--PAGE_BREAK--1.ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.1.Характеристика объекта
Механический участок занимается ремонтом и изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха водят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 105 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающий станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (машины дуговой сварки, грузоподъёмное оборудование ). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающии станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование ) и однофазном токе (машины дуговой сварки, освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 1728м2
Исходные данные представлены в табл. 1, план объекта – на рис. 1
Таблица 1
Номер
по плану
Наименование электроприем-ников
Кол-во
Рном,
кВт
Uном,
кВ
1
2
3
4
5
6
Металлорежущий станок
8
5
0,38
1
2
3
4
5
8
Металлорежущий станок
5
5
0,38
3
Карусельный станок с ЧПУ
3
105
0,38
4
Универсальный станок с ЧПУ
1
70
0,38
10
Вентилятор
4
11
0,38
11
Кран-балка, ПВ=25%
2
5
0,38
14
Машины дуговой сварки, ПВ=65%
4
2,52
0,22
продолжение
--PAGE_BREAK--
рис. 1
1.2.Описание схемы электроснабжения
Электроснабжение механического участка осуществляется от 2х трансформаторной подстанции 6/0,4кВ с мощностью трансформаторов по 250 кВА каждый. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается по взаиморезервируемым кабельным линиям ААБ 3х35, проложенных в земле, от вышестоящей подстанции 35/6кВ с трансформатором мощностью 4000кВА, которая запитывается от энергосистемы по одноцепной воздушной линии АС-25. На стороне 6кВ ТП 6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители. На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены предохранители.
1.3. Конструкция силовой и осветительной сети
Для приема и распределения электроэнергии на механическом участке установлены распределительные щиты. Электроприемники запитываются от ШР проводом, проложенным в трубах. В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители.
Освещение цеха выполнено 55-ю светильниками Гс с лампами накаливания мощностью 500Вт. Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5мм² проложенным в трубе.
Питание рабочего освещения производится от осветительного щитка ОЩВ-12, в котором в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегруза установлены автоматические выключатели.
2.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Расчет освещения
Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования
светового потока. В качестве источника света примем к установке лампы накаливания мощностью 500Вт.
Расчёт сводится к определению необходимого числа ламп в соответствии с нормированной освещённостью. Число ламп определяется по формуле:
N= E· Kз · Z· S/ U· Фл, (1)
где E– нормированная освещенность, Е = 150лк [1, табл. П 15];
Z– коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z= 1,1 [1, С. 344];
Kз – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового
потока по освещаемой поверхности, Kз = 1,3 [1, табл.19.1];
S– площадь помещения, м²;
Фл – световой поток одной лампы, Фл = 8200лм, [2, табл.3.12];
U– коэффициент использования светового потока, определяется в зависимости от типа светильника, лампы, показателя помещения и коэффициентов отражения: рn– от потолка, рс – от стен, рр – от рабочей поверхности.
Показатель помещения ι находим по формуле:
ι = (А · В)/ Нр · (А + В), (2)
где А – длина помещения, м;
В – ширина помещения, м;
Нр – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.
ι = (36 · 48)/ 4 · (36 + 48) = 5,14
Для светильника Гс при: рn— 50℅, рс — 30℅, рр -10℅, ι=5,14 U=82% [2, прил.5, табл.3], определяем по формуле (2) число ламп:
N=150 · 1,3 · 1,1 · 1728/0,82 · 8200 = 55 шт
Примем к установке 55 светильников типа Гс с лампой накаливания Г220-500, которые установим в пять рядов по 11 светильников.
Находим число ламп аварийного освещения ( 25℅ от рабочего ).
55 · 0,25 = 14 шт
2.2.Расчет электрических нагрузок
Расчет силовых электрических нагрузок ведётся по узлу нагрузки ( шкаф распределительный, шинопровод, трансформаторная подстанция). Все приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы.
Для каждой группы по [3, табл. 4.1] находят коэффицент использования Ки, коэффициент активной мощности cosφи коэффициент реактивной мощности tgφ.
Находят установленную мощность для каждой группы электроприёмников по формуле:
Руст=N* Рном , (3)
где N– число электроприёмников;
Рном – номинальная мощность одного электроприёмника, кВт.
Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Рсм и среднесменную реактивную Qсммощности по формулам:
Рсм = Ки * Руст , (4)
Qсм = Рсм * tgφ, (5)
По узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность ∑Pуст, активную суммарную среднесменную мощность ∑Pсм и сумарную среднесменную реактивную мощность ∑Qсм:
∑Pуст = ∑Pуст i , (6)
∑Pсм = ∑Pсм i, (7)
∑Qсм= ∑Qсмi, (8)
где ∑Pуст i– суммарная установленная мощность i-ой технологической группы электроприёмников, кВт;
∑Pсм I— активная суммарная среднесменная мощность i-ой технологической группы электроприёмников, кВт;
∑Qсм I— суммарная среднесменная реактивная мощность i-ой технологической группы электроприёмников, кВт.
Определяют групповой коэффициент использования по формуле:
Ки.гр = ∑Pсм / ∑Pуст , (9)
Определим модуль нагрузки:
m= Рном. max/Рном. min, (10)
где Рном. max— наибольшая активная номинальная мощность приёмника в группе, кВт;
Рном. min— наименьшая активная номинальная мощность приёмника в группе, кВт.
Определяют эффективное число приёмников.
При m≤ 3, nэ = N.
Далее определяем в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников коэффициент максимума Км [4, табл 2-7]
Определяют расчётную максимальную активную Рм и реактивную Qммощности по формулам:
Рм = Км ∙ ∑Рсм, (11)
Qм= Lм∙ ∑Qсм, (12)
где Lм– коэффициент максимума реактивной мощности.
Определяют полную максимальную мощность Sм и максимальный расчётный ток Iр:
Sм= √Рм2+ Qм2 , (13)
Iр= S/√3 ∙ Uном, (14)
Для остальных распределительных шкафов расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2
Таблица 2
Номер
по
плану
Кол-во
Руст
кВт
Ки
Мощность
сред-несменная
Cosφ
tg φ
nэ
m
Км
Расчётная мощность
Iр
А
Рсм
кВт
Qсм
кВАр
Р
кВт
Q
кВАр
S
кВА
10/1
1
11
0,65
7,15
5,2
0,8
0,73
8
2,2
1,7
17,8
14
22,6
34,4
11/1 11/2
2
5
0,05
0,25
0,43
0,5
1,73
6/1 6/2 6/3
6/4 6/5
5
25
0,12
3
7,05
0,4
2,35
На шинах
ШР-1
8
41
0,25
10,4
12,68
10/2
1
11
0,65
7,15
5,2
0,8
0,73
8
2,2
1,7
19,5
16,6
25,6
39
6/6 6/7 6/8 8/1
8/2 8/3 8/4
7
35
0,12
4,2
9,87
0,4
2,35
На шинах
ШР-2
8
46
0,25
11,4
15,07
10/3
1
11
0,65
7,15
5,2
0,8
0,73
2,5
2,8
87
106,8
138
212,3
8/5
1
5
0,12
0,6
1,41
0,4
2,35
14/1 14/2 14/3
14/4
4
10,2
0,3
3
7,9
0,35
2,58
4
1
70
0,17
11,9
13,7
0,65
1,15
На шинах
ШР-3
7
96,1
0,24
22,7
28,1
10/4
1
11
0,65
7,15
5,2
0,8
0,73
3/1 3/2 3/3
3
315
0,17
53,6
61,6
0,65
1,15
Освещение ОЩВ-12
55
27,5
На шинах
ШР-4
9,5
293,4
325
438
674
На шинах
ТП
439,7
462
638
982
продолжение
--PAGE_BREAK--
2.3. Компенсация реактивной мощности.
