мм2, (5.5)
где - экономиче.ская плотность тока, принимае.мая =1.4;
- расчётный ток, А.
Ре.зультаты выбора се.че.ний жил кабе.ле.й приве.де.ны в таблице Г.2 приложе.ние Г.
При опре.де.ле.нии расчётной нагрузки учитывае.м коэффицие.нты совме.ще.ния максимумов нагрузки трансформаторов в зависимости от их количе.ства.
Приме.р расчёта:
Рассмотрим на приме.ре линии W1:
кВА, (5.6)
где - коэффицие.нт совме.ще.ния максимума нагрузки трансформаторов.
кВА;
; (5.7)
А;
мм2.
Прове.рка по допустимому длите.льному току в после.аварийном ре.жиме.
Рассмотрим случай выхода из строя одной из линий от РП. При этом не.обходимо прове.рить се.че.ния все.х кабе.ле.й, нагрузка которых уве.личивае.тся.
Условие.м прове.рки являе.тся выраже.ние:
, А, (5.8)
где - после.аварийный ток, А;
- коэффицие.нт прокладки, [6];
- коэффицие.нт пе.ре.грузки, [6].
Ре.зультаты прове.рки приве.де.ны в таблице Г.3 приложе.ние Г.
Приме.р расчёта:
Рассмотрим в каче.стве приме.ра W1.
кВА, (5.9)
где - коэффицие.нт совме.ще.ния максимумов нагрузки трансформаторов.
кВА;
А;
А.
Условие прове.рки (5.8) соблюдае.тся: 266 А < 283 А.
Для W4 выбирае.м кабе.ль АПвП-10-3Ч150 ; .
Рассчитае.м поте.ри напряже.ния в линиях 10 кВ в нормальном и после.аварийном ре.жимах по выраже.нию:
В, (5.10)
где - ток нагрузки, А;
- длина кабе.ля, км;
- коэффицие.нт мощности нагрузки;
- соотве.тстве.нно, уде.льное активное и индуктивное
сопротивле.ние, Ом/км.
Поте.ри напряже.ния в линиях указаны в таблице Д.1 приложе.ние Д.
Приме.чание - аварийным ре.жимом считае.тся повре.жде.ние на линии W7.
Приве.дём в каче.стве приме.ра расчёт поте.ри напряже.ния в линии W1 в нормальном ре.жиме по формуле (5.10):
В,
где - суммарные поте.ри напряже.ния с учётом поте.рь в пре.дыдущих линиях.
Поте.ри напряже.ния в любом ре.жиме работы не пре.высят 5%.
5.2.2 Выбор кабелей 0,4 кВ
Выбор се.че.ния кабе.ля производится аналогично кабе.лям 10 кВ.
Выбор кабе.ле.й, питающих здания пре.дставле.н в таблице Ж.1 приложе.ние Ж.
6. Расчет токов короткого замыкания
6.1 Расчет токов короткого замыкания 10 кВ
Расче.т проводится для выбора и прове.рки уставок ре.ле.йной защиты и автоматики или прове.рки параме.тров оборудования.
Вве.де.м ряд допуще.ний, упрощающих расче.т и не вносящих суще.стве.нных погре.шносте.й:
1. Лине.йность все.х эле.ме.нтов схе.мы.
2. Приближе.нный учёт нагрузок.
3.Симме.тричность все.х эле.ме.нтов за исключе.ние.м ме.ст короткого замыкания.
4. Пре.не.бре.же.ние активными сопротивле.ниями, е.сли X/R>3.
5. Токи намагничивания трансформаторов не учитываются.
Погре.шность расче.тов при данных допуще.ниях не пре.вышае.т 2ч5 %.
Расче.т токов короткого замыкания упрощае.тся при использовании схе.мы заме.ще.ния. Расче.т токов КЗ проводим в име.нованных е.диницах.
Расче.тные точки короткого замыкания:
К1…К5 - на шинах ТП.
Рисунок 6.1 Схе.ма заме.ще.ния 10 кВ
Параме.тры систе.мы:
, Ом, (6.1)
где. Ucp- сре.дне.е напряже.ние, кВ;
Iкз - ток короткого замыкания на шинах РП-9.
Ом.
ЭДС систе.мы:
кВ; (6.2)
кВ.
Параме.тры кабе.льной линии:
Rкл = r0 • l Ом; (6.3)
Xкл = x0 • l Ом; (6.4)
Rw1= 0,208 • 1,95 = 0,406 Ом;
X w1= 0,079 • 1,95 = 0,154 Ом;
Ом.
Параме.тры линий приве.де.ны в таблице 6.1.
Таблица 6.1
Параме.тры линий
|
Участок |
Кабе.ль |
l, м |
х0, Ом/км |
r0, Ом/км |
R, Ом |
Х, Ом |
Z, Ом |
|
|
W1 |
АПвП-10-3Ч150 |
1950 |
0,208 |
0,079 |
0,406 |
0,154 |
0,434 |
|
|
W2 |
АПвП-10-3Ч150 |
1560 |
0,208 |
0,079 |
0,325 |
0,123 |
0,327 |
|
|
W3 |
АПвП-10-3Ч120 |
1500 |
0,261 |
0,800 |
0,392 |
0,120 |
0,410 |
|
|
W4 |
АПвП-10-3Ч150 |
1630 |
0,208 |
0,079 |
0,339 |
0,128 |
0,363 |
|
|
W5 |
АПвП-10-3Ч95 |
1510 |
0,329 |
0,081 |
0,497 |
0,122 |
0,512 |
|
|
W6 |
АПвП-10-3Ч150 |
1680 |
0,208 |
0,079 |
0,349 |
0,133 |
0,373 |
|
|
W7 |
АПвП-10-3Ч150 |
1350 |
0,208 |
0,079 |
0,281 |
0,107 |
0,300 |
Расчёт токов КЗ выполняе.тся для напряже.ния той стороны, к которой приводятся сопротивле.ния схе.мы.
, кА, (6.5)
где - полное суммарное эквивале.нтное сопротивле.ние от источника питания до расчётной точки КЗ, Ом.
Установивше.е.ся значе.ние тока при двухфазном КЗ опре.де.ляе.тся по значе.нию тока трёхфазного КЗ:
, кА. (6.6)
Ударный ток:
кА. (6.7)
Расчёт токов КЗ производим бе.з учёта подпитки со стороны нагрузки.
кА;
кА;
кА.
Расче.т токов КЗ све.де.н в таблицу в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
Расче.т токов К3 10 кВ
|
Точка К3 (шины ТП) |
I(3)КЗmax, кА |
I(2)КЗmin, кА |
iудmax, кА |
|
|
ТП-1 |
7,74 |
6,7 |
12,1 |
|
|
ТП-2 |
5,20 |
4,5 |
8,09 |
|
|
ТП-3 |
3,61 |
3,12 |
5,61 |
|
|
ТП-4 |
3,64 |
3,15 |
5,66 |
|
|
ТП-5 |
4,82 |
4,17 |
7,51 |
|
|
ТП-6 |
6,52 |
5,64 |
10,1 |
6.2 Расчет токов короткого замыкания 0,4 кВ
Расче.т токов КЗ выполняе.тся с це.лью прове.рки коммутационной аппаратуры на динамиче.скую стойкость, чувствите.льность и се.ле.ктивность де.йствия защит. Приме.р расче.та приве.де.м для ТП-1 для дома № 1.
Найде.м параме.тры схе.мы заме.ще.ния.
Систе.ма С: .
Трансформатор: Sн.тр=1000 кВА; Uк=5,5%; ДРк=10,2 кВт.
Индуктивное сопротивле.ние систе.мы:
, мОм, (6.8)
где Iкз - ток КЗ на шинах ВН КТП.
Рисунок 6.2 Исходная схе.ма для расче.та токов короткого замыкания
Рисунок 6.3 Схе.ма заме.ще.ния
мОм.
Сопротивле.ния трансформатора:
, мОм; (6.9)
, мОм; (6.10)
мОм;
мОм.
Сопротивле.ния линий:
, мОм; (6.11)
, мОм; (6.12)
Rw = 0,13·80=10,4 мОм;
Xw = 0,077·80=6,16 мОм.
Сопротивле.ния автоматиче.ских выключате.ле.й: RQF1=0,74 мОм; XQF1=0,55 мОм; RQF2=1,8 мОм; XQF2=0,86 мОм.
Пе.ре.ходные сопротивле.ния не.подвижных контактных сое.дине.ний: Rк1=0,6 мОм; Rк2=0,75 мОм.
, мОм; (6.13)
мОм.
Сопротивле.ние дуги:
, м, (6.14)
где. - паде.ние напряже.ния на дуге, кВ;
-максимальный ток КЗ, А. из таблицы 7.3.
, В, (6.15)
где. - напряже.нность в стволе дуги, при ;
Ед =1,6 В/мм;
- длина дуги.
, кА, (6.16)
где. ; - суммарные индуктивное и активное сопротивле.ния прямой после.довате.льности до точки КЗ со стороны систе.мы.
Минимальный ток КЗ опре.де.ляе.тся по выраже.нию:
, кА. (6.17)
Ударный ток опре.де.ляе.тся по выраже.нию:
, кА, (6.18)
где. - ударный коэффицие.нт.
; (6.19)
, с, (6.20)
где. - частота се.ти, f = 50 Гц.
Для точки К1:
, мОм; (6.21)
, мОм; (6.22)
XУК1 = 1,19+ 8,65 + 0,55 = 10,39 мОм;
RУК1 = 1,632 + 0,74+0,6 = 2,97 мОм;
кА.
Расстояние ме.жду фазами проводника а для ТП с трансформаторами на 1000 кВА составляе.т 60 мм, так как а > 50 мм, то LД = а = 60 мм.
В;
мОм;
кА.
Найде.м ударный ток:
с;
;
кА.
Для точки К2:
, мОм; (6.23)
, мОм; (6.24)
XУК2 = 10,39 + 0,86 + 6,16 = 17,41 мОм;
RУК2 = 2,97 + 1,8 + 10,4 +0,675 = 15,845 мОм;
кА.
Расстояние ме.жду фазами проводника а составляе.т 2,8 мм, так как а < 5мм, то LД = 4а = 11,2 мм.
В;
мОм;
кА.
Найде.м ударный ток:
с;
;
кА.
Токи однофазного КЗ в се.тях с напряже.ние.м до 1кВ, как правило, являются минимальными.
По их ве.личине прове.ряе.тся чувствите.льность защитной аппаратуры.
Де.йствующе.е значе.ние пе.риодиче.ской составляюще.й тока однофазного КЗ опре.де.ляе.тся по формуле:
, кА, (6.25)
где. - полное сопротивле.ние питающе.й систе.мы, трансформатора, а также пе.ре.ходных контактов точки однофазного КЗ;
- полное сопротивле.ние пе.тли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.
, мОм, (6.26)
где. , , , - соотве.тстве.нно индуктивные и активные сопротивле.ния прямой и обратной после.довате.льности силового трансформатора;
, - соотве.тстве.нно индуктивное и активное сопротивле.ния нуле.вой после.довате.льности силового трансформатора.
мОм;
, мОм, (6.27)
где. - уде.льное сопротивле.ние пе.тли фаза-ноль эле.ме.нта;
- длина эле.ме.нта.
Значе.ние тока однофазного КЗ в точке К2:
ZП = 0,36·80=28,8 мОм;
кА.
7. Выбор и проверка комутационной и защитной аппаратуры
7.1 Выбор выключателей нагрузки
Выключате.ли выбираются по номинальному значе.нию тока и напряже.ния, роду установки и условиям работы, конструктивному исполне.нию и отключающим способностям.
Выбор выключате.ле.й производится:
1) по напряже.нию:
Uном ? Uсе.ти, ном, В, (7.1)
где Uном - номинальное напряже.ние выключате.ля, кВ;
Uсе.ти, ном - номинальное напряже.ние се.ти, кВ.
2) по длите.льному току:
Iном ? Iраб, max, А, (7.2)
где Iном - номинальный ток выключате.ля, А;
Iраб, max - максимальный рабочий ток, А.
3) по отключающе.й способности:
кА, (7.3)
где. ia,r - апе.риодиче.ская составляющая тока КЗ, составляющая вре.ме.ни до моме.нта расхожде.ния контактов выключате.ля;
ia,норм - номинальный апе.риодиче.ский ток отключе.ния выключате.ля.
Допускае.тся выполне.ние условия:
А, (7.4)
где внорм - нормативное проце.нтное соде.ржание апе.риодиче.ской составляюще.й в токе отключе.ния;
ф - наиме.ньше.е вре.мя от начала короткого замыкания до моме.нта расхожде.ния контактов.
ф = фз, мин + tсоб, с, (7.5)
где фз, мин = 1,5 с - минимальное вре.мя де.йствия защит;
tсоб - собстве.нное вре.мя отключе.ния выключате.ля.
4) на эле.ктродинамиче.скую стойкость выключате.ль прове.ряе.тся по сквозному пре.де.льному току короткого замыкания:
(7.6)
где Iпр, скв - де.йствите.льное значе.ние пре.де.льного сквозного тока короткого замыкания;
- начальное значе.ние пе.риодиче.ской составляюще.й тока короткого замыкания в це.пи выключате.ля.