Электроснабжение электрооборудования ремонтно механического цеха

Rт = 5,5 МОм;  Хт = 17,1 МОм;  .

 

Для автоматов в соответствии с номинальным током выключателей по таблице 1.9.3 [1] определяем:

R1SF = 0,12 МОм;   Х1SF = 0,13 МОм;   Rn1SF = 0,25 МОм;

RSF1 = 0,4 МОм;   ХSF1 = 0,5 МОм;      RnSF1 = 0,6 МОм;

RSF = 0,4 МОм;   ХSF = 0,5 МОм;         RnSF = 0,6 МОм.

 

Для кабельных линий в зависимости от сечения и материала жилы, а также от вида изоляции удельные сопротивления находим по таблице 1.9.5 [1].

Для КЛ1:   x0 = 0,08 МОм/м;       r0 = 0,154 МОм/м;

Rкл1 = r0*Lкл1 = 0,154*54 = 8,32 МОм;

Хкл1 = х0*Lкл1 = 0,08*54 = 4,32 МОм;

Для КЛ2:   x0 = 0,085 мОм/м;       r0 = 0,37 мОм/м;

Rкл2 = r0*Lкл2 = 0,37*6 = 2,22 МОм;

Хкл2 = х0*Lкл2 = 0,085*6 = 0,51 МОм;

 

 

Для ступеней распределения (ШНН и РП-6) сопротивления определяем по таблице 1.9.4 [1]:

Rc1 = 15 мОм;             Rc2 = 20 мОм.

 

3) Упрощаем схему замещения (см. Рисунок 6):

Rэ1 = Rc + RT + R1SF + Rn1SF + Rc1 = 4,78+5,5+0,12+15+0,25 = 25,65 МОм;

Хэ1 = Хс + Хт + Х1SF = 0,57 + 17,1 + 0,13 = 17,8 МОм;

Rэ2 = RSF1 + RnSF1 + Rкл1 + Rc2 = 0,4 + 0,6 + 8,32 + 20 = 29,32 МОм;

Хэ2 = ХSF1 + Хкл1 = 0,5 + 4,32 =4,82 МОм;

Rэ3 = RSF + RnSF + Rкл2 = 0,4 + 0,6 + 2,22 = 3,22 МОм;

Хэ3 = XSF + Хкл2 = 0,51 + 0,5 = 1,01 МОм.

4) Вычисляем сопротивления до  каждой точки КЗ:

Rk1 = Rэ1 = 25,65 МОм;       Хк1 = Хэ1 = 17,8 МОм;

отсюда  МОм;

 

Rk2 = Rэ1 + Rэ2 = 25,65 + 29,32 = 54,97 МОм;      

Хк2 = Хэ1 + Хэ2 = 17,8 + 4,82 = 22,62 МОм;

 МОм

 

Rk3 = Rк2 + Rэ3 = 54,97 + 3,22 = 58,19 МОм;      

Хк3 = Хк2 + Хэ3 = 22,62 + 1,01 = 23,63 МОм;

 МОм;

 

Определяем отношения активного и реактивного сопротивлений:

 

;  ;  .

 

 

 

5) Исходя из найденных отношений  по зависимости  [1] определяем ударные коэффициенты (Ку) и коэффициенты действующего значения ударного тока (q):

Ку1 = 1;    ;

Ку2 = 1;    q2 = 1;

Ку3 = 1;    q3 = 1;

 

6) Вычисляем токи трехфазного  КЗ:

Мгновенное и действующее значения ударного тока:

; 

; 

; 

 

7) Составляем схему замещения  для расчета токов однофазного  КЗ и определяем сопротивления (Рисунок 7).

Рисунок 7 – Схема замещения для расчета однофазных токов КЗ.

 

Для кабельных линий

Хпкл1 = х0п*Lкл1 = 0,15*54 = 8,1 МОм;

где х0п = 0,15 МОм/м – сопротивление петли «Фаза-нуль» для кабельных линий до 1кВ;

Rпкл1 = 2r0*Lкл1 = 2*0,154*54 = 16,63 МОм;

Хпкл2 = х0п*Lкл2 = 0,15*6 = 0,9 МОм;

Rпкл2 = 2r0*Lкл2 = 2*0,37*6 = 4,44 МОм;

Zп1 = Rc1 = 15 МОм;

 

Rп2 = Rc1 + Rc2 + Rпкл1 = 15 + 20 + 16,63 = 51,63 МОм;

Хп2 = Хпкл1 = 8,1 МОм;

 МОм;

 

Rп3 = Rп2 +  Rпкл2 = 51,63 + 4,44 = 56,07 МОм;

Хп3 = Хп2 +  Хпкл2 = 8,1 + 0,9 = 9 МОм;

 МОм;

8) Вычисляем токи однофазного  КЗ:

 

 

Результаты расчетов токов КЗ заносим в Таблицу 5.

