Курсоваяработа
Комплектнаятрансформаторная подстанция. Расчет и выбор компонентов КТП
Задание
1. Определение иназначение КТП. Краткий обзор существующих типов.
2. На основанииэлектрической схемы КТП описать электрические аппараты, входящие в нее.
3. Определитьноминальные токи двигательной нагрузки и нагрузки уличного освещения.
4. Определитьсуммарную мощность КТП и выбрать КТП.
5. Выбратьсиловой трансформатор КТП. Рассчитать параметры трансформатора: номинальныетоки и токи КЗ первичной и вторичной обмоток, сопротивления.
6. Рассчитать ивыбрать соединительные кабели низкого напряжения отходящих линий КТП.Определить их сопротивления.
7. Определитьтоки КЗ, ударный ток. Проверить условие нормального пуска двигателя.
8. Проверитьтермическую стойкость кабелей.
9. Выбратьавтоматические выключатели для защиты двигателей и силового трансформатора отКЗ.
10. Выбратьизмерительный трансформатор тока.
11. Выбратьпредохранители высокого напряжения в цепи силового трансформатора ипредохранители линии уличного освещения.
12. Выбрать разрядникивысокого напряжения.
13. Выбратьвысоковольтный выключатель нагрузки с разъединителем.
14. Сделать выводо выбранных аппаратах.Параметры Значения
Соотношение сопротивлений питающей системы и
силового трансформатора Хс/Хт 0,1
Длина кабеля — lo, м, 60
Длина кабеля — l1, м, 90
Длина кабеля — l2, м, 80 Материал кабеля Cu Осветительная нагрузка, кВт 17 Номинальное линейное напряжение — U ном. л, В 380 Номера двигателей для схемы первой линии 11
Кратность пускового тока двигателя — Кi 7
Время пуска двигателя – tп, с 11 Номера двигателей для схемы второй линии 12
Кратность пускового тока двигателя – Кi 7,5
Время пуска двигателя – tп, с 4
ПараметрыдвигателейN п/п Номер двигателя 11 12 1. Тип электродвигателя АИР200L4 АИР200L6 2. Номинальная мощность Рном, кВт 45 30 3. КПД, % 92,5 92 4. Коэффициент мощности 0,89 0,85
1. Определение иназначение Комплектной трансформаторной подстанции (КТП)
Подстанцией называютэлектроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии исостоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии,распределительного устройства, устройства управления и вспомогательныхсооружений. В зависимости от преобразования той или иной функции они называютсятрансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП).
Трансформаторнуюподстанцию называют комплектной – КТП (КПП) – при поставке трансформаторов(преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном видеили в виде полностью подготовленном для сборки. Подстанции могут бытькомплектными или сборными.
Получили широкоераспространение различные комплектные устройства:
1. Комплектноераспределительное устройство (КРУ) в сетях 10/6 кВ со шкафами на номинальныетоки 6300 – 3200 А и номинальные токи 20 кА (КРУ 2 – 10, КХП), 31,5 кА (КР10/500) и в отдельных случаях КРУ со шкафами на номинальные токи до 5000 А итоки отключения 58 кА (КР – Д9). В КРУ устанавливают маломасляные выключатели(в основном типов ВМП и ВМГ с отключаемой мощностью 850 МВА при 10 кВ), а принеобходимости частых коммутаций – выключатели с электромагнитным гашением дуги.
2. Комплектныетрансформаторные подстанции 10(6)70,4 кВ с трансформаторами мощностью 250-2500кВА. Исполнение трансформаторов в КТП: сухие, масляные, заполненные негорючейжидкостью.
3. Комплектныеполупроводниковые выпрямительные подстанции и установки (КПП, КПВП, КПУ) дляпитания сетевых нагрузок на напряжение 230 и 460 В и питания специальныхэлектроприемников.
Комплектныеподстанции изготовляются на заводах и транспортируются к месту установки узламии блоками без демонтажа оборудования. На месте монтажа производят установкуузлов и блоков и присоединения между ними и к сетям электроснабжения.
