8.2 Выбор сечения проводников на втором уровне

На втором уровне линия распределительной сети до 1 кВ обеспечивает связь РП с щитами управления магистральных шинопроводов, связанных с шинами НН трансформаторной подстанции. На данном уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника

,                                                                                   (8.3)

где                                 – допустимый ток для кабеля перед РП;

 – номинальный ток расцепителя, , с.     .

Здесь следует использовать совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник. По таблице на с. 402 /8/ выбираем четырехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией, с алюминиевыми жилами, проложенный в воздухе сечением 35 мм2 с  и сечением нулевого защитного проводника 16 мм2 с допустимым током  из таблицы 1.7.5 /3/. Тип кабеля выбирается на с. 141 /7/ ААШвУ или ААШпУ.

Получаем, что  > ? Следовательно расцепитель согласуется с защищаемым проводником.

Выберем кабель ААШвУ (3х35 мм2 + 1х16 мм2).

8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне

На четвертом уровне выбираем высоковольтный кабель, соединяющий шины РП 6 кВ и линии, подходящие к ним, по которым питаются высоковольтные двигатели. Выбираем кабель по трем условиям, изложенным в /6/:

- По экономической плотности тока

,                                                                                       (8.4)

где                                              – расчетное сечение кабеля, мм2;

 ­­­­– рабочий ток кабеля, определяется по формуле (8.5);

 – экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами , из таблицы 1.3.36 /3/, при .

,                                                                          (8.5)

где                        – активная мощность, протекающая по кабелю;

 – реактивная мощность, протекающая по кабелю;

 – номинальное напряжение на низшей стороне ГПП, , с.      .

Определим активную мощность, протекающую по кабелю

,                                      (8.6)

где   – средняя мощность на один трансформатор, с.   ;

 – коэффициент использования СД, с. 325 /6/;

 – активная мощность СД, кВт с.     ;

 – коэффициент использования ИВГ, с. 327 /6/;

 – активная мощность ИВГ, кВт.

Определим активную и реактивную мощности источника высших гармоник (ИВГ), в качестве которого используется сварочный выпрямитель мощностью  , с.     ;

, с. 40 /6/;

, с. 40 /6/.

;                                           (8.7)

.                                     (8.8)

Тогда, с учетом вышеуказанных значений получим

Определим реактивную мощность, протекающую по кабелю

,                                                                     (8.9)

где               – реактивная мощность системы, , с.     .

.

Рабочий ток кабеля  по (8.5)

.

Расчетное сечение кабеля  по (8.4)

.

Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 70 мм2 с допустимым током 190 А.

- По нагреву током рабочего утяжеленного режима.

В утяжеленном режиме должно выполняться условие

,                                                                        (8.10)

где                     – допустимый ток кабеля по условию нагрева;

  – коэффициент перегрузки;

 – рабочий утяжеленный ток.

Определим ток рабочего утяжеленного режима

                                               (8.11)

Коэффициент перегрузки находим исходя из пункта 2.4.8 /5/: «На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией напряжение до 10 кВ на 30% с продолжительностью не более 6 часов в сутки, в течение 5 суток, но не более 100 часов в году, если в остальные периоды суток нагрузка не превышает длительно допустимой». На основании этого используем =1,3.

Получаем , откуда .

Выбираем кабель сечением 50 мм2 для которого ближайший больший стандартный допустимый ток 155 А.

- По термической стойкости к токам короткого замыкания.

Определим минимальное сечение по термической стойкости

                                                                                       (8.12)

где                                                              – ток трехфазного КЗ, кА;

 – приведенное время отключения,  с. 43 /3/;

 – тепловой коэффициент, для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ из таблицы 8.3 /2/ принимаем .

,                             (8.13)

где   – мощность короткого замыкания системы, с.     .

Тогда сечение кабеля по термической стойкости

Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 120 мм2.

По результатам трех условий окончательно выбираем кабель сечением 120 мм2 с допустимым током , марки ААШвУ (3х120 мм2), /6/.

9 Выбор цехового трансформатора

Мощность цехового трансформатора выбираем по средней активной мощности цеха , смотри с.     , так проверка показала, что при выборе мощности трансформаторов по расчетной максимальной нагрузке, мощность трансформатора оказывается завышено.

Проверим перегрузочную способность трансформатора по формуле

 ,                                                                                       (9.1)

где                            1,1 – коэффициент, учитывающий нагрузку освещения;

1,4 – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, п.2.1.21 /5/

.

Из /8/ выбираем трансформатор марки ТМ-630/6 с номинальными параметрами:

-      Номинальная мощность трансформатора .

-      Номинальное высшее напряжение трансформатора .

-      Номинальное низшее напряжение трансформатора .

-      Мощность КЗ трансформатора .

-      Напряжение КЗ трансформатора .

-      Мощность холостого хода трансформатора .

10 Расчет токов короткого замыкания

10.1 Основные положения

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого воcстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

10.2 Расчетная схема

В выпускной работе рассматриваются две расчётные схемы.

Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ расчётное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; кроме того если электрическая сеть питается от понижающих трансформаторов, при расчёте токов КЗ необходимо исходить из условия, что подведённое к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.

Учитывая вышесказанное получаем расчетную схему показанную на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 – Расчетная схема

Кроме первой расчётной схемы в ВР рассматривается  схема с учётом активного сопротивления переходных контактов, схема показанна

на рисунке 10.2

Рисунок 10.2 – Расчетная схема с учетом активного сопротивления переходных контактов

На рисунке 10.2 обозначены  - номер узла.

10.3 Исходные данные

Исходные данные для первой расчетной схемы:

-Номинальные параметры трансформатора, данные из раздела 9:

1)                 Номинальная мощность .

2)                 Номинальное высшее напряжение .

3)                 Номинальное низшее напряжение .

4)                 Мощность КЗ .

5)                 Напряжение КЗ .

6)                 Мощность холостого хода .

-Номинальные параметры автомата (QF1), рисунок 10.3:

1)                  - номинальный ток вводного автомата, примечание 3.

2)                  - активное сопротивление автомата, с.139 /6/.

3)                  - реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.

-Сопротивление контактов автомата (QF1 и QF2), рисунок 10.3:

1)                  - активное сопротивление контактов, с. 159 /6/.

2)                  - реактивное сопротивление контактов, с. 159 /6/.

-Номинальные параметры автомата (QF2), рисунок 10.3:

1)                  - номинальный ток вводного автомата, с.     .

2)                  - активное сопротивление автомата, с.139 /6/.

3)                  - реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.

-Параметры кабеля:

1)                  - номинальное сечение кабеля, приложенного к РП, с.

2)                 , с. 139 /6/.

3)                 , с. 139 /6/.

4)                 , с.    .

5)                 Материал – алюминий.

-Параметры провода:

1)                  - номинальное сечение изолированного провода в трубе, с.     .

2)                 , с. 139 /6/.

3)                 , с. 139 /6/.

4)                 , с.     .

5)                 Материал – алюминий.

Примечания:

1  - фазное напряжение системы.

2 Система является источником бесконечной мощности.

3 Номинальный ток вводного автомата  для трансформатора ТМ-630/6, с. 435 /6/, в программе TKZ берется 1600 А.

4 Индексы 2, 3, 4, 5, 6, 7 принимаются в нумерациях соответствующих узлов схемы, рисунок 10.2.

10.4 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

В выпускной работе ручной расчёт проводится только для второй схемы. (рисунок 10.2) Составим её схему замещения, рисунок 10.3.

Рисунок 10.3 – Расчетная схема замещения

Активное сопротивление трансформатора

.                         (10.1)

Полное сопротивление трансформатора

.                              (10.2)

Индуктивное сопротивление трансформатора

.                    (10.3)

Активное сопротивление кабеля, проложенного к РП

.                                          (10.4)

Индуктивное сопротивление кабеля, проложенного к РП

.                                         (10.5)

Активное сопротивление изолированного провода

.                                           (10.6)

Индуктивное сопротивление изолированного провода

.                                       (10.7)

Периодическая составляющая тока КЗ в i-ом узле

,                                                                              (10.8)

где - суммарное индуктивное сопротивление от начала схемы до i-го

узла;

 - суммарное активное сопротивление от начала схемы до i-го узла.

Ударный ток КЗ в i-ом узле схемы

,                                                                            (10.9)

где                      - ударный коэффициент в i-ом узле, смотри ниже.

Ударный коэффициент в i-ом узле

,                                                                                 (10.10)

где                        - постоянная времени затухания i-го узла, равная

,                                                                           (10.11)

где                                      - промышленная частота сети, /3/.

Используя формулы (10.8), (10.9), (10.10), (10.11), проведем расчет для всех узлов КЗ.

Расчет тока короткого замыкания в узле 2:

;

;

;

;

;

.

Расчет тока короткого замыкания в узле 3:

;

;

;

;

;

.

Расчет тока короткого замыкания в узле 4:

;

;

;

;

;

.

Расчет тока короткого замыкания в узле 5:

;

;

;

;

;

.

Расчет тока короткого замыкания в узле 6:

;

;

;

;

;

.

Расчет тока короткого замыкания в узле 7:

;

;

;

;

;

.

Результаты расчетов сведем в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 – Токи трехфазного КЗ в узлах сети 380 В

10.5 Автоматический расчет токов трехфазного КЗ

Автоматизированный расчет проводится с помощью программы TRZ. В выпускной работе расчет выполняется для обеих схем, показанных на рисунках 10.1 и 10.2. Результаты работы программы для первой схемы показаны в распечатке на с.     , а для второй схемы на с.     .

РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7