Таблица 5 – Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rk МОм	Xk МОм	Zk МОм	Rk/Xk	Ky	q	, кА	iy кА	кА	Zп МОм	кА
К1	25,65	17,8	31,22	1,44	1	1	7,39	10,45	7,39	15	2,75
К2	54,97	22,62	59,44	2,43	1	1	3,88	5,48	3,88	8,1	1,87
К3	58,19	23,63	62,8	2,46	1	1	3,67	5,17	3,67	56,78	1,8

 

 

9.2. Проверка элементов  системы электроснабжения по  токам КЗ

Проверке подлежат аппараты защиты, т.е автоматические выключатели. В данном случае проверяем автоматы SF1 и SF на Рисунке 5. Согласно условиям по токам КЗ аппараты защиты проверяются [1]:

1) на надежность срабатывания:

SF1:     1,87 > 3*0,2 кА;

SF:        1,8 > 3*0,2 кА;

где - однофазные токи КЗ, взятые из таблицы 5;

      - номинальные токи расцепителей автоматов, берутся из 6 раздела     

              курсового проекта. Согласно условиям надежность срабатывания

              автоматов обеспечена;

2) на отключающую способность:

SF1:     25 > 1,41*3,88  кА;

SF:        15 > 1,41*3,67 кА;

где - номинальный ток отключения автомата, берем из таблицы А.6 [1];

       - 3-хфазный ток КЗ в установившемся режиме (Таблица 5).

Таким образом, автомат при КЗ отключается, не разрушаясь.

3) на отстройку от пусковых  токов:

SF1:   (для РУ);                                                                 (9.2.1)

SF:     (для электродвигателя);                                         (9.2.2)

где - ток установки автомата в зоне КЗ, определяется как - для РУ и - для двигателя, т.к. могут быть броски тока, обусловленные пуском двигателя;

  - пусковой ток двигателя, определяется как , где Iн.д – номинальный ток двигателя (в данном случае приточного вентилятора);

- пиковый ток, в данном случае  максимальный расчетный ток в РП-6.

Согласно условиям (9.2.1) и (9.2.2):

       SF1:    1,25*200 > 129,44;

       SF:      5*220 >6,5*103,44  кА;

т.е. автоматы выдерживают пусковые токи.

 

9.3. Определение потери  напряжения в сети до 1 кВ

Определим потери напряжения в сети, для которой выше был приведен расчет токов КЗ (смотри рисунок 2).  Потери напряжения рассчитываются по выражению:

                                   (9.3)

где  Ip – расчетный ток линии, в данном случае берем максимальный рабочий ток для РП-6 из Сводной ведомости (таблица 2), и номинальный ток вентилятора из таблицы 4;

l – длина линии, км;

rуд , худ – удельные сопротивления кабеля, принимаем из предыдущих расчетов;

cosφ = 0,8 – средний коэффициент мощности. Отсюда sinφ = 0,6.

Для кабельной линии 1 (до РП-6):

Ip = 129,44 A; 

rуд =0,154 Ом/км,  худ = 0,08 Ом/км

l = 0,054 км.

Подставляя в выражение (9.3):

Для кабельной линии 2 (до вентилятора):

Ip = 103,44 A; 

rуд =0,37 Ом/км,  худ = 0,085 Ом/км

l = 0,006 км.

;

Суммируя найденные потери, найдем общую потерю напряжения в сети:

ΔU = ΔU1 + ΔU2 = 2,07 + 0,37 = 2,44 В.

В процентах от номинального напряжения:

10. Выбор электрооборудования ТП-10/0,4 кВ

 

10.1. Выбор силового выключателя 10 кВ.

Условия выбора выключателя приведены в таблице 6. Для расчетов принимаем данные из 8 раздела курсового проекта.

Дано: напряжение установки Uн.у = 10 кВ;

           номинальный  ток установки находим по формуле

           ;

           ток  КЗ на стороне ВН трансформатора Ik = 1146 A;

           действующее  значение тока КЗ   ;

           ударный  ток КЗ  iу = 2,92 кА;

           время  действия КЗ  tд = 1 с.

Выбираем из таблицы 1.11.1 [1] вакуумный выключатель ВВЭ-10-20/630 УЗ.

Паспортные данные  выключателя:

Номинальное напряжение Uн = 10 кВ;

Номинальный ток Iн = 630 А;

Номинальный ток отключения  Iн.отк = 20 кА;

Ток термической стойкости Iтс = 20 кА; tтс = 3 с;

Сквозной ток iск = 52 кА;

Собственное время отключения выключателя tов = 0,055 с.

Рассчитаем отключающую способность выключателя.

Расчетный ток отключения  Iр.отк = ;

Мощность отключения

;

;

Расчетный ток термической стойкости:

;

Заносим все расчеты в таблицу 6.

 

Таблица 6 – Ведомость силового выключателя ВН

Параметры	Ед. изм.	Условие выбора	Данные выкл.		Дополнительные сведения
			Расч.	Катал.
Номинальное напряжение	кВ	Uн.в   ≥ Uн.у	10	10	ВВЭ-10-20/630УЗ
Номинальный ток	А	Iн   ≥ Iн.у	23	630
Ток отключения	кА	Iн.отк   ≥ Iр.отк	1,74	20	Отключающая способность
Мощность отключения	МВА	Sн.отк   ≥ Sр.отк	30,1	346
Ударный сквозной ток	кА	iск   ≥ iуд	2,92	52	Динамич.стойкость
Предельный ток термической стойкости	кА	Iтс   ≥ Iр.тс	1	20	Термическая стойкость

Условия выбора выполнены, выключатель нам подходит.

 

 

10.2. Выбор трансформатора  напряжения на стороне 10 кВ.

Трансформаторы напряжения выбирают по номинальному напряжению и вторичной нагрузке – контрольным приборам.

 

Таблица 7 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Прибор	Тип	Sобмотки ВА	Число обмоток	cosφ	sinφ	Число приб.	Потреб.мощность
							Р, Вт	Q, вар
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	1	2	-
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	0	1	3	-
Варметр	Д-335	1,5	2	1	0	1	3	-
Счетчик актив.энергии	И-680	2	2	0,38	0,925	1	4	9,7
Счетчик реак. энергии	И-673	3	2	0,38	0,925	1	6	14,5
Частотомер	Э-352	3	1	1	0	1	3	-
Итого:							21	24,2

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения (полная мощность):

;

Из справочника [4] выбираем трансформатор НТМИ-10-66 с номинальной мощностью 120 ВА в классе точности 0,5.

Таким образом,    S2ном =120  ≥ S2 = 32,041

следовательно, трансформатор будет работать в выбранном классе точности.

 

Для соединения ТН с приборами принимаем контрольный кабель КРВГ сечением 2,5 мм2 по условию механической прочности.

 

КРВГ- кабель контрольный с медными жилами, резиновой изоляцией, в ПВХ       оболочке

 

 

 

10.3. Выбор трансформаторов тока на стороне 0,4 кВ

Выбор трансформатора тока выполняется по [9]:

- по напряжению установки Uуст Uн;

- по току Iр Iном;

- по динамической стойкости iуд iдин;

- по термической стойкости;

- по вторичной нагрузке z2 z2ном;

- по конструкции и классу  точности;

где z2 –вторичная нагрузка трансформатора, Ом;

z2ном – номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока.

Вторичная нагрузка находится по формуле [9]:

r2=rприб+rпров+rк

где rприб – сопротивление приборов;

     rпров – сопротивление проводов;                                  

       rк – переходное сопротивление контактов.

Сопротивление приборов определяется по выражению:

, Ом

где - мощность, потребляемая приборами, ВА;

- номинальный вторичный  ток трансформатора.

Сопротивление контактов принимается rк=0,1 Ом .

Сопротивление проводов находится по формуле:

Rпров=Z2ном-rприб-rk

 

Сечение соединительных проводов определяется:

, мм2

Где ρ=0,0283 – удельное сопротивление провода [9];

Lрасч- расчетная длина.

В таблице 8 приведены приборы, по которым определяется вторичная нагрузка трансформатора тока.

Таблица 8 – Вторичная нагрузка трансформатора тока.

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-350	0,5	-	-
Ваттметр	Д-350	0,5	-	0,5
Счетчик реактивной мощности	СР-ЧИ676	2,5	2,5	2,5
Счетчик активной мощности	СА-И670	2,5	2,5	2,5
Итого		6	5	5,5

 

 

Номинальный вторичный ток трансформатора I2н=5А. По таблице 8 видно, что фаза А самая нагруженная, поэтому мощность потребляемая приборами Sприб = 6 ВА. Рассчитаем общее сопротивление приборов: