IрМАХ=2=2=13,8А
Выбираем 3-х жильный кабель типа ААБл-10 (3х16) Iдоп=74 А.
Расшифровка буквенного обозначения кабеля марки ААБЛ 3Х16: А - токопроводящая алюминиевая жила; А - алюминиевая оболочка; Б - броня (2 стальные ленты); Л - одна дополнительная лавсановая лента, которая находится в подушке под броней.
При аварийном режиме, в случае отключении одного из трансформаторов или Так как Iдоп=74 А> IрМАХ=13,8 А, следовательно выбранный кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме.
Кабель типа ААБл предназначен для прокладки в траншее в почве.
Длина питающего кабеля - 1.4 км.
6. Расчет токов короткого замыкания
В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока в цепи, соединяющей источник питания с местом повреждения и снижением напряжения. Электрооборудование, которое установлено в системах электроснабжения должно быть устойчиво к токам короткого замыкания.
Для правильного выбора и проверки необходимо выполнить расчет, при котором нужно определить возможные наибольшие значения токов короткого замыкания. Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности Sс=?, т.к. мощность любого конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей электросистемы. Расчет токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах, при котором сопротивление всех элементов схемы, связывающих точку кз. с источником питания, приводят к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощностью Sб и базисным напряжением Uб. За Sб обычно принимают величину, удобную для расчета, чаще всего Sб=? мВА. За Uб принимается напряжение той ступени, где произошло к.з., причем при расчете используют среднее номинальное напряжение по шкале:
Uср.н=0,4;6,3;10,5;37;115;230кВ.
Для расчета задается схема с которой питание ТП осуществляется от ГПП завода по КЛ. В свою очередь ГПП завода связана с питающей энергосистемы
Sс=? по ВЛ.
Рисунок 6.1 Расчетная схема токов короткого замыкания.
Uсрк1=115 кВ. L1=12 км.
Uсрк2=10 кВ. L2=1,4 км
Uсрк3=0,4 кВ. Sнт1=10 кВА.
Sнт2=250 кВА Х0=0,08Ом/м
Uкз1=10,5 % ?Ркз=3,7 кВт.
Uкз2=4,5 %
Расчет необходимо выполнить в 3-х указанных точках к.з. При расчете тока к.з. в цепях U ? 400 В. учитывается в основном только индуктивные сопротивления всех элементов, активными можно пренебречь вследствие их малости. Необходимо учесть активное сопротивление у кабелей т.к. при малых сечениях оно может быть даже больше индуктивного.
Для выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схем, при котором величины токов к.з. будут наименьшими.
В реальных схемах электроснабжение для ограничения величин токов к.з. применяется раздельная работа трансформаторов на П/СТ и питающих линий, т.е. в нормальном режиме работы секционные аппараты на шинах П/СТ отключены. Поэтому схема замещения составляется только для одной цепи, и рассчитывается в относительных единицах сопротивление всех элементов.
Рисунок 6.2 Схема замещения токов короткого замыкания.
-Определяем в относительных единицах сопротивление ВЛ:
[1, стр. 44]
-Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора от ГПП:
[1, стр. 44]
Для кабельной линии, сечение которой S=16 рассчитывается в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление:
[1, стр.44]
[1, стр.44]
y=32 1Ом/м- удельная проводимость для алюминия.
-Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТП
Производим расчет в точке к.з. к 1
Рисунок 6.3 Схема замещения
- Определяем результирующие сопротивление для точки К1:
-Определяем базисный ток:
кА
-Определяем действующие значение периодической составляющей тока к.з.
кА
-Определяем амплитудное значение тока к.з. ударный ток (Ку=1,8- ударный коэффициент, в случае когда не учитывается активное сопротивление)
кА
Производим расчет тока к.з. в точке к 2
Рисунок 6.4 Схема замещения
-Определяем результирующие индуктивное сопротивление:
-Определяем результирующие активное сопротивление:
-Определяем полное результирующие сопротивление:
-Определяем периодический ток короткого замыкания:
кА
-Для определения Ку находим отношение:
По кривой определяем Ку=1,05 [7, стр1]
-Определяем ударный ток к.з.
Ка
Производим расчет токов к.з. в точке К 3
Рисуок 6.5 Схема замещения
Определяем результирующие индуктивное и активное сопротивлений:
-Определяем полное результирующие сопротивление:
-Определяем базисный ток:
кА
-Определяем периодический ток к.з.
кА
-Определяем ударный ток:
Ку=1,2
кА
На основании выполненных расчетов для точек К1 и К2 необходимо определить tпр -приведенное время к.з., которое необходимо для проверки ЭО на термическую устойчивость.
-Определяем tпр для точки к.з. К1
tпр= tпра+tпр
Для определения обеих составляющих tпр необходимо знать:
А) Коэффициент затухания
в''=
Так как источником в схеме является бесконечной мощности Sc=?, то I''=I?=In, следовательно, в нашем примере расчета в''=1
Б) Действительное время протекания тока Куtg=tзащ+tвыкл
tзащ- Время работы релейной защиты;
tвыкл- Время отключения цепи выключателем.
Приняв tзащ=0,01 сек, tвыкл=0,09 сек tg=0,1+0,09=0,19
Периодическая составляющая приведенного времени определяется по кривым в зависимости от в'' и tgtпрп=0,21 сек, следовательно: tпр=0,05+0,21=0,26 сек.
Для точки из К2
в''=1 tg=0,08
tпра=0,05*=0,05 сек.
tпрп=0,1 сек
tпр=0,05+0,1=0,15 сек.
7. Выбор схемы электроснабжения
Для примера (рисунок 7.1), взята схема по типу 10-4Н «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий»), схема ГПП, на ней изображено два силовых трансформатора 10кВ и отходящие от нее линии на трансформаторы ТП, согласно ПУЭ установка счетчиков электрической энергии должна производиться на границе балансовой принадлежности объекта электроэнергетики сетевой организации и потребителя (между линией и трансформатором) в доступном для обслуживания месте.
Но допускается установка счетчиков на стороне низшего напряжения трансформаторов в случаях, когда трансформаторы тока, выбранные по току КЗ или по характеристикам дифференциальной защиты шин, не обеспечивают требуемой точности учета электроэнергии, а также когда у имеющихся встроенных трансформаторов тока отсутствует обмотка класса точности 0,5.
Для наглядности установка счетчиков произведена и на стороне НН и на стороне ВН, в реальной жизни необходимо отталкиваться от конфигурации реальной сети.
Рисунок 7.1 - Общая схема внешнего и внутризаводского электроснабжения
Схемы внутреннего электроснабжения могут быть радиальными, магистральными или смешанные. В нашем примере выбираем радиальную схему, в которой все электроприемники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам ПР. Применяют в основном 2 вида ПР, у которых в качестве защитных аппаратов используют предохранители или автоматические выключатели. Наиболее распространенным типом ПР являются силовые пункты с автоматическими выключателями серии ВА-51, ВА-52, типа ПР8501, которые рассчитаны на 6, 8, 10 или 12 присоединений.
При радиальной схеме электроснабжение распределительная сеть выполняется кабелями или проводами, для которых необходимо выбрать способ прокладки.
Рис.7.2 Упрощенная схема электроснабжения цеха.
8.Расчет и выбор электрооборудования при U ? 1000 В
Для питания КТП от сети U ? 1000 В. применяют три варианта выполнения высоковольтного ввода.
А) Глухое соединение кабеля;
Б) Подключение трансформатора через разъединитель и предохранитель;
В) Подключение трансформатора при помощи выключателя нагрузки.
Питающий кабель U ? 1000 В. был выбран ранее. После выполнения расчета токов к.з. кабель необходимо проверить на термическую устойчивость.
При проверке рассчитывается минимальное допустимое сечение по нагреву токам к.з Smin
[2, стр.70]
-периодический ток к.з.
С=Ак-Ан-коэффициент для кабелей U=6-10 кВ с алюминиевыми жилами. с=85
Проверяем выбранный кабель.
Выбранный ранее кабель сечением 25 не обеспечивает условия термической устойчивости, поэтому сечение кабеля необходимо увеличить.
Окончательно выбираем кабель АББЛ-10 3*50 с Iдоп=132 А.
