Материал: Проект электроснабжения мостового электрического крана

.2.1 Расчёт кабелей п допустимой нагрузке и длительно-допустимой температуре нагрева жил

Используя таблицу 1.3.6 ПУЭ, определим площадь поперечного сечения жил по длительно-допустимому току нагрева жил для кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией (марка КГ). Кабели имеют резиновую изоляцию, следовательно, температура нагрева жил составляет 55 °C. Кабели проложены в воздухе, нормальной температурой которого является 25 °C. Температура окружающей среды по исходным данным равна -15 °C. По таблице 1.3.3 ПУЭ поправочный коэффициент равен 1,41.

Для удобства восприятия информации занесём все результаты в таблицу (3.1).

Таблица № 3.1

Результаты выбора кабелей занесём в таблицу 3.2.

Таблица № 3.2

4. Расчёт токов короткого замыкания

В трёхфазных электрических сетях переменного тока с изолированной нейтралью возможны трёхфазные и двухфазные короткие замыкания. Процессы КЗ являются аварийными, так как при этом величина тока достигает опасных для сети значений, что может привести к аварийной ситуации может вызвать пожар. В связи с этим, при возникновении КЗ сеть в целом или её отдельные участки должны быть отключены максимальной токовой защитой.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) и правила технической эксплуатации электроустановок потребителей требуют обязательное определение ожидаемых величин токов КЗ с целью надёжного срабатывания защиты.

Основными причинами коротких замыканий являются повреждения изоляции отдельных частей электроустановок и неправильные действия персонала. Короткое замыкание должно устраняться в как можно более короткие сроки.

Ток трёхфазного короткого замыкания является максимально возможным током КЗ, определение которого необходимо для проверки правильности выбора коммутационной аппаратуры, с учётом её предельной отключающей возможности, и кабелей, с учётом их термической стойкости к воздействию тока КЗ.

При расчёте тока трёхфазного короткого замыкания учитывается, что к моменту КЗ напряжение в сети повышено, а проводники перед этим не были нагружены и они имеют температуру окружающей среды.

Ток двухфазного КЗ является минимально возможным током КЗ, определение которого необходимо для проверки выбранных уставок МТЗ.

При определении токов двухфазных КЗ считается, что к моменту короткого замыкания напряжение в сети снижено, жилы кабеля нагреты до предельной температуры 65 °C, а обмотки питающих трансформаторов до - 150 °C.

.1 Определение приведённых длин кабелей

Кабельная сеть участка состоит из кабелей различной длины, сечения, и, следовательно, сопротивления. Для упрощения расчётов токов КЗ и потерь напряжения в сети все кабели приводят к кабелю с сечением силовых жил, равным 50 мм². Активное сопротивление такого кабеля, при температуре нагрева жил, равной 15 °C, составляет 0,363 Ом/км, а при температуре нагрева жил, равной 65 °C - 0,423 Ом/км.

Приведённая длина кабельной линии находится по формуле:

 (4.1)

где  - фактические длины кабелей различных сечений от базовой расчётной точки до точки КЗ, км;

 - коэффициенты приведения кабелей к кабелю сечением 50 мм²;

n - количество участков кабелей, включённых последовательно.

Приведённая длина высоковольтного кабеля составит:

 км

Результаты остальных расчётов занесём в таблицу 4.1.

Таблица № 4.1

.2 Расчёт токов КЗ в сетях высокого напряжения

Величины токов КЗ в сетях напряжением 6 кВ определяются по приведённой длине кабельной сети, по таблице 1.10 «Методического пособия по курсовому проектированию СГХТ».

Начало расчёта ведётся от точки  высоковольтного кабеля. По таблице 1.10 найдём значения трёхфазных и двухфазных токов КЗ при :

 А

 А

Рассчитаем токи двух- и трёхфазных коротких замыканий для второй точки

:

 А

 А

Дальнейший расчёт токов короткого замыкания ведётся для сетей низкого напряжения.

.3 Расчёт токов КЗ в сетях низкого напряжения

Для расчёта токов КЗ в сетях низкого напряжения сперва определяется начальная точка . Она находится по формуле:

где  - приведённая длина высоковольтного кабеля;

,05 - расстояние от точки ввода до точки вывода силового трансформатора.

После чего к полученному значению  прибавляем приведённую длину  кабеля, питающего электроприемники, и получим следующую точку КЗ.

Для электроприёмников, напряжением не выше 1,2 кВ токи короткого замыкания определяются по таблицам 1.11 и 1.12 «Методического пособия по курсовому проектированию СГХТ».

Занесём все расчёты в таблицу 4.2.

Таблица № 4.2

5. Расчёт сети по потере напряжения при нормальной работе электроприёмников

Передача электрической энергии всегда сопровождается определёнными потерями в системе электроснабжения (в линиях электропередач, трансформаторах и др.).

Существует множество методов снижения потерь электрической энергии. Среди которых можно выделить следующие:

применение повышенного напряжения в электрических сетях;

повышение коэффициента мощности сети;

правильный выбор электрооборудования;

определение рациональных режимов работы электрооборудования;

максимальная загрузка электроприёмников, линий и силовых трансформаторов.

Потерей напряжения на участке сети называется алгебраическая разность между величинами напряжения в начале и в конце этого участка. Расчёт по потере напряжения имеет важное значение, так как высокопроизводительная работа электроприёмников зависит от качества электроэнергии, а последнее определяется уровнем напряжения, подводимого к электроприёмникам.

Суммарные потери напряжения при нормальной работе электроприёмников определяются выражением

 (5.1)

где  - потери напряжения в обмотках трансформатора;

 - потери напряжения в магистральных кабелях;

 - потери напряжения в фидерных кабелях.

Суммарные потери напряжения не должны превышать 40 В, если номинальное напряжение равно 380 В.

Потери напряжения в обмотках трансформатора определяются по формуле:

где 1,5 - коэффициент, учитывающий нагрев обмоток трансформатора от 20 °C до 150 °C.

Определим расчётный ток трансформатора:

 А

Вычислим потери напряжения в обмотках трансформатора:

 В

Потери напряжения в кабельной линии определяются расчётом потерь в магистральном кабеле и расчётом потерь самого мощного электроприёмника, питающегося от этого кабеля. Они рассчитываются по следующей формуле:

 (5.2)

где  - активное сопротивление жил кабеля при 65 °C;

 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля из-за влияния индуктивности;

 - фактическая длина кабеля, км.

,  и находятся по таблицам 1.13 и 1.14 «Методического пособия по курсовому проектированию СГХТ».

Рассчитаем первый магистральный кабель.

Рассчитаем потери напряжения самого мощного электроприёмника - КФ 11:

 В

Находим сумму всех потерь на участке сети РП-1:

 - условие выполняется.

Рассчитаем сумму потерь на участке сети РП-2:

 В;

 В;

 В;

 В;

.

Потери напряжения на обоих участках сети при нормальной работе электроприёмников не превышает допустимое значение в 40 В. Следовательно, сечения кабелей выбраны правильно.

Все ранее сделанные в этом пункте расчёты систематизируем в таблице 5.1.

Таблица № 5.1 Суммарные потери