Материал: Электроснабжение канализационной насосной станции

4.2 Расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ

При расчете токов КЗ в низковольтной сети следует учитывать[7]:

) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений.

Выполним расчет токовКЗ в точке К1.

Рисунок 4.3 - Расчетная схема для определения токов КЗ в точке К1

Определим параметры схемы замещения прямой последовательности.

Схема замещения показана на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Схема замещения прямой последовательности

Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения рекомендуется выражать в миллиомах.

Определим параметры системы по формуле [2]:

гдеx_с- индуктивное сопротивление системы, мОм;

U_ср.НН- среднее напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, В;

U_ср.ВН- среднее напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора, В; I⁽³⁾_к.ВН- значение тока трехфазного КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА.

Значение тока трехфазного КЗ возьмем из предыдущего расчета (смотри пункт 4.1)

Параметры трансформатора возьмем из предыдущего расчета (смотри пункт 4.1), которые необходимо привести к ступени 0,4 кВ по формулам [7]:

гдеr°, x° - приведенные значения активного и индуктивного сопротивления, Ом;

r, x- исходные значения активного и индуктивного сопротивления, Ом;

n- значение коэффициента трансформации трансформатора или автотрансформатора.

Под коэффициентом трансформации понимается отношение напряжения обмотки холостого хода трансформатора, обращенной в сторону основной ступени напряжения сети, к напряжению холостого хода другой обмотки [7].

Определим параметры линии W1 по формулам (4.1), (4.2):

Значения удельного активного и индуктивного сопротивлений, а также длину линии принимаем по таблице 3.3.

Значения активного и индуктивного сопротивления токовых катушек автоматического выключателя равны [2]:

Сопротивление контактов и контактных соединений определим, как сумму сопротивлений контактов автоматического выключателя и контактных соединений кабеля. Сопротивление контактов автоматического выключателя принимаем равным 1 мОм, сопротивление контактных соединений кабеля 0,1 мОм [7]. Количество контактных соединений кабеля равно 4.

Суммарное сопротивление контактов и контактных соединений:

Определим суммарные значения сопротивлений:

Определим ток трехфазного короткого замыкания по формуле [7]:

Для определения однофазного тока короткого замыкания на землю необходимо составить схему замещения нулевой последовательности.

Схема замещения нулевой последовательности показана на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Схема замещения нулевой последовательности

Определим параметры схемы замещения нулевой последовательности.

Активное и индуктивное сопротивления силового трансформатора, обмотки которого соединены по схеме Δ/Y,принимаются равными сопротивлениям прямой последовательности [7].

Активное и индуктивное сопротивления токовых катушек автоматического выключателя, а также активные сопротивления контактов и контактных соединений принимаются равными активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности.

Активное и индуктивное сопротивления линии W1 определим по формулам [7]:

гдеr_0п- удельное активное сопротивление нулевой последовательности линии, мОм/м;

x_0п - удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии, мОм/м;

l- длина линии, м.

Удельное активное и индуктивное сопротивления линии W1 равны 1,96 мОм/м и 0,74 мОм/м соответственно [2].

Определим суммарные сопротивления нулевой последовательности:

Определим ток однофазного КЗ на землю по формуле [7]:

Расчет токов КЗ в остальных точках проводится аналогичным образом. Результаты представлены в таблице 4.3. Расчетные точки показаны на рисунке 4.6.

Рисунок 4.3 - Расчетная схема сети 0,4кВ

Таблица 4.3 - Расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ

5 Расчет возможности пуска двигателя

Целью данного расчета является проверка возможности пуска двигателя и устойчивости работы предвключенного двигателя при пуске.

Рассмотрим пуск двигателя 3-го насосного агрегата, обозначенного на схеме М2 (рисунок 5.1), принимая, что двигатель 2-го насосного агрегата (М1) находится в работе с нагрузкой 80% отноминальной (смотри исходные данные). Расчетная схема представлена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 - Расчетная схема

Нагрузками, обозначенными на схеме Н1 и Н2 (рисунок 5.1) являются ТП - 365 мощностью 1,3 МВ∙А (смотри исходные данные) и нагрузка первой секции ВРУ 0,4 кВ мощностью 73,19 кВ∙А (смотри таблицу 3.1) соответственно.

5.1 Определение параметров схемы замещения

Параметры схемы замещения линий определим по формулам (4.1), (4.2)

Значения r₀, x₀ и l, необходимые для расчета параметров линийпринимаем по таблице 3.3.

Параметры схемы замещения линии W1, обозначенной - I в таблице 3.3:

Параметры остальных линий определяются аналогичным образом, результаты представлены в таблице 5.1.

Параметры схемы замещения трансформатора определим по формулам (4.3), (4.4), принимая значение величин, необходимых для расчета по таблице 2.1:

Параметры схемы замещения предвключенной нагрузки:

где U_ср - среднее напряжение сети, кВ;

S_н - полная мощность нагрузки, МВ∙А;

сosφ_н - коэффициент мощности нагрузки.

где U_ср - среднее напряжение сети, кВ;

S_н - полная мощность нагрузки, МВ∙А;

сosφ_н - коэффициент мощности нагрузки.

Значение sinφ_нопределяется из основного тригонометрического тождества:

Параметры схемы замещения нагрузки Н1:

Коэффициент мощности нагрузки Н1 равен 0,85 (смотри исходные данные).

Параметры схемы замещения нагрузки Н2 определяются аналогичным образом, результат представлен в таблице 5.1.

Параметры схемы замещения предвключенного двигателя:

где U_м.ном - номинальное напряжение двигателя, кВ;

S_м.ном - полная номинальная мощность двигателя, МВ∙А;

сosφ_м - коэффициент мощности двигателя.

где U_м.ном - номинальное напряжение двигателя, кВ;

S_м.ном - полная номинальная мощность двигателя, МВ∙А;

сosφ_м - коэффициент мощности двигателя.

Определим параметры схемы замещения предвключенного двигателя М1:

Полную номинальную мощность двигателя найдем по формуле (4.11), принимаяпо паспортным данным для данного типа двигателя значения сosφ_м = 0,84 и η_м = 0,925 [8].

Значение sinφ_м определим по формуле (5.3)

Параметры схемы замещения пускаемого двигателя:

где m_п - кратность начального пускового момента двигателя по отношению к номинальному; k_п - кратность пускового тока двигателя по отношению кноминальному.

где m_п - кратность начального пускового момента двигателя по отношению к номинальному; k_п - кратность пускового тока двигателя по отношению к номинальному. Определим параметры схемы замещения пускаемого двигателя М2: Значения m_п и k_п определим по паспортным данным [8].

Значение ЭДС системы определим по формуле (4.17):

Полные сопротивления элементов схемы замещения определим по формуле:

Полное сопротивление линии W1:

Полные сопротивления остальных элементов определяются аналогично, результаты представлены в таблице 5.1. Схема замещения показана на рисунке 5.2.

Таблица 5.1 - Параметры схемы замещения