Расшифровка кабеля АББЛ-10 3*50:
А - алюминиевая токопроводящая жила;
А - алюминиевая оболочка;
Б - броня из стальных оцинкованных лент;
Л - слой из полиэтилентерефталатных лент в подушке под броней;
3 - Количество токопроводящих жил.
50 - Номинальное сечение жилы (мм2).
Для питания ТП выполняем присоединение питающего кабеля через выключатель нагрузки с ручным приводом.
Производим выбор и проверку разъединителя и предохранителя. Расчетной точкой короткого замыкания для проверки этих аппаратов является точка к-2.
Составляем таблицу сравнения расчетных данных и допустимых 8.1
Таблица 8.1 Технические параметры аппаратов.
|
Расчетные данные |
Данные разъединителя ВНРП-10/400-103 УЗ |
Данные предохранителя ПКТ-101-10-20-12, 5-УЗ-КЭАЗ |
|
|
Uн=10 кВ |
Uном=10 кВ |
Uном=10 кВ |
|
|
Ipmax=13,8А |
Iном=400 А |
Iном=20 А |
|
|
Iу= кА |
Imax=400 A |
--- |
|
|
tпр= |
t= |
||
|
Iп= кА |
--- |
12,5 кА |
9. Расчет распределительной сети U < 1000 В
При расчете распределительной сети необходимо выбрать аппараты защиты: предохранители или автоматы, сечение проводов или кабелей для всех электроприемников и произвести проверку их на потерю напряжения. Порядок расчета выполняем на примере одного из силовых пунктов цеха ПР 1серии ПР8501.
Питание электроприемников от ПР 1 выполнено проводами серии АВВГ.
К расчитываему ПР присоединены вентилятор и мостовой кран. При разработки схемы желательно иметь резервные ячейки на нескольких ПР цеха, для присоединения переносного электрооборудования или для питания вновь устанавливаемых объектов при реконструкции.
Для расчета распределительных схем необходимо знать величину расчетных токов на всех ее участках, поэтому в начале определяем для всех работающих от этого ПР электродвигателей номинальные и пусковые токи.
Рассчитываем ПР 1.
[2, стр.42]
[2, стр. 43]
Состовляем таблицу 9.1 с характеристиками электродвигателей, рассчитываем и заносим в эту же таблицу токи
Таблица 9.1 Технические характеристики электродвигателей ПР1
|
Р, кВт |
cosц, о.е. |
?, % |
Кп=In/Iн |
Iном, А |
Iп, А |
|
|
30 |
0,76 |
89 |
--- |
|||
|
5,5 |
0,86 |
85,5 |
7 |
|||
|
5,5 |
0,86 |
85,5 |
7 |
|||
|
5,5 |
0,86 |
85,5 |
7 |
|||
|
5,5 |
0,86 |
85,5 |
7 |
|||
|
5,5 |
0,86 |
85,5 |
7 |
|||
|
5,5 |
0,86 |
85,5 |
7 |
Рассчитываем номинальные и пусковые токи электродвигателя мостового крана.
А
Выбираем автоматические выключатели и сечение питающих проводов. Iн=Iдл, А
При выборе сечения провода необходимо обеспечить выполнение двух условий:
А) По условию нагрева длительным расчетным током Iдоп ? Iдл
Б) По условию соответствия выбранному аппарату защиты Iдоп ? Iн.защ.ап.
Iдл. определяем ка суммарный номинальный ток электродвигателей, одновременно работающих на станке, а Iкр.max определяется припуске наибольшего электродвигателя, при условии, что остальные работают в номинальном режиме.
1) Для мостового крана Р=30кВт.
Iнд1=Iдл= А
К=1,25 -коэффициент запаса.
А
Iкр=Iпуск=А
Выбираем автомат ВА 5131-1 Iном=100 А. Iн.р=100 А, Iср.эл=10*100=1000 А
Iср.эл задается в каталогах кратностью по отношению к Iном.расц., которая может быть 3,7 или 10. Приняв для выбранного автомата кратность равную 10, Iср.эл=10*100=1000 ? Iкр.max= 62,75 А.
Условие выполнено, следовательно автомат не отключится при пуске электродвигателя.