ТМГ-250/10, который был выбран исходя из меньшей цены по отношению к сухим трансформаторам и более высокой надежности по сравнению с обычными масляными трансформаторами. Питание к трансформатору подводится по трехжильному кабелю с бумажной пропитанной изоляцией ААБл-10, проложенному в земле, т.к. по территории цеха происходят частые перемещения персонала и автотранспорта. Для защиты кабеля и трансформатора используется высоковольтный предохранитель марки ПКТ 101-10-31,5-31,5У3 и установленный вместе с ним выключатель нагрузки с заземляющими ножами марки ВНР-10/400-20з.

Трансформаторная подстанция находится внутри здания. Распределительный щит состоит из вводной панели типа ЩО70-1-42У3 с выключателем типа А3744С и линейных панелей: две панели типа ЩО70-1-7У3, к которым подключены РП, МЩО и БК, и одна панель типа ЩО70-1-24У3, от которой осуществляется питание шинопровода ШРА5-У5022. Данный шинопровод был выбран исходя из расчетных токов по плечам шинопровода, которые равны 164,2 А и 96,39 А, что меньше номинального тока шинопровода 250 А. Также электродинамическая стойкость шинопровода 15 кА превышает амплитудное значение тока до шинопровода 13,78 кА. Кабели до РП1-РП4 проложены в полу в трубах. До остальных РП и ШРА - по стенам. Выключатели для всех РП и ШРА - селективные полупроводниковые марки ВА55-37, для обеспечения требуемой выдержки времени.

10. Список литературы

1. Правила устройств электроустановок: все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7. - Новосибирск: Норматика, 2013. - 464с.

2. Шеховцев В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование: Учебник. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М. 2004. - 407 с.

3. Фролова Н.С. Электрические нагрузки промышленных предприятий. Методическое пособие для самостоятельной работы студентов. Озерск: ОТИ МИФИ, 2003.

4. Каталог: Осветительные установки, ОАО «Ардатовский светотехнический завод», 2013.

5. Справочная книга по светотехнике / Под. ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп. М:. Знак. - 972с.

6. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. Л., "Энергия", 1976. 384с.

7. Свод правил СП 52.13330.2011 "СНиП 23-05-95*. Естественное и искусственное освещение".

8. Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов. - М., 2003.

9. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю., Яшков В.А. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 2001.

10. http://mircond.com/. Каталог продукции: ООО «Миркон».

11. http://transtechno2.ru/. Каталог продукции: «Уральский завод трансформаторных технологий».

12. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Барыбина Б.Г.и др. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

13. http://www.kamkabel.ru Каталог продукции: ООО "Камский кабель".

14. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов.- 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

15. Киреева Э.А., Орлов В.В., Старкова Л.Е. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2003. - 120 с.

16. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - Новосибирск: Норматика, 2013. - 192 с.

17. Киреева Э.А., Юнес Т., Айюби М. Автоматизация и экономия электроэнергии в системах промышленного электроснабжения: Справочные материалы и примеры расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 320 с.

18. Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий : учебное пособие / Э.А. Киреева. - М.: КНОРУС, 2011. - 368с.

19. http://docs.cntd.ru/document/673978290

20. ГОСТ 14209-85

21. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 528с.: ил.

22. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - Новосибирск: Норматика, 2013. - 192 с.

23. Попов В.Н., Фролова Н.С. Проектирование электроснабжения промыш-ленных объектов: Учебное пособие по курсовому проектированию. - ОТИ МИФИ, Озерск, 2006.

24. http://uralen.ru/catalog/pred_visokovol_tnye/

25. http://www.vemz.net/production/production10.php

26. https://keaz.ru/catalog/vikluchateli-razediniteli/vr32/103416

Размещено на Allbest.ru