151217 (594653), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

∆Р_кз – потери короткого замыкания. кВт;

U_кз – напряжение короткого замыкания, %;

I_хх – ток холостого хода, %;

, (6.2)

где К_з – коэффициент загрузки трансформатора

К_з=0,95

6. Расчёт токов короткого замыкания

В системах электроснабжения промышленных предприятий могут возникать короткие замыкания, приводящие к резкому увеличению токов. Поэтому всё основное электрооборудование электроснабжения должно быть выбрано с учётом действия таких токов.

Основными причинами короткого замыкания являются нарушения изоляции отдельных частей электроустановок, неправильные действия персонала, перекрытия изоляции из-за перенапряжения в системе. [7, с.352]

Методика расчёта

Определяем ток системы:

, (7.1)

где I_с – ток системы;

I_с=23,1 А. (7.2)

Определяем удельное индуктивное сопротивление:

Х₀=0,4 Ом/км,

Х'_с=Х₀ ∙ L_с,

где Х₀ – удельное индуктивное сопротивление, Ом/км;

Х'_с – индуктивное сопротивление, ОМ;

L_с – длина кабельной линии, км;

Х'_с=0,64 Ом.

Определяем удельное активное сопротивление:

, (7.3)

где r₀ – удельное активное сопротивление, Ом/км;

γ – удельная проводимость материала, [1, с.60];

S – сечение проводника, мм²;

r₀=28,5 Ом/км,

R'_с= r₀ ∙ L_с,

R'_с=45,6 Ом.

Сопротивления приводятся к НН:

=73 мОм, (7.4)

=1 мОм, (7.5)

где U_нн и U_вн – напряжение низкое и высокое, кВ.

Выбираем сопротивление для трансформатора:

R_т=5,5 мОм,

Х_т=17,1 мОм,

Z⁽¹⁾_т=195 мОм,

где R_т – активное сопротивление, мОм;

Х_т – индуктивное сопротивление, мОм;

Z⁽¹⁾_т – полное сопротивление, мОм.

Выбираем сопротивления для автоматов, [1, с. 62]:

1SF R_1SF=0,12 мОм, Х_1SF=0,13 мОм, R_1пSF=0,25 мОм,

2SF R_2SF=0,12 мОм, Х_2SF=0,13 мОм, R_2пSF=0,25 мОм,

3SF R_3SF=5,5 мОм, Х_3SF=4,5 мОм, R_3пSF=1,3 мОм.

Выбираем удельное сопротивление кабеля, [1, с. 62]:

КЛ1 r^|₀=0,169 мОм/м,

Х₀=0,78 мОм/м,

т.к. в схеме 3 параллельных кабеля;

,

r₀=0,05 мОм.

R_кл1=r₀ ∙ L_кл1, (7.6)

где L_кл1 – длина линии ЭСН от ШНН до ШМА;

R_кл1=0,1 мОм,

Х_кл1=Х₀ ∙ R_кл1,

Х_кл1=1,5 мОм.

КЛ2 r₀=12,5 мОм/м,

Х₀=0,116 мОм/м,

R_кл2=25 мОм,

Х_кл2=0,232 мОм.

Для шинопровода ШМА:

I_н=1260 А,

r₀=0,034 мОм/м,

Х₀=0,016 мОм/м,

r_оп=0,068 мОм/м,

Х_оп=0,053 мОм/м.

R_ш=r₀ ∙ L_ш, Х_ш=Х₀ ∙ L_ш, (7.7)

где R_ш – удельное сопротивление шинопровода, мОм;

Х_ш – удельное сопротивление шинопровода, мОм;

L_ш – участок ШМА до ответвления, [1, с. 63];

R_ш=0,034 мОм,

Х_ш=0,016 мОм.

Для ступеней распределения, [1, с. 62]:

R_с1=15 мОм, R_с2=20 мОм.

Вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между КЗ:

R_э1= R_с+ R_т+ R_1SF+ R_с1=93,6 мОм, (7.8)

Х_э1=Х_с+Х_т+Х_1SF=18,2 мОм, (7.9)

R_э2= R_SF1+ R_ПSF1+ R_кл1+ R_ш+ R_с2=20,5 мОм, (7.10)

Х_э2=Х _SF1+Х _кл1+Х_ш=1,6 мОм, (7.11)

R_э3= R_SF+ R_ПSF+ R_кл2=31,8 мОм, (7.12)

Х_э3=Х _SF+Х _кл2=4,7 мОм, (7.13)

где R_э1, R_э2, R_э3 – активные сопротивления на участках КЗ, мОм;

Х_э1, Х_э2, Х_э3 – индуктивные сопротивления на участках КЗ, мОм.

Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в таблицу 5:

R_к1= R_э1=93,6 мОм, (7.14)

Х_к1= Х_э1=18,2 мОм, (7.15)

=95,3 мОм, (7.16)

R_к2= R_э1+ R_э2=114,1 мОм, (7.17)

Х_к2= Х_э1+ Х_э2=19,8 мОм, (7.18)

=115,8 мОм, (7.19)

R_к3= R_к2+ R_э2=145,9 мОм, (7.20)

Х_к3= Х_к2+ Х_э3=24,5 мОм (7.21)

=147,9 мОм (7.22)

где R_к.., Х_к.., Z_к… - сопротивления на каждой точке КЗ, мОм.

мОм, мОм,(7.23)

мОм. (7.24)

Определяем ударный коэффициент и коэффициент действующего значения ударного тока и заносим в таблицу 5:

, (7.25)

, (7.26)

, (7.27)

где К_у – ударный коэффициент;

К_у1=1,

К_у2=1,

К_у3=1.

d₁= , (7.28)

d₂= , (7.29)

где d – коэффициент действующего значения ударного тока;

d₁=1,

d₂=1,

d₃=1.

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в таблицу:

=2,4 кА, (7.30)

=1,8 кА, (7.31)

=1,5 кА,. (7.32)

I_ук1=d₁∙ I⁽³⁾_к1= 2,4 кА, (7.33)

I_ук2=d₂ ∙ I⁽³⁾_к2=1,8 кА, (7.34)

I_ук3=d₃ ∙ I⁽³⁾_к3=1,5 кА, (7.35)

i_ук1= *К_у1* I⁽³⁾_к1=3,4 кА, (7.36)

i_ук2= ∙ К_у2 ∙ I⁽³⁾_к2=2,5 кА, (7.37)

i_ук3= ∙ К_у3 ∙ I⁽³⁾_к3=2,41 кА, (7.38)

=2 кА, (7.39)

=1,6 кА, (7.40)

=1,3 кА. (7.41)

Определяем сопротивления для кабельных линий:

Х_пкл1=Х_оп ∙ L_кл1=0,3 мОм, (7.42)

R_пкл1=2∙ r₀ ∙ L_кл1=0,2 мОм, (7.43)

R_пш=2∙ r_0пш∙ L_ш=0,068 мОм, (7.44)

Х_пш=Х_опш∙ L_ш=0,053 мОм, (7.45)

R_пкл2=2∙ r₀∙ L_кл2=50 мОм, (7.46)

Х_пкл2=Х_оп∙ L_кл2=0,3 мОм, (7.47)

Z_п1=15 мОм, (7.48)

R_п2=R_с1+R_пкл1+R_пш+R_с2=15,3 мОм, (7.49)

Х_п2=Х_пкл1+Х_пш=0,253 мОм, (7.50)

Z_п2= =15,2 мОм, (7.51)

R_п3=R_п2+Х_пкл2=65,268 мОм, (7.52)

Х_п3=Х_п2+Х_пкл2=0,553 мОм, (7.53)

Z_п3= =65,2 мОм, (7.54)

кА, (7.55)

кА, (7.56)

кА. (7.57)

Таблица 5 – Ведомость токов КЗ

Точка КЗ	К1	К2	К3
Rк, мОм	93,6	114,1	145,9
Хк, мОм	18,2	19,8	24,5
Zк, мОм	95,3	115,8	147,9
	5,1	5,8	6
Ку	1	1	1
D	1	1	1
I(3)к, кА	2,4	1,8	1,5
iу, мОм	3,4	2,5	2,1
I(3)∞, кА	2,4	1,8	1,5
I(2)к, кА	2	1,6	1,3
Zп, мОм	15	15,2	65,2
I(1)к, кА	2,75	2,7	1,7

7. Расчёт и выбор магистральных и распределительных сетей, защита их от токов перегрузки и токов КЗ

7.1 Выбираем сечение кабеля

Критерием для выбора сечения кабельных линий является минимум приведённых затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения производится не по сопоставительным технико-экономическим расчётам в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям.[4, с.240]

Выбираем сечение провода для вертикально-сверлильных станков, данные расчёта заносятся в таблицу 6.

Расчётный ток линии определяется так:

А, (8.1)

где I_рас – расчётный ток для проверки кабеля по нагреву, А;

U – номинальное напряжение сети, В.

=40,3 А, (8.2)

где I^/_рас – расчётный ток, выраженный через поправочный коэффициент, А;

К₁ – поправочный коэффициент на температуру воздуха для нагрузки кабеля, выбирается по [7, с.340] в зависимости от температуры и расположения кабеля.

I_доп=46 А,

где I_доп – допустимая токовая нагрузка, [7, с. 338];

I_доп должен быть больше, чем I^/_рас:

I_доп> I^/_рас

Выбираем сечение ААБ (4Х4) [7, с. 338]:

ААБ – кабели с изоляцией из пропитанной бумаги с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, бронированные стальными лентами.

Аналогично выбираются сечения кабелей для других электроприёмников и заносим данные в таблицу 6.

7.2 Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения

Нормальный режим работы электроприёмника обеспечивается при нормальном напряжении сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением приёмника в точке его присоединения. Повышение или понижение уровня напряжения сети ухудшает работу электроустановки.

Повышенное напряжение на зажимах асинхронного двигателя приводит к перегреву обмотки статора и ускоряет износ изоляции . При понижении уровня напряжения уменьшается вращающий момент двигателя, падает частота вращения, нарушается режим работы электропривода, увеличивается потребляемый ток и перегревается изоляция.

Отклонение напряжения от номинального в электропечах нарушает технологический процесс плавки и термообработки. Снижение напряжения на сварочных электроустановках ухудшает качество сварки. Пониженное напряжение на лампах уменьшается световой поток и снижает освещённость.

Проверяем электрическую печь сопротивления на допустимую потерю напряжения [1. с, 42]:

∆U_рас (8.3)

(8.4)

где ∆U_рас – потери напряжения, %;

L – длина линии, м;

r₀ – активное сопротивление на 1 км. линии, Ом/км;

j – удельная проводимость, мм²/Ом∙м;

Х₀ – индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

r₀=1,14 Ом/км,

∆U_рас=0,1 %,

∆U_расдоп, U_доп<5%.

Кабель выбран правильно.

Аналогично рассчитываем для электродуговой печи, продольно-строгального станка, токарно-револьверного станка и кабеля от ГПП до трансформатора. Данные заносятся в таблицу 7.

Таблица 7

Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения

Электроприёмники	L	cosφ	sinφ	Iрас	S	r0	X0	∆Uрас, %
Электрическая печь сопротивления	0,002	0,95	0,3	72	10	1,14	0,07	0,1
Электродуговая печь	0,001	0,95	0,3	88	25	1,14	0,07	0,1
Продольно-строгальный станок	0,008	0,65	0,75	32,7	4	7	0,07	0,4
Токарно-револьверный станок	0,007	0,65	0,75	19,9	2,5	11,5	0,07	0,5
От ГПП до трансформатора	1,6	0,85	0,5	23,3	3,5	8,16	0,07	4,4

7.3 Расчёт и выбор аппаратов защиты и линии электроснабжения

В электрической сети возможны нарушения нормального режима работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому цеховые электрические сети должны быть надёжно защищены аппаратом, отключающим повреждённый элемент с наименьшими потерями времени. Защита электрических сетей КЗ должна быть предусмотрена во всех случаях [4, с. 195].

Рассчитываем и выбираем автомат защиты типа ВА

Линии Т1 – ШНН, 1SF, линия без электродвигателей:

Характеристики

Список файлов ВКР