Электроснабжение сельского населенного пункта

Рассчитываем  токи трехфазного короткого замыкания.

 

Точка К₂

 

(9.9.)

 

Точка К₃

 

Сопротивление (X_сист + z_ВЛ10) приводим к напряжению 0,4 кВ, умножив его на квадрат коэффициента трансформации .

 

	(9.10.)
	(9.11.)

 

Точка К₄

 

	(9.12.)

Рассчитываем  токи двухфазных и однофазных коротких замыканий.

Для расчета  параметров защиты необходимо рассчитать ток двухфазного короткого замыкания  в точке К₂ и ток однофазного короткого замыкания в точке К₄.

 

Точка К₂

 

	(9.13.)

Точка К₄

 

	(9.14.)

Где, U_ф – фазное напряжение сети;

        Z_т⁽¹⁾ – сопротивление трансформатора при однофазном замыкании на корпус (табл.10 прил.);

        Z_п – сопротивление петли «фаза – нулевой провод» от подстанции до точки к.з.

 

Zп= Zуд*l=1,34*0,02=1,36 ом.

(9.15)

Где, Z_уд – удельное сопротивление петли «фаза-ноль»,

           l – расстояние от т.К₄  до ТП10/0,4 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Расчет и выбор аппаратов защиты  ВЛ-0,38 кВ и трансформатора  10/0,4 кВ для одной ТП.

 

        В качестве примера возьмем линию 1 ТП 1 10/0,4 кВ. Мощность ТП 100 кВА, длина линии 1 равна 0,018км, ток нагрузки на головном участке I_1-2 = 21,1А, ток однофазного короткого замыкания в конце линии 1 I_к4⁽¹⁾ = 142А, ток трехфазного короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя (т. К₃) I_к3⁽³⁾ = 2,6 кА, ток трехфазного короткого замыкания в месте установки предохранителей (т. К₂) I_к2⁽³⁾ = 558А.

 

Выбор автоматического выключателя. Номинальное напряжение автомата должно быть не менее 380В

 

U_на ≥ 380 В.

 

Номинальный ток теплового расцепителя

 

Iнт ≥ КнIрн ≥ 1,2*21,1 ≥ 25,3 А,	(10.1)

Где, К_н – коэффициент учитывающий характер нагрузки электродвигателей,

               если условия работы электродвигателей неизвестны, К_н

                принимается равным 1,2;

        I_рн – ток нагрузки, равен току на головном участке линии 1 (I_рн = I_1-2).

 

Номинальный ток электромагнитного расцепителя 

 

I_нэ ≥ I_рн  ≥ 21,1 А.

 

Проверяю по устойчивости к отключению максимальных токов короткого замыкания в месте установки автомата.

 

Iпр отк ≥ Iк3(3) ≥ 2,6 кА	(10.2)

Выбираю автомат ВА 88-32, имеющий следующие характеристики:

 

U_на =400 В,

 I_нт = 25 А,

 I_нэ = 50 А,

 I_{пр отк} = 12,5 кА.

 

Все условия  соблюдаются.

 

 

 

Выбор плавких предохранителей 10 кВ.

 

Номинальное напряжение плавкого предохранителя должно быть равно 10кВ.

U_нп = 10 кВ.

 

Выбираю номинальный ток плавкой вставки по условиям отстройки от бросков намагничивающего тока трансформатора в зависимости от его мощности. Для трансформатора ТМ мощностью 100 кВА I_пв = 16 А.

 

Проверяю по предельному отключаемому току

 

I_по ≥ I_к2⁽³⁾ ≥ 0,558 кА,

 

Где. I_по – предельное значение тока, которое может отключить

               предохранитель; 

       I_к2⁽³⁾ – ток трехфазного короткого замыкания в т. К₂.

 

Выбирал предохранитель ПКТ-10 с плавкой вставкой на 20 А.

 

Согласование по условиям селективности. По условиям селективности время перегорания плавкой вставки должно соответствовать условию

 

tв ≥ (tсз + Δt)/ kп ≥ (0,02 +0,3)/0,9 ≥ 0,36с.,	(10.3)

Где, t_в – время перегорания плавкой вставки предохранителя при к.з. на

              стороне 0,4 кВ;

        t_сз – полное время срабатывания защиты со стороны 0,4 кВ

               (для электромагнитных расцепителей автоматов t_сз = 0,02 с.);

       Δt – минимальная ступень селективности (при согласовании плавкой

               вставки с автоматом Δt = 0,3 с.;

        k_п = 0,9 – коэффициент приведения каталожного времени плавления

               плавкой вставки к времени её разогрева.

 

Для определения  t_в надо рассчитать ток на шинах 0,4 кВ (т. К₃) приведённый к напряжению 10 кВ, то есть определить какой ток будет протекать по шинам 10 кВ при к.з. на шинах 0,4 кВ.

 

	(10.4)

Где, I_к3⁽³⁾ – ток трехфазного короткого замыкания в т. К₃;

        К = 10/0,4 =25 – коэффициент трансформации трансформатора 10/0,4 кВ.

По время-токовым  характеристикам определяю время горения плавкой вставки при токе к.з. равным 104 А.

 

t_в = 0,5 с. > 0,36 с.

 

Условие выполняется.

 

Проверяем по условию термической стойкости  трансформатора к токам короткого  замыкания 

 

tв ≤ tк ≤ 5 с.,

(10.5)

 

Где, t_к = 900/к² – допустимое по условию термической стойкости время

               протекания тока к.з. в трансформаторе;

        к = I_∞/I_тн – отношение установившегося тока короткого замыкания

               к номинальному току трансформатора на стороне 10кВ,

              в данном случае I_∞ = I_к3^/ = 104 А.

 

 Определяем  номинальный ток для трансформатора  мощностью 100 кВА

 

,	(10.6)

Тогда,

                           

 

 

0,5 < 2,77 < 5. 

Условие выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Выводы

 

В курсовом проекте был рассчитан и спроектировано электроснабжение сельского населенного  пункта. При расчете использовались следующие методы нагрузки потребителей определялись по справочным таблицам, однородные нагрузки суммировались при помощи коэффициента одновременности, разнородные табличным методом определялись по справочным таблицам, место установки подстанций определялись графоаналитическим методом, линии ВЛ-0.4 кВ выполнялись проводом СИП-4 из-за множественного преимущества перед обычной ВЛ и проверялись по длительному току, механической прочности и потере напряжения, а так же на возможность пуска асинхронного двигателя. Конструкция подстанции и линии выбирались относительно недорогого исполнения для сельской местности, так же были рассчитаны токи короткого замыкания при помощи которых были подобраны аппараты защиты линии и трансформаторной подстанции. При проектировании были получены знания которые можно будет использовать при дальнейшей работе по электроснабжению сельских населенных пунктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Литература.

 

1. Правила устройства электроустановок / Минэнерго РФ. 7-е изд. , перераб. и доп. М.: ЗАО «Энергосервис», 2003.

 

2. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1990.

 

3. Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Колос, 2000.

 

4. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства / под ред. И.А.Будзко, 2-е изд. М.: Агропромиздат, 1982.

 

5. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1990.

 

6. Костюк В.И., Солуянов Л.Н., Хайкин А.Л. Проектирование сельского электроснабжения. Саратов, 1995.

 

7. Техническая  информация. Комплектные трансформаторные  подстанции киоскового типа мощностью  от 25 до 1000 кВА. ООО «Сторге».