Чтобы уменьшить потери мощности необходимо компенсировать реактивную нагрузку. Найдем необходимую мощность компенсирующего устройства:
Qку= α · PрΣ · (tgφср.вз. - tgφс) , (15)
где α – коэффициент, учитывающий возможность снижения реактивной
мощности естественными способами, принимается равным 0,9 [4];
PрΣ– суммарная активная нагрузка на шинах 0,38кВТП;
tgφср.вз – средневзвешенное значение реактивного коэфициента мощности;
tgφс – реактивный коэфициент мощности, который необходимо достич после компенсации tgφс= 0,15 по заданию;
Qку = 0,9 · 439,7· ( 1,05 – 0,15 ) = 356,2 кВАр
tgφср.вз. = QрΣ/PрΣ, (16)
tgφср.вз. = 462 / 439,7 = 1,05,
где РрΣ – суммарная расчётная активная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП;
QрΣ– суммарная расчётная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП.
По [5, табл. 10.11] выбираем комплектное компенсирующие устройство
УК – 0,38 – 150НУ3 и УК – 0,38 – 220НУ3. Мощность компенсирующего устройства 370 кВАр. Находим уточнённую расчётную нагрузку на шинах 0,38кВ ТП:
Sр = √ Рр∑2 + (QрΣ— Qку)² (17)
Sр = √ 439,7² + ( 462 – 370)² = 452 кВА
2.4. Выбор трансформаторов питающей подстанци
Выбор числа и мощности трансформаторов для цеховых промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.
Критериями при выборе трансформаторов являются надёжность электроснабжения, условие обеспечения режима работы системы электроснабжения с минимумом потерь электроэнергии.
Учитывая, что электропреимники цеха относятся к потребителям 3-й категории по надёжности электроснабжения, на питающей подстанции можно установить трансформатор.
В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:
1вар.- 1х630 кВА
2вар.- 2х250 кВА
Расчёт покажем на примере 2-ого варианта.
1)Определяем коэффициент загрузки трансформаторов:
Кз = Sр/N* Sном.тр, (18)
где N– число устанавливаемых трансформаторов;
Sном.тр– номинальная мощность одного трансформатора
Кз = 452/2 * 250 = 0,9 ,
2)Проверяем трансформаторы по аварийному режиму.
Так как масляные трансформаторы в аварийном режиме допускают перегрузку на 40% по 6 часов в сутки в течении 5 суток, то при отключении одного трансформатора второй с учётом допустимого перегруза пропустит
0,4·250 = 350кВА
Дефицит мощности составит
452-350 = 102кВА,
но т.к. электроприёмники относятся к 3 категории по надёжности электроснабжения, то часть их на время ремонта можно отключить.
3)Проверяем трансформаторы по экономически целесообразному режиму.
Находим стоимость потерь энергии:
Сn = Со∙N∙Tм[∆Рхх+Ки.п∙Iхх∙Sном.тр/100+Кз2∙(∆Ркз+Кип∙Uк∙Sном.тр/100)], (19)
где Со – стоимость одного кВт·ч, на текущий, Со = 0,81 руб/кВт∙ч;
Тм – число использования максимума нагрузки. Тм = 2000ч, [3, с. 38];
∆Рхх – потери мощности холостого хода, ∆Рхх=0,91кВт [5, табл. 27.6];
Ки.п – Коэффициент изменения потерь, Ки.п = 0,03 кВт/кВАр [5];
Iхх – ток холостого хода, Iхх= 2,3% [5, табл. 27.6];
∆Ркз – потери мощности короткого замыкания,∆Ркз=3,7 [5, табл. 27.6];
Uк – напряжение короткого замыкания, Uк = 6,5% [5, табл. 27.6]
Сn=0,81∙2∙2000[0,74+0,03∙2,3∙250/100+0,9(3,7+0,03∙6,5∙250/100]=8576,6 руб,
Находим капитальные затраты:
К = N·Cс.тр, (20)
где Cс.тр – стоимость одного трансформатора, Cс.тр = [5, табл. 27.6];
Са = Ка · К (21)
Са = 0,12 · 1500 = 180руб
где Ка — коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов Ка = 0,12 [5]
Находим суммарные ежегодные затраты:
С∑= Сn+ Са (22)
С∑= 8576,6+ 180 = 8756,6руб
Для первого варианта расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 3
Таблица 3
Наименование параметров
Вариант 1
1 х 630 кВА
Вариант 2
2 х 250 кВА
Кз
0,72
0,9
∆Рх.х, кВт
1,31
0,74
∆Ркз, кВт
7,6
3,7
Uк, %
5,5
6,5
Iхх, %
2
2,3
Тм, ч
2000
2000
Со, руб/кВт∙ч
0,81
0,81
Сn, руб
8557,5
8576,6
К, руб
1600
1500
Ка, руб
0,12
0,12
Са, руб
192
180
С∑, руб
8749,5
8756,6
продолжение
--PAGE_BREAK--
Так как варианты по суммарным затратам отличаются менее чем на 3%:
(8756 –8749,5)*100/8749,5 = 0,08%,
то варианты считаются равноценными, поэтому выбираем вариант с наименьшими капитальными затратами т. е. 2 х 250 кВА.
2.5. Выбор места расположения питающей подстанции
Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.
Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:
Хцэн = ΣХiРi/ ΣРном.i, (23)
Yцэн = ΣYiРi/ ΣРном.i, (24)
где Хi— координата i– го электроприёмника по оси абсцисс, м;
Yi– координата i– го электроприёмника по оси ординат, м;
Рном.i– номинальная мощность i– го электроприёмника, кВт.
Для трансформаторной подстанции берутся координаты всех ШР. Расчёты рассмотрим на примере ШР-1:
Покажем расчёт на примере ШР-1
Хцэн = (1,5 · 11 + 9 · 5 + (12,5 · 5) · 4 + 17 · 5 + 20 · 5) /46 = 496,5/46 = 11м ,
Yцэн = (50 · 11 + (50 · 5) · 2 + 45 · 5 + 42 · 5 + 39 · 5 + 36 · 5 + 45 · 5)/46 =
= 2085/46 = 45,5м,
Для остальных шкафов распределительных и подстанций расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 4
Таблица 4
Номер ШР
Расчётные координаты (X;Y)
Координаты установки
(X;Y)
ШР-1
(11;45,5)
(11;51)
ШР-2
(25;41)
(25;51)
ШР-3
(32;22)
(35,5;22)
ШР-4
(15;8)
(15;1)
ТП
(19;7)
Вне цеха
2.6. Расчёт сети 0,38кВ
Выбор аппаратов защиты
Выбор сечения проводника для отдельного электроприемника покажем на
примере вентилятора 10/1. Сечение питающего проводника выбираем по следующим условиям:
1) По допустимому нагреву
Iдоп≥ Iр , (25)
где Iдоп– допустимый ток проводника, определяется сечением токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А;
Iр=Рном/√3 · U·cosφ, (26)
Iр=11/√3 · 0,38 · = 21А,
Данному току соответствует провод АПВ сечением 4 мм² с Iдоп= 28 А [7, табл. 1.3.5]
2) Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:
∆Uдоп≥ ∆Uр (27)
где ∆Uдоп– допустимые потери напряжения, ∆Uдоп= 5%
∆Uр– расчётные потери напряжения, %
∆Uр% = 105 · Рном · L(ro+ xo tgφ)/ Uном² (28)
где L– длина проводника, км;
ro — активное сопротивление 1км проводника, ro= 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5];
xo— реактивное сопротивление 1км проводника, xo= 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5];
∆Uр%= 105 · 11 · 0,012 · (3,12 + 0,073 · 0,75) / 380² = 0,28 %
т.к. и ∆Uр
В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по
следующим условиям:
Uном.пр > Uном, (29)
Iном.пр >Iр , (30)
Iпл.вс > Iпик/ α, (31)
где Uном.пр– номинальное напряжение предохранителя, В;
Iном.пр — номинальный ток предохранителя, А;
Iпл.вс– номинальный ток плавкой вставки, А;
Iпик– пиковый ток, А;
α – коэффициент, учитывающий условия пуска, α = 2,5 [3, табл. 6.3]
Iпик = Кп ∙ Iр , (32)
где Кп – кратность пускового тока по отношению к току нормального режима, Кп = 5 [3];
Iпик= 21∙5 = 105А
Uном.пр > 380В , (33)
Iном.пр >21А, (34)
Iпл.вс > 105/2,5 = 42А , (35)
Выбираем предохранитель ПН-2 Iном=100А Iпл.вс=50А.
Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:
продолжение
--PAGE_BREAK--Iдоп≥ Кз ∙ Iз, (36) где Кз – кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, Кз=1 [3, табл. 6.5]; Iз – ток срабатывания защиты, Iз=50А.
т.к.28
Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1.
В соответствии с условием (24) Iр= 34,4А. Выбираем провод АПВ-10мм2 [7, табл. 1.3.5].
По формуле (28) находим:
∆Uр%= 105 · 17,8 · 0,05 · (3,12 + 0,073 · 0,75) / 380² = 2 %,
Провод АПВ-10мм2 соответствует допустимым потерям напряжения, т.к. ∆Uр=2%≤∆Uдоп=5% [7]
В качестве аппарата устанавливаем предохранитель
Находим пиковый ток:
Iпик= Iр– Ки ∙ Iнб+ Iпуск.нб (37)
где Iпик – пусковой ток наибольшего электроприёмника
Iпик= 34,4 – 0,65 ∙ 20,8 + 140 = 124,9
По условиям (29), (30), (31) выбираем предохранитель ПН-2 Iном.пр =100А, Iпл.вс =50А,
Проверяем предохранитель по селективности, однолинейная схема ШР-1 дона на рис. 2
продолжение
--PAGE_BREAK--
Рис. 2
Предохранитель на вводе не селективен, поэтому выбираем предохранитель ПН-2 Iном.пр =100А, Iпл.вс =80А
Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (36), т.к.34,4 ≤ 1 ∙ 80, то провод не соответствует аппарату защиты, поэтому находим, что данному предохранителю соответствует провод АПВ-35мм2 [7, табл. 1.3.5].
Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 5
Таблица 5
№
линии
Трасса
Проводник
Предохранитель
Откуда
Куда
Марка
Сечение
мм²
Кол-во жил
Длина
м
Тип
Iном
А
Iпл. всА
1
ТП 35/6
ТП 6/0,4
ввод 1
ААБ
3*35
150
2
ТП 35/6
ТП 6/0,4
ввод 2
ААБ
3*35
150
3
ТП 6/0,4
Секция1
ШР-1
АПВ
35
4
55
ПН-2
100
80
4
ТП 6/0,4
Секция1
ШР-2
АПВ
70
4
65
ПН-2
250
150
5
ТП 6/0,4
Секция2
ШР-3
СБ
3*185+1*95
85
ПН-2
400
350
6
ТП 6/0,4
Секция2
ШР-4
СБ
2(3*185+ 1*95)
55
ПН-2
600
600
7
ШР-1
10/1
АПВ
16
4
15
ПН-2
100
50
8
ШР-1
6/1
АПВ
2,5
4
10
ПН-2
100
40
9
ШР-1
6/2
АПВ
2,5
4
15
ПН-2
100
40
10
ШР-1
6/3
АПВ
2,5
4
20
ПН-2
100
40
11
ШР-1
6/4
АПВ
2,5
4
25
ПН-2
100
40
12
ШР-1
6/5
АПВ
2,5
4
10
ПН-2
100
40
13
ШР-1
11/1
АПВ
2,5
4
5
ПР-2
15
15
14
ШР-1
11/2
АПВ
2,5
4
5
ПН-2
15
15
15
ШР-2
8/1
АПВ
10
4
10
ПН-2
100
40
16
ШР-2
8/2
АПВ
10
4
15
ПН-2
100
40
17
ШР-2
8/3
АПВ
10
4
20
ПН-2
100
40
18
ШР-2
8/4
АПВ
10
4
25
ПН-2
100
40
19
ШР-2
6/6
АПВ
2,5
4
25
ПН-2
100
40
20
ШР-2
10/2
АПВ
16
4
10
ПН-2
100
50
21
ШР-2
6/7
АПВ
2,5
4
25
ПН-2
100
40
22
ШР-2
6/8
АПВ
2,5
4
25
ПН-2
100
40
23
ШР-3
4
АПВ
50
4
10
ПН-2
250
250
24
ШР-3
8/5
АПВ
10
4
25
ПН-2
100
40
25
ШР-3
10/3
АПВ
16
4
25
ПН-2
100
50
26
ШР-3
14/1
АПВ
10
4
15
ПН-2
100
30
27
ШР-3
14/2
АПВ
10
4
20
ПН-2
100
30
28
ШР-3
14/3
АПВ
10
4
25
ПН-2
100
30
29
ШР-3
14/4
АПВ
10
4
25
ПН-2
100
30
30
ШР-4
3/1
АПВ
120
4
15
ПН-2
400
400
31
ШР-4
3/2
АВВГ
120
4
10
ПН-2
400
400
32
ШР-4
3/3
АВВГ
120
4
10
ПН-2
400
400
33
ШР-4
10/4
АПВ
16
4
15
ПН-2
100
50
продолжение
--PAGE_BREAK--
2.7. Расчет сети напряжением выше 1кВ
Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:
Sэк = Iр/ Jэк, (38)
где Jэк– экономическая плотность тока, Jэк= 1,2 А/мм2 [3, табл. 6.8];
В соответствии с формулой (26)
Iр = 2 · 250 / √3 · 6 = 48А,
Sэк = 48 / 1,2 = 40 мм²,
Выбираем ближайшее стандартное сечение — 35 мм².
Выбираем кабель ААБ-3х35мм2.
Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к.з. Термически устойчивое сечение к токам к.з. определяется по формуле:
Fm.y.= I∞ · √tпр / С, (39)
где I∞ — установившееся значение периодической составляющей тока к.з., I∞ = 2850А(см. разд. 2.8);
С – коэффициент, учитывающий разницу теплоты выделенной проводником до и после короткого замыкания, С = 95 [3, с. 200];
tпр – фиктивное время, при котором установившийся ток к.з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное время при tg= 0,15с, tпр = 0,2с, при β’’=2 [3, рис. 15.10].
Кабель ААБ 3 х 35 термически устойчив к токам короткого замыкания.
Окончательно выбираем кабель ААБ 3 х 35
2.8.Расчет токов короткого замыкания
Расчёт проводим в относительных единицах при базисных условиях. В соответствии с заданием и результатами проектирования составляем расчётную схему и схему замещения. Расчётная схема дона на рис. 3, схема замещения на рис. 4
рис. 3 рис. 4
Примем что базисная мощность Sб = 100МВА, базисное напряжение Uб = 6,3кВ.
Сопротивление воздушной линии находится по формуле:
Хвл*б = Хо ∙ L∙ Sб/U2ном.ср, (40)
где Uном.ср – среднее номинальное напряжение ступени, кВ
Хвл*б = 0,4 ∙ 45 ∙ 100/372 = 1,3 ,
Сопротивление трансформатора находится по формуле:
(41)
Определяем реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (40):
Хкл*б = 0,087 ∙ 0,15 ∙ 100/6,32 = 0,03
Находим активное сопротивление по формуле:
rкл*б = rо∙ L∙ Sб/U2ном.ср.каб, (42)
rкл*б = 0,894 ∙ 0,15 ∙ 100/6,32 = 0,33
Используя признаки параллельного и последовательного соединения сопротивлений находим активное и индуктивное результирующие сопротивления:
Хрез*б = 1,3+1,9+0,015 =3,215,
Rрез*б= 0,165,
Так как Rрез*б≤Хрез*б /3 то Хрез*б = Zрез*б.
Определяем ток короткого замыкания по формуле:
Iк.з. = Iб/Zрез*б , (43)
где Iб– базисный ток, кА.
По формуле (14) находим базисный ток
Iб = 100/√3∙ 6,3 = 9,17кА,
Iк.з. = 9,17/3,215 = 2,85кА,
Определяем ударный ток:
Iу= 2,55 ∙Iк.з., (44)
Iу= 2,55 ∙2,85 = 5,4кА,
Находим мощность короткого замыкания:
Sк.з. = Sб/Zрез.*б , (45)
Sк.з. = 100/3,215 = 31,10 МВА.
2.9.Выбор оборудования подстанции
Выбор разъединителей производим по следующим условиям:
Uном р> Uном (46)
Iном р> Iрасч (47)
i а. ≥ iy. (48)
It² ∙ t > Iк2∙ tпр (49)
где Uном р– номинальное напряжение разъединителя;
Iном р– Номинальный ток разъединителя;
iа – амплитудное значение предворительного сквозного тока к.з;
It– предельный ток термической стойкости;
t– время, в течении которого разъединитель выдерживает предельный ток термической стойкости.
Номинальные данные разъединителя находим по [6, табл. 31.7]
Выбор выключателя производим по следующим условиям:
Uном.в = Uном (50)
Iном.в >Iр (51)
i а. ≥ iy (52)
It² ∙ t > Iк2∙ tпр (53)
Iотк > Iк (54)
Sотк≥ Sк (55)
где Uном.в– номинальное напряжение выключателя;
Iном.в– номинальны ток выключателя;
Iотк– номинальный ток отключения выключателя;
Sотк– мощность отключения выключателя
Sотк =√3∙Iотк∙ Uном.в (56)
Номинальные данные масленого выключателя находим [6, табл. 31.1].
Результаты выбора представлены в табл. 6
Таблица 6
Выкл. ВММ-10-320-10Т3
разъед. РВ – 6/400
Расчётные
данные
Католожные
данные
Расчётные
данные
Католожные
данные
Uном=6кВ
Iр=48,16 А
iy=5,9кА
I2к ∙ tпр= 6,5
Iк =2,85кА
Sк =31,1 МВА
Uном.в= 11кВ
Iном.в = 320А
iа=25кА
It2∙ t=400
Iотк =10кА
Sотк =190,3 МВА
Uном=6кВ
Iр =48,16А
Iy=5,9кА
I2к∙ tпр=6,5
Uном.р=6кВ
Iном.р=400А
Iа=
It2∙ t=1023
Выбираем автоматическии выключатели, установленые на стороне 0,4кВ подстанции по условиям:
Uном ав> Uном (57)
Iном ав> Iрасч (58)
Iт р> Iр (59)
Iэ.р> 1,25∙Iпик (60)
где Uном ав– номинальное напряжение автоматического выключателя;
Iном ав– номинальный ток автоматического выключателя;
Iт р– номинальный ток теплового расцепителя;
Iэ.р — ток срабатывания электромагнитного расцепителя.
По формуле (37) находим
Iпик= 982 – 0,17 ∙ 177 + 887,3 = 1839,21А
Uном ав> 380В
Iном ав> 982А
Iт р> 982А
Iэ.р> 2299А
Выбирем выключатель АВМ-10 Uном ав=400 Iном ав= 1000А Iт р=1000А
Iэ.р = 5000А
продолжение
--PAGE_BREAK--