Курсовая работа: Силовое элекрооборудование цеха промышленного предприятия

Таблица 3.5

Результаты выбора предохранителей

3.5 Выбор кабелей

Для участка шинопровод (распределительный шкаф) - линейная панель выбираем кабели серии АВВГ в соответствии с условиями . Произведём выбор кабелей для группы потребителей 1:

67,948 А.

В результате выбираем кабель АВВГ 5Ч25.

Аналогично выбираем и остальные кабели, отходящие от линейной панели, а также по этим же условиям выбираем кабель, соединяющий вводную панель и ТП. Данные по выбранным кабелям сводим в таблицу 3.6.

Таблица 3.6

Выбор кабелей

3.6 Выбор трансформатора и автоматических выключателей, установленных в РП и линейных панелях ТП

По заданной мощности трансформатора (кВ?А) выбираем трансформатор ТМГ33. Технические характеристики выбранного трехфазного силового трансформатора с высшим напряжением 10 кВ представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7

Технические характеристики ТМГ33

Номинальный ток на выводах НН трансформатора:

А.

Автоматический выключатель, установленный на РП ТП выбираем по условию:

А;

А.

Выбираем автоматический выключатель типа ВА55-43. Технические характеристики выбранного автомата представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8

Технические характеристики ВА55-43

Проверка выбранного автоматического выключателя на основе условий:

А,

А,

.

Автоматический выключатель, установленный в линейной панели ТП выбираем по условию при А:

А;

А.

Выбираем автоматический выключатель типа ВА55-37. Технические характеристики выбранного автомата представлены в таблице 3.9.

Таблица 3.9

Технические характеристики ВА55-37

Проверка выбранного автоматического выключателя на основе условий

А,

А,

4. Расчет токов короткого замыкания и внутрицеховой электрической сети

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках напряжением до 1 кВ производится для выбора электрооборудования по термической и электродинамической стойкости, а также с целью проверки функционирования защиты и действенности системы заземления.

Характерной особенностью расчета токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ является необходимость учета активных и реактивных сопротивлений элементов цепи КЗ: силовых трансформаторов, проводов, кабелей и шин длиной 10 м и более, катушек расцепителей автоматов, первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока, а также переходных контактов и электрической дуги, возникающей в месте КЗ.

Сопротивление системы в мОм до понижающего трансформатора определяется по формуле:

где - среднее номинальное напряжение сети высшего напряжения, кВ;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ на выводах высшего напряжения трансформатора, кА.

Активное сопротивление трансформатора в мОм вычисляем по формуле:

где - потери КЗ в трансформаторе, кВт

- номинальная мощность трансформатора, кВА

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Удельные активные и индуктивные сопротивления кабелей берем из справочных данных. Сопротивление катушек автоматов принимаем из таблицы П6.4 [2].

Преобразование схемы для определения токов КЗ сводиться к сложению последовательно соединенных активных и индуктивных сопротивлений:

где n- число элементов в цепи КЗ.

Ток трехфазного КЗ в точке цепи вычисляется по выражению:

,кА

Ударный ток КЗ определяется по формуле:

При расчете токов КЗ с учетом сопротивлений переходных контактов, значение ударного коэффициента можно принять, как K_y=1.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания:

кА

где и - суммарные активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности

и - суммарные активные и индуктивные сопротивления обратной последовательности

и - суммарные активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности

Сопротивления обратной последовательности однофазных электрических аппаратов равны их сопротивлениям прямой последовательности.

Расчётная схема для определения токов КЗ приведена на Рис. 4.1

Рис. 4.1 Расчётная схема для определения токов КЗ

Короткое замыкание в точке К1:

Ток короткого замыкания на выводах высшего напряжения трансформатора, кА (из ТЗ курсового проекта):

кА

Короткое замыкание в точке К2:

В данном курсовом проекте мы не выбирали трансформаторы тока, поэтому выберем любой из справочной литературы.

ТА1 пренебрегаем в расчетах, т.к. ток превышает 500А.

ТА2: Коэффициент трансформации: 500/5; класс точности 1,0.

Определим индуктивное сопротивление системы,

мОм.

Приведем сопротивление схемы к ступени напряжения 0,4 кВ:

,

мОм.

Определим активное сопротивление трансформатора,

мОм.

Индуктивное сопротивление трансформатора:

мОм.

Активное и индуктивное сопротивление катушки автомата ВА55-43 (по таблице П6.4[1]):

R_a1=0,13 мОм,

X_a1=0,06 мОм.

При КЗ в точке К2 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер = 15 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ:

Ток трехфазного КЗ в точке К2:

При расчете токов КЗ с учетом переходных контактов можно принять Ky=1:

Сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей цепи до точки К2:

Ток однофазного КЗ в точке К2:

Короткое замыкание в точке К3:

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВБбШв (5х95), длина которого L=260 м.:

При КЗ в точке К3 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер=20 мОм.

Сопротивления трансформатора тока ТА2:

R_TA2=0,2

X_TA2=0,3

Активное и индуктивное сопротивление катушки автомата ВА52-33 с I_нр = 160 А (по таблице П6.4[1]):

R_a2=0,96 мОм,

Х_a2=0,28 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ:

Ток трехфазного КЗ в точке К3 по (5.7):

Ударный ток КЗ:

Сопротивления прямой, обратной, нулевой последовательностей цепи до точки К3:

Ток однофазного КЗ в точке К3:

Короткое замыкание в точке К4:

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 5х25:

При КЗ в точке К4 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер=25 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ

Ток трехфазного КЗ в точке К4:

Ударный ток КЗ, по (4.8):

Сопротивление прямой и обратной последовательностей до точки К4:

Суммарное сопротивление нулевой последовательности:

Ток однофазного КЗ в точке К4 с учетом переходного сопротивления и сопротивления системы, по (4.9):

Короткое замыкание в точке К5:

Активное и индуктивное сопротивление кабеля провода шинопровода ШРА5-250:

При КЗ в точке К5 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер=30 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ

Ток трехфазного КЗ в точке К5:

Ударный ток КЗ, по (4.8):

Сопротивление прямой и обратной последовательностей до точки К5:

Суммарное сопротивление нулевой последовательности:

Ток однофазного КЗ в точке К5 с учетом переходного сопротивления и сопротивления системы, по (4.9):

Результаты расчётов токов КЗ в различных точках сведём в табл.4.1.

Таблица 4.2

Результаты расчётов токов КЗ

Произведём расчёт сечений проводов по термической стойкости, используя формулу:

(4.10)

для алюминевых жил с ПВХ изоляцией

t-время отключения, берется из время-токовой характеристики защитного аппарата.

Для АПвБбШв 5х95 с приА:

Для АВВГ 5х25 с приА

Проверка автоматических выключателей по току КЗ

По своей предельной отключающей способности I_пра автоматический выключатель должен соответствовать току КЗ в начале защищаемого участка линии:

. (4.21)

Проверку надежности отключения автоматом аварийного участка сети при КЗ в конце линии следует производить по условию:

(4.22)

Ток КЗ по отношению к уставке срабатывания автомата при КЗ должен соответствовать условию (для автоматов с номинальным током более 100 А):

(4.23)

Проверим надежность отключения линии ВА55-43 при трехфазном КЗ (т.к. I_к2⁽¹⁾ > I_к2⁽³⁾) по (4.21):

.

Надежность срабатывания теплового расцепителя проверяем по условию (4.22):

;

;

Электромагнитный расцепитель проверяется по условию (4.23):

;

.

Условия проверки выполняются, автомат выбран верно.

Проверим надежность отключения линии ВА55-37 при трехфазном КЗ (т.к. I_к3⁽¹⁾ > I_к3⁽³⁾) по (4.21):

.

Надежность срабатывания теплового расцепителя проверяем по условию (4.22):

;

;

Электромагнитный расцепитель проверяется по условию (4.23):

;

.

Условия проверки выполняются, следовательно включатель выбран верно.

Проверка предохранителей по токам КЗ

Плавкие предохранители следует проверять по току их предельной отключающей способности:

, (4.24)

где - ток КЗ в начале защищаемого участка сети, кА.

Проверим надежность отключения линии ПН2-630/500 при однофазном КЗ (т.к. I_к2⁽³⁾ < I_к2⁽¹⁾)

Проверим по току их предельной отключающей способности (4.24):

.

Для обеспечения надежности отключения тока одно- и трехфазного КЗ при повреждении в конце защищаемой линии должно соблюдаться условие:

, (4.25)

Проверим надежность отключения линии ПН2-250/125:

Проверим по току их предельной отключающей способности (4.24):

.

Для обеспечения надежности отключения тока одно- и трехфазного КЗ при повреждении в конце защищаемой линии должно соблюдаться условие:

, (4.25)

Проверим надежность отключения линии ПН2-100/80:

Проверим по току их предельной отключающей способности (4.24):

Для обеспечения надежности отключения тока одно- и трехфазного КЗ при повреждении в конце защищаемой линии должно соблюдаться условие: