151190 (Электроснабжение и электрооборудование механического цеха), страница 5

Количество трансформаторов на цеховой подстанции определяется категорией потребителей. Для электроснабжения ЭП 1 и 2 категории сооружают двух трансформаторные подстанции. Для питания потребителей 2 категории допускают сооружение однотрансформаторной подстанции при наличии низковольтных перемычек включаемых вручную или автоматически.

Однотрансформаторные подстанции используются для питания неот­ветственных потребителей 3 категории, если замена трансформатора или его ремонт производится в течение не более 1 суток.

Сооружение однотрансформаторной подстанции обеспечивает значи­тельную экономию капитальных затрат.

Мощность трансформаторов выбираются по условию:

при установке одного трансформатора: ;

при установке двух трансформаторов: ;

где ─ максимальная расчетная мощность на шинах низкого напря­жения подстанции:

.

Трансформаторы, выбранные по последнему условию, обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке трансформаторов 0,6-0,7 загрузки, а в послеаварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учетом допустимой аварийной перегрузки трансформатора на 40% от S_H0M.

=235 кВа.

В качестве цеховой подстанции выбираем комплектную ТП заводского изготовления серии КТП, технические данные КТП приведены в таблице [6] таблица 9.11.

Выбираем трансформатор:

Таблица 9.11

Раздел 9

Расчёт токов короткого замыкания

По электрической сети и электрооборудованию в нормальном режиме протекают токи, допустимые для данной установки.

При нарушении электрической прочности изоляции проводов или короткого замыкания оборудования возникает аварийный режим короткого замыкания, вызывающий резкое повышение токов во много раз превышающий допустимые токи.

Значительные по величине токи к.з. представляют большую опасность для элементов электрической сети и оборудования, т. к. чрезмерный нагрев токоведущих частей и создают большие механические усилия, которые могут привести к разрушению электрического оборудования.

Поэтому для правильной эксплуатации электросетей и оборудования их выбирают не только по условиям нормального режима работы, но и аварийного режима, чтобы они выдерживали без повреждений действия наибольших возможных токов к.з. Определение токов к.з. необходимо для выбора выключателей на коммутационную способность и электродинамическую и термическую устойчивость.

Кроме того, в 4-х проводных сетях напряжением 380/220 В работающих на глухо заземленных нейтралах, при замыкании на нулевой провод или металлический корпус оборудования, защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок сети. Для проверки надежности срабатывания защитного аппарата при к.з., между фазным и нулевым проводами необходимо определить расчётный ток однофазного короткого замыкания на землю.

9.1 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания

В процессе расчёта 3-х фазного к.з. определяются:

1. . - начальное действующее значение периодически составляющей точки по ней определяют термическую стойкость и коммутационную способность аппарата.

2. Ударное значение тока к.з. - по нему проверяют аппараты, шины, изоляторы на электродинамическую устойчивость.

Считаем, что мощность системы во много раз превышает мощность трансформатора, то напряжение на шинах НН подстанций считается неизменным. То есть, считаем, что к.з. питается от источника с неограниченной мощностью.

Тогда периодическая составляющая тока к.з. остаётся неизменной в те­чении всего времени действия к.з.,тогда считаем, что I_{П 0}⁼I_КЗ. На расчётной схеме отмечаем расчётные точки к.з. и для каждой точки составляем схему замещения, на которой указываем активные и индуктивные составляющие, сопротивления всех элементов схемы от точки питания до точки к.з.

Принципиальная схема для расчёта токов коротких замыканий:

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-1.

Схема замещения:

Активное и индуктивное сопротивление трансформатора выбираем по [8],таблица 1.9.3. стр. 61: мОм; мОм.

Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по [8], таблица 1.9.3. стр. 61: мОм; мОм; мОм; А.

Сопротивление трансформатора тока выбираем по [8], таблица 1.9.2. стр. 61:

мОм; мОм; ;

где , а .

Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи:

мОм;

мОм;

Определяем полное сопротивление в короткозамкнутой цепи:

=30 мОм.

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-1 определяем по формуле:

;

Определяем ударное значение тока короткого замыкания:

; а ;

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-2.

Схема замещения:

Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по [8], таблица 1.9.3. стр. 61:

.

Определяем активное и индуктивное сопротивление распределительных линий питающих ЭП:

X₀ и r₀ определяем по [8], таблица 1.9.5. стр. 62

Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи:

мОм;

мОм;

Определяем полное сопротивление в короткозамкнутой цепи:

=158,4 мОм.

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-2 определяем по формуле:

Определяем ударное значение тока короткого замыкания:

; а ;

9.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания

Ток однофазного к.з. определяется для проверки надежности срабатывания защитного аппарата самого удаленного от шин КТП и ЭП. Расчёт однофазного тока короткого замыкания в точке К-3:

Схема замещения:

Определяем сопротивления в короткозамкнутой петле линии фаза-нуль. Сопротивления: одной жилы кабеля

нулевой жилы кабеля

одной жилы провода

индуктивное сопротивление петли кабеля

индуктивное сопротивление петли провода

Суммарное сопротивление петли фаза-нуль определяем по формуле:

Ток однофазного к. з. находим по формуле:

.

Раздел 10

Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания

В сетях до 1000 В производится следующие проверки токов к.з.:

1. На электродинамическую устойчивость проверяются автоматы, шинопроводы если ≥ то условие соблюдается;

2. На коммутационную способность, т.е. на предельно отключающий ток, проверяют автоматы, предохранители: , если ≥ то условие соблюдается;

3. На надежность срабатывания защитного аппарата при однофазном коротком замыкании на землю:

а 750 ≤ 1300,

условие соблюдается.

Список литературы:

1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» − М: Энергоатомиздат, 1999 г.

2. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение предприятий и установок» − М: Высшая школа, 1990 г.

3. Цигельман И.Е. «Электроснабжение городских зданий и коммунальных предприятий» − М: Высшая школа, 1982 г.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» − М: Энергоатомиздат, 1987 г.

5. Конюхова Е.А. «Электроснабжение объектов» − М: Энергоатомиздат, 1988 г.

6. Неклипаев Б.Н., Крючков И.П. «Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования». − М: Энергоатомиздат, 1989 г.

7. «Электрический справочник» под редакцией Орлова И.Н. − М: Энергоатомиздат, 1989 г.

8. «Правила устройств электроустановок (ПУЭ)» −М:Кнорус, 2007 г.

9. Шеховцов В.П. «Расчет и проектирование схем электроснабжения». М: Форум-инфа-М, 2004.