Комплектноераспределительное устройство наружной установки (КРУН) — это КРУ,предназначенное для наружной (открытой) установки.
Комплектноераспределительное устройство — распределительное устройство, состоящее изшкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в нихаппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами ивспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностьюподготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.
Камера(ячейка) — помещение, предназначенное для установки аппаратов и шин. Закрытаякамера закрыта со всех сторон и имеет сплошные (несетчатые) двери. Огражденнаякамера имеет проемы, защищенные полностью или частично несплошными (сетчатымиили смешанными) ограждениями.
Комплектныетрансформаторные подстанции назначение и классификация
Комплектныетрансформаторные подстанции (КТП) применяют для приема, распределения ипреобразования электрической энергии трехфазного тока частотой 50 Гц. По числутрансформаторов КТП могут быть однотрансформаторными, двухтрансформаторными итрехтрансформатор-ными.
По родуустановки КТП могут быть:
ü внутреннейустановки с масляными, сухими или заполненными негорючей жидкостьютрансформаторами;
ü наружнойустановки (только с масляными трансформаторами);
ü смешаннойустановки с расположением РУ высшего напряжения и трансформатора снаружи, а РУнизшего напряжения внутри помещения.
КТПможно разделить на четыре основные группы.
1. КТП наружнойустановки мощностью 25…400 кВА, напряжением 6…35/0,4 кВ, применяемые дляэлектроснабжения объектов сельскохозяйственного назначения. Это в основноммачтовые подстанции. КТП данной группы состоят из шкафа ввода ВН,трансформатора и шкафа НН, укомплектованного на отходящих линия автоматическимивыключателями.
2. КТП внутренней инаружной установки напряжением до 10 кВ включительно мощностью 160...2500 кВА,которые в основном используются для электроснабжения промышленных предприятий.КТП этой группы состоят из шкафов ввода на напряжение 10 кВ и РУ напряжением до1 кВ. Для КТП применяют как масляные, так и заполненные негорючей жидкостью илисухие трансформаторы специального исполнения с боковыми выводами, для КТПнаружной установки — только масляные.
3. Сборные икомплектные трансформаторные подстанции напряжением 35… 110/6… 10 кВ. Состороны высокого напряжения подстанции комплектуются открытымираспределительными устройствами напряжением 35...110 кВ, со стороны 6...10 кВ — шкафами КРУП наружной установки.
4. КТП специальногоназначения, перевозимые на салазках, напряжением 6… 10 кВ, мощностью 160…630 кВА, которые выпускаются для электроснабжения стройплощадок, рудников,шахт, карьеров.
2.Описание электрических аппаратов, входящих в состав КТП, на основаниипредставленной электрической схемы
QS1 – высоковольтный выключательнагрузки
Коммутационные аппараты (выключатели) предназначены дляосуществления оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, длявыполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном илиавтоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственнопропускать токи нагрузки. Характер режима работы этих аппаратов нескольконеобычен: нормальным для них считается как включенное состояние, когда ониобтекаются током нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечиваютнеобходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи.Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одногоположения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение имспецифических требований по отключению возникающего в цепи короткого замыкания чрезвычайноредко.
Выключателидолжны надежно выполнять свои функции в течение срока службы (25 лет), находясьв любом из указанных состояний, и одновременно быть всегда готовыми кмгновенному эффективному выполнению любых коммутационных операций, часто последлительного пребывания в неподвижном состоянии. Отсюда следует, что они должныиметь очень высокий коэффициент готовности: при малой продолжительностипроцессов коммутации (несколько минут в год) должна быть обеспечена постоянная готовностьк осуществлению коммутаций.
Средиосновных параметров выключателей высокого напряжения следует выделить группуноминальных параметров, присущих всем типам выключателей и определяющих условияих работы.
Косновным номинальным параметрам выключателей в соответствии с рекомендациямиМеждународной электротехнической комиссии (МЭК) относятся:
— номинальное напряжение Uном;
— наибольшее рабочее напряжение Uн.р;
— номинальный уровень изоляции;
— номинальная частота fном;
— номинальный ток Iном;
— номинальныйток отключения Iо.ном;
— номинальный ток включения Iв.ном;
— номинальное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) при КЗ на выводахвыключателя;
— номинальныехарактеристики при неудаленных КЗ; номинальная длительность КЗ;
— номинальная последовательность операций (номинальные циклы);
— нормированные показатели надежности и др.
/>
Рис.1Электрическая схема комплектной трансформаторной подстанции (КТП)
Кпараметрам, характерным для воздушных выключателей, следует отнести номинальноедавление и расход воздуха, необходимые для проведения операций включения иотключения, нижний предел давления для производства отдельных операций.
FU1...FU3 — высоковольтные разрядники
Основнымиэлементами вентильных разрядников являются искровые промежутки, последовательносоединенные с резистором, имеющим нелинейную вольт-амперную характеристику(ВАХ).
/>
Рис.2
На рис.2, представлен элемент магнитно-вентильного разрядника РВМГ на 33 кВ, состоящийиз фарфоровой покрышки 1, колонки нелинейных резисторов из вилита 2 и блокапоследовательно соединенных искровых промежутков 3. Разрядники этой сериивыпускаются на напряжение 110-500 кВ, что достигается последовательнымвключением исходных элементов.
Одним изосновных недостатков вентильных разрядников является высокое значениекоэффициента нелинейности материалов (тервита и вилита) а=(0,2-0,4),используемых при этом, а также нестабильность напряжений пробоя. Поэтомузначительный прогресс был достигнут после разработки новых материаловоксидно-цинковых варисторов с коэффициентом нелинейности
а = 0,02.Это позволило разработать аппараты защиты без искровых промежутков. При рабочемнапряжении токи через варисторы достигают миллиампер, а при перенапряженияхсоответственно сотни и тысячи ампер.
FU4...FU6 — предохранители
Предохранители- это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей оттоков короткого замыкания и токов перегрузки. Преимущественно предохранителииспользуются для защиты от токов короткого замыкания.
Основнойэлемент предохранителя — плавкая вставка постоянного или переменного сечения,которая при токах срабатывания сгорает (плавится с последующим возникновением игашением электрической дуги), отключая электрическую цепь.
Поконструктивному исполнению предохранители условно можно разделить на открытые(вставка не защищена патроном или размещена в трубке, открытой с торцов),закрытые (вставка расположена в закрытом патроне) и засыпные (вставка находитсяв патроне, полностью заполненном мелкозернистым наполнителем, например,кварцевым песком).
Наиболеераспространенные материалы плавких вставок — медь, цинк, алюминий, свинец исеребро. Медь подвержена сравнительно интенсивному окислению, что можетпривести к увеличению сопротивления медной вставки и, следовательно, кизменению защитной характеристики предохранителя. Поэтому медные вставки подвергаютсялужению (покрываются слоем олова).
Взасыпных предохранителях наиболее распространенным наполнителем являетсякварцевый песок с содержанием оксида кремния SiO2 не менее 99%. Наилучшим наполнителем по своимдугогасящим свойствам является мел (СаСОз), который после перегорания вставки вотличие от песка не образует остаточных токопроводящих путей и пригоден длямногократного использования. Но мел значительно дороже песка и это ограничиваетего широкое применение. Для лучшего использования наполнителя кактеплоотводящей и дугогасящей среды в засыпном предохранителе обычно размещенынесколько параллельно соединенных вставок, суммарное сечение которыхэквивалентно сечению одной вставки предохранителя на тот же рабочий ток.
TV1 — силовой трансформатор
Силовыетрансформаторы являются основным электрическим оборудованиемэлектроэнергетических систем, обеспечивающим передачу и распределениеэлектроэнергии на переменном трехфазном токе от электрических станций кпотребителям.
Всправочных данных на трансформаторы приводятся: тип, номинальная мощность,номинальные напряжения обмоток, потери мощности холостого хода и короткогозамыкания, напряжение короткого замыкания, ток холостого хода.
Наповысительных и понизительных подстанциях применяют трехфазные или группыоднофазных трансформаторов с двумя или тремя раздельными обмотками. Взависимости от числа обмоток трансформаторы разделяются на двухобмоточные итрехобмоточные. Двухобмоточные трансформаторы номинальной мощностью больше 25МВ-А выполняются с расщепленной обмоткой вторичного напряжения 6...10 кВ.Обмотки высшего, среднего и низшего напряжений принято сокращенно обозначатьсоответственно ВН, СН, НН.
Внастоящее время применяются трансформаторы следующих стандартных номинальныхмощностей: 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300,10 000, 16000, 25000, 32000, 40000, 63000 ,80000, 160000 кВ-А.
Условныеобозначения типов трансформаторов состоят из букв, которые обозначают:
первыебуквы: О – однофазный;
Т –трехфазный.
последняябуква:
Н — выполнение одной обмотки с устройством;
регулированиянапряжения под нагрузкой (РПН);
Р — трансформатор с расщепленной обмоткой низшего
напряжения;
Т — трехобмоточный трансформатор;
М, Д,ДЦ, С, 3 -система охлаждения трансформаторов.
Внастоящее время трансформаторы выполняются с переключением ответвлений обмоткибез возбуждения (ПБВ) и с переключением ответвлений обмотки под нагрузкой –РПН.
QF1, QF2, QF3 — автоматические выключатели
Автоматическиевыключатели (автоматы) низкого напряжения (до 1000 В) предназначены дляавтоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов(коротких замыканий, перегрузок, снижения и исчезновения напряжения, изменениянаправления тока, гашения магнитного поля мощных генераторов в аварийныхусловиях и др.), а также для оперативной коммутации номинальных токов. Дляобеспечения селективной (избирательной) защиты в автоматах предусматриваетсявозможность регулирования уставок по току и по времени. Быстродействующиеавтоматы снижают время срабатывания и ограничивают отключаемый токсопротивлением возникающей электрической дуги в автомате. Нередко эти факторыопределяют принцип устройства и особенности конструкции автоматов.
Автоматическиевыключатели подразделяются на: установочные и универсальные. Установочныеавтоматические выключатели имеют защитный изоляционный (пластмассовый) корпус имогут устанавливаться в общедоступных местах, универсальные — не имеют такогокорпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах;быстродействующие и небыстродействующие. Быстродействие обеспечивается самимпринципом действия (поляризованный электромагнитный илииндукционно-динамический принцип и др.), а также условиями для быстрого гашенияэлектрической дуги, подобно процессам в токоограничивающих автоматах; автоматыобратного тока, срабатывающие только при изменении направления тока взащищаемой цепи (поляризованные автоматы отключают цепь только при нарастаниитока в прямом направлении, неполяризованные — при любом направлении тока).
ТА1,ТА2, ТАЗ — измерительные трансформаторы тока
Трансформатортока (ТА) служит для измерения, преобразования и передачи информации о режимеработы сильноточной цепи высокого напряжения в цепь низкого напряжения с цельюее последующей обработки. При этом одновременно ТА служит для изоляциипервичной цепи высокого напряжения от вторичной цепи низкого напряжения,имеющей потенциал земли. Информация на вторичной стороне используется как дляцелей измерения мощности при помощи амперметра, ваттметра, качества энергии,так и для системы релейной защиты. Поэтому ТА, как правило, имеют две вторичныеобмотки: одну для измерения, другую для защиты. Вторичный ток ТА имеетнормированные значения: 5 или 1 А. Первичная цепь трансформатора тока постоянновключена в цепь высокого напряжения и является первым элементом (датчикомконтроля тока) системы релейной защиты. От точности передачи информации зависитчеткость и быстрота ликвидации аварии.
Одной изважнейших характеристик ТА является его точность, определяемая погрешностями измерениявторичного тока, соответствующая информации о первичном токе. Класс точностиопределяется по наибольшей допустимой погрешности ТА при номинальном первичномтоке, выраженном в процентах. Установлено 6 классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3;10% соответствующих 100—120% номинального тока и в режиме КЗ.
Трансформаторытока отличаются от силовых трансформаторов следующими особенностями: работают вусловиях близких к короткому замыканию (амперметр является нагрузкойизмерительной обмотки ТА); ток во вторичной цепи не зависит от значения ихарактера нагрузки (источник тока), а определяется значением и характеромизменения первичного тока. В противоположность этому в силовых трансформаторахпервичный ток определяется мощностью, потребляемой во вторичной цепи.
/>
Рис.3
В общемслучае ТА можно представить в виде двух обмоток первичной N1 и вторичной N2, размещенных на одноммагнитопроводе из трансформаторной стали (рис. 3). Принцип действия ТА основанна явлении электромагнитной индукции (закон Ленца).
РА1… РАЗамперметры
Амперметрыдля измерения электрического тока устанавливают на всех трансформаторах илиниях, питающих приемники электроэнергии или их группы. Амперметрыустанавливают в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях,где возможна несимметрия нагрузки фаз приемников (освещение, сварочные посты,конденсаторные батареи). Амперметры включают непосредственно в сеть или черезтрансформаторы тока.
SA1 переключатель (рубильник)
Переключатель(рубильник) — предназначен для ручного включения и отключения цепей спостоянным или переменным напряжением. В данном случае применяется трехполюсныйпереключатель с центральным рычажным приводом и дугогасительной камерой.Включение и отключение линии уличного освещения осуществляется вручнуювыключателем SA1.
3.Определение номинальных токов двигательной нагрузки и нагрузки уличногоосвещения
а)Номинальный ток двигателя:
/>;
где: Pном – номинальная мощность двигателя;
Uном.л – номинальное линейное напряжение наобмотке статора;
η – к.п.д. приноминальном моменте на валу двигателя.
/>,
/>.
б)Номинальный ток линии освещения:
/>.
где: Pном.осв – суммарная номинальная мощностьлинии освещения.
сosφ = 1 – для осветительной нагрузки.
/>
4.Определение суммарной мощности комплектной трансформаторной подстанции (КТП)
Полная суммарная мощностьКТП SКТП равна сумме полных мощностейотходящих фидеров:
/>,
/>.
Округлимсуммарную мощность трансформатора до стандартной SТ=160кВ∙А.
ВыборКТП
Номинальноевторичное напряжение силового трансформатора должно соответствоватьноминальному напряжению нагрузки. Мощность силового трансформатора ST должна быть не менее суммарноймощности нагрузки, т.е. ST> SКТП. Из таблицы 1 выбираем КТП.
Таблица 1.Марка
Номинальная
мощность,
кВ-А Напряжение, кВ Габаритные размеры, мм, не более Масса, кг ВН | НН длина ширина высота Однотрансформаторные КТП-63-6/0,4 63 6 0,4 1300 1300 2740 995 КТП-63-10/0,4 63 10 0,4 1300 1300 2740 995 КТП-100-6/0,4 100 6 0,4 1300 1300 2740 1100 КТП-100-10/0,4 100 10 0,4 1300 1300 2740 1100 КТП-160-6/0,4 160 6 0,4 1300 1300 1385 1385
КТП-160-10/0,4
160
10
0,4
1300
1300
2740
1385
КТП 160– 10/0,4; где: 160 кВА – номинальная мощность;
10 кВ –входное напряжение;
0,4 кВ –выходное напряжение.
5.Выбор силового трансформатора КТП. Расчёт параметров трансформатора:номинальные токи и токи КЗ первичной и вторичной обмоток, сопротивления
Силовые трансформаторы являютсяосновной составляющей всех понижающих подстанций.
Существует шесть уровнейсистем электроснабжения, в которых применяются подстанции в зависимости отназначения номиналов напряжений.
Для электроснабженияпотребителей напряжением до 1 кВ (220 В, 380 В, 500 В, 600 В) создаюттрансформаторные подстанции с высшим напряжением на 6,10 кВ.
В большинстве случаев дляКТП применяют масляные трансформаторы, т.к. сухие или элегазовые (SF6) в 2 — 2,5 раза дороже масляных.Таким образом, выбираем масляные трансформаторы по следующим критериям:
· Мощностьтрансформатора должна быть больше или равной суммарной мощности нагрузки (какправило, равна мощности КТП).
· По номинальномувторичному напряжению, равному номинальному линейному напряжению нагрузки.
· Номинальный токвторичной обмотки трансформатора должен быть больше суммы токов всех трех линийнагрузки.
Из таблицы 2 выбираем:
ТМ-160/10, где: S = 160кВА;
Uк =4,5 %;
Р х =0,565 кВт;
Р к = 2,365 кВт.
Таблица 2. Трансформаторы силовые масляные общего назначения трехфазные двух и трехобмоточные с охлаждением естественным масляным (М) класса напряжения 10 кВ Тип S,kB-A Uк Потери, кВт Рх Рк ТМ-25/10 25 4,5 0,135 0,600 ТМ-40/10 40 4,5 0,190 0,880 ТМ-63/10 63 4,5 0,265 1,280 ТМ-100/10 100 4,5 0,365 1,970
ТМ-160/10
160
4,5
0,565
2,365 ТМ-250/10 250 4,5 0,820 3,700 ТМ-400/10 400 4,5 1,050 5,500 ТМ-630/10 630 5,5 1,560 7,600
Расчетпараметров силового трансформатора
Номинальный ток любойобмотки трансформатора определяется по ее номинальной мощности и номинальномунапряжению.
/>
где: Sтр– полная мощностьтрансформатора в кВА.
Полное сопротивлениетрансформатора вычисляется по формуле:
/>
где: UK — напряжение короткого замыкания(КЗ) трансформатора в процентах (определяется по мощности силовоготрансформатора, см. табл. 2). Активное сопротивление обмоток трансформатора:
/>
где: Рк — активные потери в обмотках трансформатора на три фазы в Вт (см. табл. 2). Реактивноесопротивление обмоток:
/>
Определимток трехфазного КЗ на зажимах трансформатора:
/>
6.Рассчитать и выбрать соединительные кабели низкого напряжения отходящих линий КТП.Определить их сопротивления
Назначениеи конструкции кабелей.
Существуетнесколько групп кабельных изделий, которые делятся по назначению:
-неизолированныепровода;
-силовыекабели;
-кабелисвязи;
-контрольныекабели;
-кабелиуправления;
-монтажныепровода;
-установочныепровода;
-обмоточныепровода;
-радиочастотныекабели.
Силовыекабели предназначены для передачи распределения электрической энергии. Кабеливыпускаются, с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией избумажных лент, пропитанных маслом или специальным составом, а также с изоляциейиз полихлорвинила хлоридного пластиката, полиэтилена, резины.
Диапазонпеременного напряжения силовых кабелей от 660 В до 500 кВ.
Припроектировании электротехнических устройств, кабель, прежде всего, выбираетсяпо допустимому напряжению. Кабель напряжением от 1 до 35 кВ состоит из (Рис.4):
/>
Рис.4
Проводящиежилы кабеля 1 выполняются из нескольких скрученных вместе медных илиалюминиевых проволок. Чтобы обеспечить достаточную гибкость кабеля, которыйнаматывается на барабан для транспортировки, каждая токопроводящая жила кабеляобматывается лентами из кабельной бумаги. Это и есть фазная изоляция 2.
Все трифазы с их изоляциями скручиваются вместе. В промежутке между фазами дляполучения общей круглой формы кабеля помещается междуфазное заполнение 8 из скрученногобумажного жгута. Сверху скрученных фаз наматывается общая бумажная пояснаяизоляция 3. Затем кабель подвергается вакуумной сушки и пропитки горячиммаслоканифольным составом, чтобы улучшить изоляционные свойства бумажнойизоляции.
Пропитанныйкабель покрывается свинцовой или алюминиевой оболочкой 4 которая надежнозащищает изоляцию от увлажнения и окисления воздухом, но не защищает отмеханических повреждений.
Поэтомукабель покрывается бронёй 6, которая состоит из стальных лент или проволоки. Подбронёй наносится подушка 5 из грубой кабельной пряжи (конопляная пенька)которая создает мягкую прокладку, чтобы броня не врезалась в оболочку 4. Поверхброни 6 наносится второй слой кабельной пряжи, которая пропитывается битумнымсоставом, чтобы защитить стальную броню от коррозии (защитный покров 7).
Кабели сизоляцией, из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом,изготавливаются по ГОСТ 1840 — 73.
Кабели с пластмассовойизоляцией изготавливаются на напряжение 0,66 — 6 кВ по ГОСТ 16442 — 80. Конструкциякабеля с пластмассовой изоляцией представлена на рис.5.
/>
1 – токопроводящая жила.
2 – изоляция.
3 – заполнение.
4 – обмотка прорезиненной
лентой.
5 – оболочка.
6 – броня.
7 – защитные покровы.
Рис. 5.
Кабельнизкого напряжения выбирается по номинальному напряжению, номинальному токунагрузки и току термической стойкости. Выбор производим по справочнику правилустройства электроустановок.
Выберемкабель для отходящих линий КТП с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляциейи оболочкой по допустимому длительному току.
Определимдлительно допустимый ток кабелей, учитывая то, что он должен быть на 20% большетока номинального:
Iном.доп.осв. = Iном.осв. />1,2 = 44,737 /> 1,2 = 53,684 А;
Iном.доп… дв1 = Iном.дв1/>1,2 = 83,049./>1,2 = 99,659 А;
Iном.доп… дв2 = Iном.дв2/> 1,2 = 59,582./> 1,2 = 71,498А.
Таблица3.
Сечение токопроводящей жилы, мм2
Токовая нагрузка, А
Cu/A1 1,5 19/- 2,5 25/19 4 35/27 6 42/32 10 55/42 16 75/60 25 95/75 35 120/90 50 145/110 70 180/140 95 220/170 120 260/200
Изтаблицы 3 выбираем сечение токопроводящей жилы, выполненной из Cu: для линии освещения выбираем маркукабеля АВВГ фазное сечение – 10 мм2, нулевое сечение — 6 мм2;для двигательной нагрузки 1 марку кабеля АВВГ: фазное сечение — 35 мм2, нулевоесечение — 16 мм2; для двигательной нагрузки 2 марку кабеля АВВГ:фазное сечение — 16 мм2, нулевое — 10 мм2 .
Изтаблицы 4 выбираем удельные сопротивления для осветительной и двигательнойнагрузки.
Таблица 4.Удельное сопротивление прямой последовательности кабелей с алюминиевыми имедными жилами при t=65°C.Сечение, мм2 rуд, мОм/м ХУД; мОм/м фазное нулевое Cu А1 Трехжильный кабель Четырехжильный кабель 3x4 2,5 5,65 9,610 0,092 0,098 3x6 4 3,77 6,410 0,087 0,094 3x10 6 2,26 3,840 0,082 0,088 3x16 10 1,41 2,400 0,078 0,084 3x25 16 0,91 1,540 0,062 0,072 3x35 16 0,65 1,100 0,061 0,068 3x50 25 0,45 0,769 0,060 0,066 3x70 35 0,32 0,549 0,059 0,065
Замечание:для кабелей с медными жилами приведенные в табл.6 значения активногосопротивления следует rуд уменьшить в 1,7 раза.
Сопротивлениекабеля: Rк=Rуд lк, Xк=Xуд lк,
где: lк — длина соединительного кабеля, м.
Полноесопротивление определяется как:
/>
где: Хс- приведенное индуктивное сопротивление энергосистемы,
Rпк — переходноесопротивление контактов в местах соединения
(принимаемравным 15мОм). Активным сопротивлением
системыпренебрегаем.
Хс /Хт=0,1,
тогда;
ХС=ХТ/> 0,1=0,038 /> 0,1=0,0038 Ом.
Линияосвещения:
гуд= 2,26 / 1,7 = 1,33 мОм/м;
худ= 0,088 мОм/м.
Xк.осв= Xуд/> lк = 0,088 /> 60 = 5,28 мОм;
Rк.осв = Rуд /> lк = 1,33 /> 60 = 80 мОм;
/>;
/>
Перваялиния:
гуд= 0,65 / 1,7 = 0,38 мОм/м;
худ= 0,068 мОм/м.
Хк.дв1= Худ /> lк = 0,068 /> 90 = 6,12 мОм;
Rк.дв1 = Rуд/> lк= 0,38 /> 90 = 34,2 мОм;
/>;
/>.
Втораялиния:
гуд= 1,41 / 1,7 = 0,83 мОм/м;
худ= 0,084 мОм/м.
Хк.дв2= Худ /> lк = 0,084 /> 80 = 6,72 мОм;
Rк.дв2 = Rуд/> lк = 1,41 /> 80 = 66 мОм;
/>;
/>
7.Определить токи КЗ, ударный ток. Проверить условие нормального пуска двигателя.Определение токов короткого замыкания (КЗ)
В месте установки двигателя токтрехфазного КЗ находится как:
/>
Токоднофазного КЗ в том же месте:
/>
где: r0и х0 — соответственно активное ииндуктивное сопротивления
нулевойпоследовательности, Ом;
r1 и х1 — соответственноактивное и индуктивное сопротивления цепи, Ом. Их значения приведены в таблице5.
Таблица5. Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов 6(10)/0,4 кВ.Мощность трансформатора, кВА
UK,%
X1Т =X2Т мОм
X0Т
мОм
R1Т = R2Т
мОм
R0Т
мОм 25 4,5 108 925 60 430 40 4,5 96 845 48 400 63 4,5 82,8 730 40 338 100 4,5 64,7 581,8 31,5 253,9
160
4,5
41,7
367
16,6
150,8
/> ;
/> ,
где: R0Т, X0Т — активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательноститрансформатора.
R0К, X0К — активное и индуктивное сопротивление кабелей.
RНП, XНП — активное и индуктивное сопротивление нулевого проводника,которые находятся также как и сопротивления кабелей:
/> , где />
/> , где />
где: qф, qип — сечения фазного и нулевогопроводников соответственно.
Линияосвещения:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Перваялиния:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>.
/>
Втораялиния:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Определениеударного тока КЗ
/>
Ударныйкоэффициент Kуд. зависит от отношения (Хт + Xk)/(Rt + Rk) иопределяется кривым изменения ударного коэффициента.
Линияосвещения: Kуд =1;
/>
Перваялиния: Kуд =1;
/>
Вторая линия:Kуд =1;
/>
Проверкаусловий нормального пуска двигателя
Удвигателей — легкий пуск, следовательно, должно выполняться
условие:
/>
Вусловиях тяжёлого пуска:
/>
где: Iп.дв — пусковой ток двигателя,рассчитываемый как:
/>
где: Ki — кратность пускового токадвигателя.
Первыйдвигатель:Kуд =7
/>
/>,
удовлетворяетусловию легкого пуска.
Второйдвигатель:Kуд =7,5
/>
/>,
пускдвигателя тяжелый