Выбор силового трансформатора

По селективности номинальные  токи расцепителей автоматов, расположенных  последовательно по направлению  потока мощности, должны различаться  не менее чем на одну ступень.

 

Сечение проводов, питающих электроприемник от РП, определяем по следующим условиям:

1. по допустимому нагреву:

 

, (4.8)

где  I_ДОП – допустимый ток по нагреву, А;

       К_П – поправочный коэффициент по условиям прокладки;

       принимаем  К_П=1;

2. соответствия аппарату максимальной токовой защиты:

 

, (4.9)

где   К_З – принятая в соответствии с ПУЭ кратность I_ДОП /I_З; 
принимаем для плавкого предохранителя К_З =0,33; для используемых автоматических выключателей типа К_З =1;

        I_З – номинальный ток (ток срабатывания) защитного аппарата, А.

 

Кроме того осуществляем проверку  на селективность  с нижестоящей защитой по условию:

I_вс > I_всЭП ,     (4.10)

где I_вс – ток плавкой вставки предохранителя защиты группы ЭП;

I_всЭП – ток плавкой вставки предохранителя защиты каждого ЭП в группе.

 

Применяем магнитные пускатели  серии ПМЛ с тепловыми реле типа РТЛ. Условие выбора магнитного пускателя:

 

, (4.11)

где   I_НП – номинальный ток пускателя, А;

I_НОМ – номинальный ток электродвигателя, A.

 

Для токарных станков №18-21: Р_н=6,3 кВт; cos φ= 0,5; U_н= 0,38В.

Находим номинальный  ток:

 

I_н =  (4.12)

I_н = = 19,14 А.

Пусковой ток  определяем по формуле (4.6):

I_пуск= 7∙19,14= 134 А.

По условию (4.11) выбираем магнитный пускатель ПМЛ 310004,           с I_нп= 25 А > 19,14 А.

 

По условиям (4.1) и (4.2) выбираем автоматический выключатель     ВА51-25 с I_нома= 25 А; I_номр= 25 А; К_то= 7:

25 А > 19,14 А;

25 А > 19,14 А.

 

Проверяем выбранный  автомат по условию (4.3):

7∙25 А = 175 А > 1,25∙134 А = 167,5 А.

 

По условию (4.8) выбираем провод  4АПВ-4 с I_доп= 27 А:

27 А > 19,14/1 =19,14 А.

 

Проверку соответствия аппаратам максимальной токовой защиты производим согласно условию (4.9):

27 А > 1∙25/1 =25 А.

 

Расчёт для остальных ЭП производим таким же образом, итоговые данные заносим в табл. 4.1.

 

Таблица 4.1. Выбор проводов, коммутационных и защитных аппаратов для ЭП

№ на   плане	Технические данные   электроприёмника				Пускатель		Автоматический  выключатель		Провода АПВ
	Pн, кВт	cosφ	Iн, А	Iпик, А	тип	Iн,А	тип	Iн/Iнр, А	Iдоп, А	F, мм2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1..3	12,5	0,5	38	332,5	ПМЛ-3600	40	ВА51Г-25	100/40	49	16
4..7	2,8	0,5	8,5	74,4	ПМЛ-1600	10	ВА51-25	25/10	18	4
8..11	3,5	0,5	10,64	93,1	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/12,5	18	4
12	7,2	0,8	13,7	120	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/16	18	4
13	8,5	0,8	16,1	140,9	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/20	18	4
14..17	9,76	0,7	21,2	185,5	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/25	23	6
18..21	6,3	0,5	19,3	167,1	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/25	23	6
22..25	4,8	0,5	14,6	127,8	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/16	18	4
26..28	7,5	0,5	22,8	199,5	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/25	23	6
29..33	2,5	0,5	7,6	66,5	ПМЛ-1600	10	ВА51-25	25/10	18	4
34..38	6,2	0,5	18,8	164,5	ПМЛ-2600	25	ВА51-25	25/25	23	6

 

Для РЩ-1 расчётный ток по табл.1.2:  I_р = 94,62 А.

 

Пиковый ток определяем по формуле (4.7):

I_пик= 159,6+(94,62-0,14∙22,8)= 251 А.

 

По условиям (4.1) и (4.2) выбираем автоматический выключатель     ВА51Г-31 с I_нома= 100 А; I_номр= 100 А; К_то= 7:

100 А > 94,62 А;

100 А > 94,62 А.

 

Проверяем выбранный  автомат по условию (4.3):

7∙100 А = 700 А > 251 А.

 

Проверку  на селективность с нижестоящей защитой выполняем по условию (4.10):

100 А > 25 А (ЭП №18..21);

100 А > 16 А (ЭП №22..25);

100 А > 25 А (ЭП №26..28).

 

По условию (4.8) выбираем кабель ААШв-(4х35) с I_доп = 104 А:

104 А > 94,62/1 = 94,62 А.

 

Проверку соответствия аппаратам максимальной токовой  защиты производим согласно условию (4.9):

104 А > 1∙100/1 = 100 А.

 

Дальнейшие  расчеты производим таким же образом, итоговые данные заносим в табл. 4.2.

 

Таблица 4.2. Выбор проводов, коммутационных и защитных аппаратов для групп ЭП и по цеху в целом

Группа ЭП	Расчетные данные					Автоматический выключатель		Кабель ААШв
	Iм, А	Iн.нб, А	Ки.нб	Iпуск.нб, А	Iпик, А	Тип	Iн/Iнр, А	Iдоп, А	F, мм2
1	2	4	5	6	7	10	11	12	13
РЩ-1	94,62	22,8	0,14	159,6	251	ВА52-31	100/100	104	4х35
РЩ-2	61,91	18,8	0,13	131,6	191,1	ВА52-31	100/63	63	4х10
РЩ-3	72,5	21,2	0,2	148,4	216,7	ВА52-31	100/80	81	4х16
РЩ-4	46,12	38	0,2	266	304,5	ВА52-31	100/50	63	4х10
ЩО	25,99	25,99	-	-	-	ВА52-31	100/31,5	63	4х10
УМ	296,8	38	0,2	266	555,2	ВА52-37	400/320	2х189	2х(4х70)

 

 

Выберем кабель ввода к ТП.

Вычислим расчетный ток по формуле:

= 5,64 А.

Вычислим сечение кабеля по формуле:

 

,      (4.14)

где j_n =1,4 А/мм² – нормированная плотность тока для кабелей с алюми-ниевыми жилами при Т_max = 3000-5000 ч;

= 5,75мм².

Принимаем два кабеля ААШв-10 минимального сечения 16 мм². Допустимый продолжительный ток для данного кабеля составляет  _.= 80 А.

 

Наибольший рабочий ток имеет место в послеаварийном режиме при отключении одной из параллельных линий:

I_п/ав= 2I_р.= 2

Проверка сечения кабеля по условию нагрева:

 

I_п/ав < ,    (4.15)

где  k₁ – поправочный коэффициент для кабеля, учитывающий фактическое тепловое сопротивление земли, для нормальной почвы и песка влажностью 7-9%,  k₁ = 1,0.

k₂ – поправочный коэффициент, учитывающий количество параллельно проложенных кабелей в одной траншее k₂ = 0,9.

k₃ – поправочный коэффициент, учитывающий допустимую нагрузку кабелей на период ликвидации послеаварийного режима k₃ = 1,3.

Проверяем на нагрев каждый из двух кабелей:

= ;

, значит кабель проходит по условию нагрева.

По допустимым потерям напряжения:

 
       (4.16)

или                                              (4.17)

где  l – длина кабеля;

        γ = 32 - алюминий,  53 - медь; проводимость;

        В;

 мм².

Расчет трехфазного тока КЗ ВН

 

         

Рис. 5.1. Схема замещения

 

Для расчета возьмем некоторые  данные. Система: =160МВА-мощность тока КЗ; -4 км – длина кабельной линии; =0,095 Ом/км и       =1,95 Ом/км - удельные сопротивления кабеля. Трансформатор:                ТМ-160/10/0,4; МВА – базисная мощность;

 

                                          I_б1= _,                                                      (5.1)

I_б1= =9,25 кА

Рассчитаем реактивное сопротивление (X^*_с) системы по формуле  [1, с.58]:

 

 

                                         X^*_с = ,                                            (5.2)

X^*_с = =1

Определим активное (R^*_L) и реактивное (X^*_L) сопротивление линии l по формулам [1, с.59]:

 

                                                 X^*_L= x₀·l· ,                                         (5.3)

                                                  R^*_L = r₀·l· ,                                        (5.4)

X^*_L = 0,095·4·0,5· =0,304

R^*_L = 1,95·4·0,5· =6,24

Определим активное (R^*_Σ1), реактивное (X^*_Σ1) и полное (Z^*_Σ1) суммарное сопротивление точки К1 по формулам [1, с.59]:

 

X^*_Σ1= X^*_с + X^*_L,                                          (5.5)

R^*_Σ1= R^*_L,                                             (5.6)

Z^*_Σ1=_{,                                        (5}.7)

X^*_Σ1= 1+ 0,304 =1,304

R^*_Σ1= 6,24

Z^*_Σ1= =6,38

 

Определим токи точки К1 по формуле [1, с.59]:

 

I_∞1=I_no1= ,                                     (5.8)

I_∞1=I_no1= =1,45 кА

Определим ударный ток по формуле [1, с.60]:

 

I_уд=Ку·· I_no,                                          (5.9)

где Ку=1,8 – ударный коэффициент при КЗ в сетях ВН;

 

I_уд1=1,8·· 1,45=3,68 кА

Определим мощности трёхфазного КЗ точки К1 по формуле [3, с.59]:

 

S_∞1=S_no1= ,                                                   (5.10)

S_∞1=S_no1= =25,08 МВА

 

 

 

Расчёт  токов КЗ НН и проверка элементов схемы электроснабжения

 

Короткое замыкание – это  случайное или преднамеренное электрическое  соединение различных точек электроустановок между собой или «землёй», при  котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают и намного превышают  токи нормального режима.

Для расчётов токов короткого замыкания  составляется расчётная схема или  задаётся, то есть упрощённая однолинейная схема электроснабжения, в которой  учитываются все источники питания, трансформаторы, линии, реакторы. По расчётной  схеме составляется схема замещения. Все элементы расчётной схемы  представлены в виде сопротивлений  и на схеме замещения указываются  расчётные точки короткого замыкания. Для генераторов, трансформаторов, линий учитывается только индуктивное  сопротивление.

 

Составляем расчетную схему (рис. 6.1), схему замещения (рис. 6.2) и пронумеровываем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

 

Рис. 6.1. Типовая расчётная схема на примере запитки ЭП №19.

 

Рис. 6.2. Типовая схема замещения запитки ЭП.

Для определения токов КЗ используется следующие соотношения: