1. ЗАДАНИЕ:
1. Выбрать сечение кабельной линии 2 и предохранитель в сети 0,4 кВ.
2. Исходные данные к расчёту:
-Трансформатор Т1: ТМ-630/6/0,4 D / Yo;
-Кабельная линия 1: L=45 м, марка АСГ-(3х120+1х95);
-Кабельная линия 2: L=30 м, способ прокладки - в кабельном канале
(уже проложены 2 силовых кабеля напряжением 0,4 кВ);
-Помещение невзрывоопасное и пожаробезопасное.
Состав и параметры оборудования, получающие питание от РП-51:
|№ |Тип электроприёмника |Номинальная мощность |Ки |tg g |ПВ |
| | |электроприёмника, кВт | | |(%) |
|1. |Токарный станок (3шт.) |4,5 |0,2 |1,33 |-----|
|2. |Сверлильный станок |2,0 |0,2 |1,33 |-----|
|3. |Заточный станок |0,8 |0,2 |2,3 |-----|
|4. |Подъёмник |6,0 |0,1 |2,3 |-----|
|5. |Вентилятор |0,4 |0,8 |1,0 |-----|
1.3. Указания:
-Все потребители относятся к 2 и 3 категориям надёжности, т.е. не требуют резервирования питания;
-При расчёте не требуется согласование (селективность) защиты;
-При отсутствии данных допускается принятие студентом некоторых допущений при соответствующем обосновании выбора;
-Сопротивление элементов сети (трансформатора, кабелей) рекомендуется принять по [1] или [2], в случае невозможности нахождения величины
Zпт для кабелей, можно принимать: Zпто=2,3*Zо(1) (т.е. принимать величину удельного полного сопротивления петли фаза-нуль в 2,3 раза больше активного удельного сопротивления жилы);
-При расчётах не учитывать сопротивление внешней сети 6(10) кВ.
2. СХЕМА УЧАСТКА ЦЕПИ ЦЕХА
ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ:
3. РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ .
При анализе электроприёмников (ЭП), выделяем две группы ЭП: группу А с
повторно-кратковремённым режимом работы (Ки=0,6 (в нашем случае группа Б
представлена только вентилятором).
Рассчитываем общую номинальную мощность для каждого типа оборудования: для
токарных станков общая мощность составит 13,5 кВт (4,5 кВт*3 шт.), для
остальных типов ЭП совпадает с единичной.
Рассчитываем максимальную среднюю активную мощность (Pсм) для каждого типа
ЭП, исходя из заданных коэффициентов использования (Ки): Pсм=Рном*Ки.
Рассчитываем максимальную среднюю реактивную мощность (Qсм) для каждого
типа ЭП, исходя из заданных величин tgj : Qсм=Рном*tgj.
Для группы А подводим итоги, определяя суммарную номинальную мощность всех
шести ЭП; суммарную максимальную среднюю активную и реактивную мощность.
Общий коэффициент использования Ки группы равен:
[pic] 3.7. Результаты оформляем в виде таблицы:
|Наименование |Кол-во|Мощность,| |Ки |tgj |Pсм, |Qсм, | |
| |, |кВт | | | | | | |
|оборудования |шт. |единичная|общая | | |кВт |кВАр | |
|Группа А | | | | | | | | |
|1. Токарные станки |3 |4,5 |13,5 |0,2 |1,33 |2,70 |3,591 | |
|2. Сверлильный |1 |2,0 |2,0 |0,2 |1,33 |0,40 |0,532 | |
|станок | | | | | | | | |
|3. Заточный станок |1 |0,8 |0,8 |0,2 |2,30 |0,16 |0,368 | |
|4. Подъёмник |1 |6,0 |6,0 |0,1 |2,30 |0,60 |1,380 | |
|Итого по группе А |6 |13,3 |22,3 |0,173 |----- |3,86 |5,871 | |
|Группа Б | | | | | | | | |
|1. Вентилятор |1 |0,4 |0,4 |0,8 |1,00 |0,32 |0,32 | |
| | | | | | | | | |
Общее количество ЭП группы А составляет шесть элементов, поэтому для этой
группы определяем отношение номинальных мощностей наиболее и наименее
крупных ЭП, т.е. число m:
[pic]
При этих условиях (m>3 и Ки=Iр/К, где К - коэффициент, учитывающий
прокладку нескольких кабелей в канале. В случае трёх кабелей К=1 ([1],
табл. 1.3.12.). Отсюда Iдоп=17,401 А.
Согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы,
поэтому допустимые токи принимаются как для трёхжильных, но с коэффициентом
0,92. Тогда допустимый расчётный ток:
Iдоп=17,401/0,92=18,914 А. 5.5. По справочным данным ([1], табл. 1.3.7.) находится ближайшее большее
сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больший 19 А.
Это сечение 4мм2. Таким образом принимаем к прокладке кабель АВВГ - (3х4 +
1х2,5).
6. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .
Для определения токов коротких замыканий, произведём дополнительный расчёт
параметров схемы замещения трансформатора ТМ-630/6/0,4 D / Yo:
Пользуясь справочными данными [3], определяем:
[pic]
Параметры схемы замещения трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности одинаковы.
Удельные сопротивления фазы кабельной линии и петли фаза - нуль пересчитаем
для сечений 120 мм2 и 4 мм2, используя данные [4], стр. 27: rуд1=0,549*70/120=0,320 мОм/м; rуд2=0,549*70/4=9,608 мОм/м; xуд=0,065 мОм/м;
Zпт0=1,59 мОм/м.
Полные сопротивления прямой последовательности кабеля 1 [АСГ-(3х120+1х95)]: rк1=rуд1*L1=0.320*45=14.4 мОм/м; хк1=xуд*L1=0.065*45=2.925 мОм/м.
Полные сопротивления прямой последовательности кабеля 2 [АВВГ - (3х4 + 1х2,5)]: rк2=rуд2*L2=9,608*30=288,24 мОм/м; хк2=xуд*L2=0.065*30=1,95 мОм/м.
6.3. Переходное сопротивление, включающее сопротивления контактов и
сопротивление дуги в месте короткого замыкания при расчётах вблизи шин ЦТП
минимально и составляет 15 мОм. В случае расчётов токов короткого замыкания
непосредственно на зажимах потребителей, получающих питание от вторичных РП
и увеличении удалённости от шин 0,4 кВ ЦПТ это сопротивление увеличивают до
30 мОм (в пределе).
СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ
ДЛЯ РАСЧЁТОВ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .
ё
Расчёт трёхфазного металлического короткого замыкания на землю:
[pic]
Расчёт однофазного короткого замыкания:
[pic] Где Zсум - полное сопротивление от источника до точки К; ZсумR - с учётом
переходных сопротивлений контактов и дуги; Zпт - сопротивление петли; Iк и
IкR соответственно токи КЗ без учёта и с учётом переходных сопротивлений и
дуги.
7. УСТАНОВКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ
В НАЧАЛЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ .
1. Выбор предохранителей выполняется из следующих условий:
Ток плавкой вставки должен быть не меньше максимального рабочего тока,
Iн.вст>=Iр, т.е. Iн.вст>=17,4 А.
Ток плавкой вставки должен превышать пусковой (пиковый) ток двигателей
Iн.вст>=Iпик/k, где k - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки
плавкой вставки, который принимается равным 2,5 при лёгком пуске с
длительностью (2...5) с. В нашем случае: Iн.вст>=69,363/2,5=27,745 А.
Введённым ограничениям соответствует предохранитель типа ПН2-100
(предохранитель разборный с наполнителем) с номинальным током 100 А и током
плавкой вставки на 30 А.
2. Проверка предохранителя:
Проверка чувствительности защиты оборудования предохранителем по
минимальному току короткого замыкания, которое составляет 718.054 А
(трехфазное в точке К, с учётом переходных сопротивлений и дуги),
превосходя ток плавкой вставки более чем в четыре раза (в 24).
Максимально допустимый ток для кабеля АВВГ - (3х4 + 1х2,5) ~ току плавкой
вставки. Таким образом оба условия проверки выбранного предохранителя
выполнены.
Время плавления вставки предохранителя ПН2-100 при токе 718 А составляет
примерно 0,008 ([2], рис. 3.14). Кабели, защищённые плавкими
токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость к токам КЗ
не проверяют, поскольку время срабатывания предохранителя мало и
выделившееся тепло не в состоянии нагреть кабель до опасной температуры
[2].
Расчёт напряжений в сети:
U2=400-2Iр*(Xт+Xк1)^(1/3)-Iр*Xк2^(1/3)=400-2*17.401*(0,01397+0,0029)^(1/3)-
17.401*0,00195^(1/3)=399 В
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ :
«Правила устройства электроустановок» Минэнерго СССР; 6-е издание,
переработанное и дополненное; Москва, Энергоатомиздат; 648 с.
Фёдоров А. А., Каменева В. В. «Основы электроснабжения промышленных
предприятий»; Москва, Энергия; 1979 г.; 408 с.
«Справочник по проектированию электроснабжения» под редакцией Барыбина Ю.
Г. и др.; Москва, Энергоатомиздат; 1990 г. (Электроустановки промышленных
предприятий).
Алексеев А. А., Ананичева С. С., Бердин А. С. Методическое пособие «Основы
электроснабжения. Часть I»; Екатеринбург, УГТУ-УПИ; 1998 г.
-----------------------
РУ
ВН
кабельная линия 1
РП-1
сборные шины 0,4 кВ
к РП-3
к РП-2
Зона сети, подлежащая расчёту
РП-5
кабельная линия 2
К
Е
Z2к
Z1к
Zт
к РП-3
2
1
ВН
РУ
X2к
X1к
Xт
400 В
Iр
2Iр
к РП-2