Электроснабжение механического цеха

выводах высшего напряжения трансформатора, кА.

       t_откл – время отключения тока короткого замыкания;

       Т_а – апериодическая составляющая, с; определяется по формуле:

                                                (47)

где ∑Х – суммарное индуктивное сопротивление кабеля, мОм;

       ∑R – суммарное активное сопротивление кабеля, мОм.

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							21

 

Активное и индуктивное сопротивление определяется по формулам:

                                                 (48)

                                                (49)

где х₀ – индуктивное сопротивление кабеля, принимаемое по [  ] в зависи-

мости от сечения кабеля и равное х₀ = 0,113 мОм/км;

r₀ – активное сопротивление кабеля, мОм/км;

l – длина кабельной линии, км.

                                                 (50)

где F – сечение кабеля, мм².

Выполняем расчеты по формулам (45)-(50):

 

 

 

 

 

 

 

Проверяем кабель по условию (44):

 

Кабель выбран верно.

 

2.9 Расчет токов короткого  замыкания цеховой сети

Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ производится в именованных единицах. При этом учитываются активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи в мОм. Заметное влияние на результаты расчета оказывает сопротивления различных контактных соединений.

На рисунке 1 представлена схема цеховой сети.

Рисунок 1. Схема цеховой  сети

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							22

 

При расчете токов КЗ в  сетях до 1 кВ считают, что напряжение на первичной обмотке трансформатора цеховой ТП равно номинальному. Сопротивление  системы в мОм до понижающего  трансформатора определяется по формуле:

 

 

                                                    (51)

где U_ср.в – среднее номинальное напряжение сети высшего напряжения, кВ.

Сопротивление Х_с приводится к ступени низшего напряжение по выражению:

                                                  (52)

где U_ср.н – среднее номинальное напряжение сети низшего напряжения, кВ.

Активное сопротивление  трансформатора в мОм вычисляется  по формуле:

                                             (53)

где ∆Р_кз – потери КЗ в трансформаторе, кВт;

S_н – номинальная мощность трансформатора, кВА;

U_н – номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, кВ.

Индуктивное сопротивление  трансформатора:

                            (54)

Активные и индуктивные сопротивления кабелей и шин определяется по формулам (48)-(50). Для определения сопротивлений шин необходимо  рассчитать среднегеометрическое расстояние между шинами:

                                                (55)

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

                                                  (56)

                                                  (57)

Ток трехфазного КЗ в кА вычисляется по выражению:

                                                (58)

где U_ср – средненоминальное напряжение сети (U_ср = 0,4 кВ).

Ударный ток КЗ определяется по формуле:

                                               (59)

Ударный ток КЗ с учетом тока двигателя определяется по выражению:

                                (60)

где I_ном.д – номинальный ток двигателя, кА.

Значение ударного коэффициента принимаем К_у = 1, т.к. при расчетах учитывается сопротивление переходных контактов.

Действующее значение периодической  составляющей тока однофазного КЗ определяется по выражению:

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							23

 

 

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							24

 

                            (61)

где R_1∑ и X_1∑ - суммарные активные и индуктивные сопротивления прямой

последовательности, мОм;

R_2∑ и X_2∑ - то же обратной последовательности, мОм;

R_0∑ и X_0∑ - то же нулевой последовательности, мОм.

Отметим, что R_1∑ = R_2∑ и X_1∑ = X_2∑.

Короткое замыкание в  точке К1. Определим индуктивное сопротивление системы по выражению (51):

 

Приведем сопротивление  системы к ступени напряжения 0,4 кВ по (52):

 

Активное сопротивление  трансформатора по (53):

 

Индуктивное сопротивление  трансформатора по (54):

 

Сопротивления катушек автоматов  и трансформаторов тока и переходное сопротивление принимаются по [1]:; ; ; ; .

Определим среднегеометрическое расстояние между шинами по (55):

 

Определим активное и индуктивное  сопротивление шин по (48) и (49):

 

 

Вычислим суммарные сопротивления  цепи КЗ (56) и (57):

 

 

 

 

Ток трехфазного КЗ в точке  К1 по (58):

 

Определим ударный ток  КЗ:

 

 

Вычислим ток однофазного  КЗ в точке К1.Сопротивление прямой последовательности цепи до точки К1:

 

 

Сопротивление обратной и  нулевой последовательности цепи в  точке К1 можно принять равными сопротивлению прямой последовательности. Следовательно, R_2∑ = 10,73 мОм; X_2∑ = 34,12 мОм; R_0∑ = 10,73 мОм; X_0∑ = 34,12 мОм.

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							25

 

Короткое замыкание в  точке К2. Определим активное и индуктивное сопротивление шин по (48) и (49):

 

 

Сопротивления катушек автоматов, трансформаторов тока и переходное сопротивление принимаются по [1]: ; ; ; ; .

Определим активное и индуктивное  сопротивления кабеля по (48)-(50):

 

 

Вычислим суммарные сопротивления  цепи КЗ (56) и (57):

 

 

 

 

Ток трехфазного КЗ в точке  К2 по (58):

 

Определим ударный ток  КЗ:

 

Вычислим ток однофазного КЗ в точке К2.Сопротивление прямой последовательности цепи до точки К2:

 

 

 

 

 

 

Сопротивление обратной последовательности цепи в точке К2 можно принять равным сопротивлению прямой последовательности. Следовательно, R_2∑ = 167,9 мОм; X_2∑ = 78,15 мОм. Активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности кабелей принимаем по [ 1 ]. R_0к = 11,2 · 10,87 =121,74 мОм; X_0к = 11,2 · 0,57 =6,4 мОм. Рассчитываем полное сопротивление нулевой последовательности:

 

 

 

 

 

Для остальных точек КЗ расчет аналогичен. Результаты сводим в таблицу 8.

Таблица 8. Расчет токов КЗ.

Точка КЗ	Iк(3), кА	iу, кА	Iк(1), кА
К1	5,18	7,31	6,03
К2	0,91	1,3	0,98
К3	0,69	0,98	0,74
К4	3	4,3	3,44
К5	1,8	2,55	1,81
К6	4,29	7,77	4,94

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							26

 

Выполняем проверку шины на термическую стойкость. Для этого определим апериодическую составляющая Т_а по формуле (47) и по формуле (46) тепловой коэффициент В_к.

 

 

Определяем минимальное  сечение (45):

 

Проверяем шину по условию (44):

40 мм² < 120 мм²

Шина термически устойчива.

Проверяем шину на электродинамическую  стойкость. Проверка заключается в определении наибольшего усилия при трёхфазном КЗ:

                                       (62)

где а – расстояние между фазами [  ], а = 240 мм;

           К_ф – коэффициент формы ; К_ф = 1, так как шина расположена плашмя.

 

 

 

Определяем момент инерции  по формуле:

                                                       (63)

где b - ширина шины, см;

           h - высота шины, см.

 

Длина пролета между опорными изоляторами определяется по формуле:

                                                  (64)

 

Изгибающий момент на шине определяется по формуле:

                                                     (65)

 

Определяем момент сопротивления  по формуле:

                                                     (66)

 

Проверяем шину на механическую прочность по условию:

                                                 (67)

где σ_расч – расчетное значение механического напряжения в шине;

       σ_доп – допустимое механическое напряжение в шине.

                                                   (68)

 

Проверяем по условию (49):

 

Выбранная шина динамически устойчива.

2.10 Расчет заземляющего устройства

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							27

 

На электрических станциях и подстанциях применяются следующие  виды заземлений: рабочее заземление, грозозащитное и защитное. Заземлители подразделяются на естественные и искусственные.

 

						КП 0055337    ЭЛ-23-09	Лист
							28

 

Количество заземлителей определяется расчетом, в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства. Расчет заземляющего устройства выполняем в следующем порядке: