5. Расчет токов короткого замыкания кабельной сети

Токи трехфазного к.з. рассчитываются с целью проверки кабелей на термическую стойкость и коммутационной аппаратуры на отключающую способность, термическую и динамическую стойкость. Токи двухфазного к.з. определяют для проверки уставок максимальной токовой защиты на надежность срабатывания при к.з. в электрически удаленных точках сети.

Ток двухфазного к.з. вычисляем по формуле:

А, (5.1)

Ток трехфазного к.з. находим по формуле (2.18):

А, (5.2)

где Uнн – номинальное напряжение на выходе трансформатора, В; Z – сопротивление сети от источника питания (трансформатора) до места к.з., Oм, (2.19).

Ом, (5.3)

где Rтр. – активное сопротивление трансформатора, Ом; Хтр. – индуктивное сопротивление трансформатора, Ом.

Активное, индуктивное и полное сопротивление трансформатора определяется по формулам:

, Ом, (5.3)

, Ом, (5.4)

, Ом, (5.5)

, Ом,

, Ом,

 Ом.

5.1 Расчет сопротивлений и токов к.з. отдельных элементов электрической сети

Точка К1:

, Ом,

, Ом,

, Ом,

, Ом,

, Ом,

, Ом,

, А,

 А.

Точка К5:

, Ом,

, Ом,

, Ом,

, А,

 А.

Расчет токов к.з. кабельной сети на остальных участках сети находим аналогично и данные расчетов заносим в таблицу 2.

Таблица 2

5.2 Вывод

Выполненные расчеты токов трехфазного, двухфазного к.з. позволяют в дальнейшем произвести выбор коммутационно-защитной аппаратуры, определить надежность срабатывания МТЗ выбранной коммутационно-защитной аппаратуры.

6. Проверка кабельной сети по термической стойкости к токам к.з.

Проверка производится, также как и проверка произведенная для осветительной сети.

Точка К1:

, мм2,

Точка К2:

, мм2,

Точка К3:

, мм2,

Точка К4:

 мм2.

6.1 Вывод

Найденные минимальные сечения кабелей по условию их термической стойкости к токам к.з. показали, что ранее выбранные параметры высоковольтной кабельной сети выбраны правильно.

7. Выбор коммутационно-защитной аппаратуры

Используя значения расчетных токов нагрузки (табл. 1) и токов к.з. (табл. 2) в высоковольтной электрической сети произведем выбор коммутационно-защитной аппаратуры а также определим расчетную отключающую способность КРУ исходя из условия: .

Для Фидер 1 выбираем КРУ с номинальным током Iном.кру= 400 А.

10 кВ7668,8 В

Для Фидер 2 выбираем КРУ с номинальным током Iном.кру= 400 А.

10 кВ7265,7 В

Для Фидер 3 выбираем КРУ с номинальным током Iном.кру= 160 А.

10 кВ7446,9 В

Для Фидер 4 выбираем КРУ с номинальным током Iном.кру= 160 А.

10 кВ7265,7 В

Для электроприемника 1 выбираем КРУ с Iном.кру= 40 А.

10 кВ6408 В

Для электроприемника 2 выбираем КРУ с Iном.кру= 80 А.

10 кВ6544,9 В

Для электроприемника 3 выбираем КРУ с Iном.кру= 80 А.

10 кВ6513,6 В

Для электроприемника 4 выбираем КРУ с Iном.кру= 31,5 А.

10 кВ4721,6 В

Для электроприемника 5 выбираем КРУ с Iном.кру= 160 А.

10 кВ3970,3 В

Для электроприемника 6 выбираем КРУ с Iном.кру= 31,5 А.

10 кВ6359,1 В

Для электроприемника 7 выбираем КРУ с Iном.кру= 40 А.

10 кВ5750,6 В

Для электроприемника 8 выбираем КРУ с Iном.кру= 31,5 А.

10 кВ6033,2 В

Для электроприемника 9 выбираем КРУ с Iном.кру= 31,5 А.

10 кВ5660,9 В

Для электроприемника 10 выбираем КРУ с Iном.кру= 80 А.

10 кВ6574,4 В

Результаты выбора высоковольтной коммутационно-защитной аппаратуры сведены в таблицу 3 и нанесены на схему.

Таблица 3

7.1 Вывод

По расчетным токам нагрузки и токам к.з. были выбраны коммутационно-защитные аппараты КРУ в соответствии с их назначением.

Во всех случаях наибольший отключающий ток выбранных КРУ не превышает величин тока к.з. в месте их установки, что в свою очередь обеспечит надежность работы системы в нормальном и аварийных режимах работы электрооборудования.

8. Выбор уставок и проверка надежности срабатывания максимальной токовой защиты КРУ

Исходными данными для выбора и проверки уставок срабатывания максимальной токовой защиты КРУ являются расчетные токи нагрузки и величины двухфазного тока к.з. в заданных точках электрической сети.

,

, (8.1)

Проверка выбранной уставки на надежность срабатывания:

, (8.2)

 А,

250 А 215,5 А,

,

 А,

400 А 377,3 А,

,

 А,

400 А 377,3 А,

,

 А,

150 А 134,75 А,

,

 А,

700 А 683,9 А,

,

 А,

200 А 168,5 А,

,

 А,

250 А 215,5 А,

,

 А,

150 А 134,75 А,

,

 А,

200 А 168,5 А,

,

 А,

400 А 377,3 А,

.

Для защиты магистралей:

, А, (8.3)

, А,

, А,

1500 А 1361,5 А,

,

, А,

, А,

500 А 494,7 А,

,

, А,

, А,

500 А 475,5 А,

,

, А,

, А,

500 А 475,5 А,

.

Результаты выбора уставок срабатывания МТЗ коммутационно-защитной аппаратуры сведены в таблицу 4 и нанесены на расчетную схему.

Таблица 4

8.1 Вывод

Произведен выбор и проверка на надежность срабатывания уставок максимальной токовой защиты КРУ. Коэффициенты чувствительности защиты КРУ больше 2, что удовлетворяет предъявляемым требованиям к надежности срабатывания максимальной токовой защиты установленной в высоковольтных коммутационно-защитных аппаратах.

Заключение

Выполненный расчет высоковольтного электроснабжения предприятия позволяет сделать следующие выводы.

1. Был произведен выбор типа освещения, а также выбор трансформатора и кабеля питающего осветительную сеть.

2. На основании расчетов электрических нагрузок приняты к установке два трансформатора ТМН 6300/35–73У1. Расчеты кабельной сети по условию допустимого нагрева позволили произвести выбор сечений рабочих жил кабелей при этом во всех случаях соблюдается условие .

3. Проведенные выше расчеты показали, что потеря напряжения на наиболее удаленном и наиболее мощном электроприемнике в нормальном режиме работы не превышает допустимых пределов  В >  В. Таким образом, выбранные ранее сечения кабелей по условию допустимого нагрева удовлетворяют требованиям по потере напряжения в нормальном режиме работы.

4. Проверка кабельной сети по условию пуска самого мощного электроприемника показала, что ранее определенные по допустимому нагреву сечения высоковольтной кабельной сети выбраны правильно.

5. Выполненные расчеты токов трехфазного, двухфазного к.з. позволяют в дальнейшем произвести выбор коммутационно-защитной аппаратуры, определить надежность срабатывания МТЗ выбранной коммутационно-защитной аппаратуры.

6. Найденные минимальные сечения кабелей по условию их термической стойкости к токам к.з. показали, что ранее выбранные параметры высоковольтной кабельной сети выбраны правильно.

7. По расчетным токам нагрузки и токам к.з. были выбраны коммутационно-защитные аппараты КРУ в соответствии с их назначением.

Во всех случаях наибольший отключающий ток выбранных КРУ не превышает величин тока к.з. в месте их установки, что в свою очередь обеспечит надежность работы системы в нормальном и аварийных режимах работы электрооборудования.

8. Произведен выбор и проверка на надежность срабатывания уставок максимальной токовой защиты КРУ. Коэффициенты чувствительности защиты КРУ больше 2, что удовлетворяет предъявляемым требованиям к надежности срабатывания максимальной токовой защиты установленной в высоковольтных коммутационно-защитных аппаратах.

Список литературы

1.     Электротехнический справочник. В 3 т. Т. 3: В 2 кн. Кн. 2. Использование электрической энергии / Под общ. Ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др. – 7-е изд., испр. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 616 с.: ил.

2.     Сергеев А.Ю. Электрификация горных работ. В 2 ч. Ч 1. Расчет подземного высоковольтного электроснабжения: учеб. пособие/ А.Ю. Сергеев, О.А. Курбатова. – Владивосток: Из-во ДВГТУ, 2006. – 84 с.

3.     Справочник по электроустановкам угольных предприятий. Электроустановки угольных шахт: Справочник/ В.Ф. Антонов, Ш.Ш. Ахмедов и др. Под общ. ред. В.В. Дегтярева, В.И. Серова. – М.: Недра, 1988 – 727 с.: ил.

4.     Справочник энергетика карьера/ В.А. Голубев, П.П. Мирошкин и др.; Под ред. В.А. Голубева. – М.: Недра, 1986 – 420 с.

5.     Электродвигатели асинхронные/ В.Л. Лихачев. – М.: СОЛОН – Р, 2002. – 304 с.

Размещено на

Страницы: 1, 2