Управление системами электроснабжения

 

;

 

выбираем четырёхжильный кабель АПВ с сечением жил 2,5мм², I_доп = 19А,

L = 10м, автомат АЕ2020 I_н = 16А, I_рас = 16 А

Выбранное сечение проверяем по потере напряжения.

 

.

  Определяем номинальные токи двигателей по формуле;

 

;                          (17)

 

;

;

;

;

.

По  номинальным токам электродвигателей  выбираем сечения проводов марки  АПРТО (одного четырёх жильного), данные заносим в таблицу.

Таблица 4 – Технические данные автоматов на 0.4кВ

кол-во	Рном,кВт	Iном,А	Iпуск,А	сosφном	ηном	S,мм2
3	55	109,4	656,4	0,85	0,9	70
8	0,18	0,38	2,66	0,8	0,9	2,5
22	1,1	2,86	20	0,65	0,9	2,5
1	160	318	1590	0,85	0,9	240
2	200	397,7	1988,5	0,85	0,9	240

Выбираем диаметры труб для прокладки кабеля. Для  четырёх жильного провода АПРТО при сечениях 2,5мм² выбираем сечение 20мм, для 70мм² – 70мм. Выбираем автоматы серии АЕ2000 с комбинированным расцепителем. Для двигателя с Р_ном = 1,1кВт выбираем автомат АЕ2020 с номинальным током теплового расцепителя I_т.р = 3,15А, что больше 2,86А. Проверим его на несрабатывание при пуске двигателя. Пусковой ток I_пуск = 20А был определён ранее. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя равен . Так как , то автомат не сработает при пуске. Здесь коэффициент запаса для автоматов серии А3700 и АЕ2000 равен 1,25. Аналогично выбираем для остальных двигателей.

Р_ном = 0,18кВт, автомат АЕ2020 I_т.р = 0,4А, ;

Р_ном = 55кВт, автомат А3715Б I_т.р = 125А, ;

Р_ном = 200кВт, автомат А-3730Б I_т.р = 400А, ;

Р_ном = 160кВт, автомат А-3730Б I_т.р = 400А, ;

По  номинальным мощностям электродвигателей  выбираем магнитные пускатели с тепловыми реле. Для двигателя с Р_ном = 55кВт и током I_ном = 109,4А выбираем пускатель защищённого исполнения типа ПАЕ-522 с тепловым реле ТРП-150. Предельная мощность включаемого двигателя 55кВт. Анологично выбираем пускатели и для остальных двигателей.

Р_ном = 1,1кВт, пускатель ПМЕ-122 с тепловым реле ТРН-8 на 4кВт;

Р_ном = 0,18кВт, пускатель ПМЕ-122 с тепловым реле ТРН-8 на 4кВт;

Р_ном = 200кВт, контакторы трёхполюсные КТВ-35 I_ном = 600А.

Р_ном = 160кВт, контакторы трёхполюсные КТВ-35 I_ном = 600А.

Определяем длину кабельных линий по допустимой потере напряжения с учётом потерь в магистральных кабелях, для 0,38кВ составляет 19В.

Длина кабеля проложенного в трубе составит для двигателя мощностью:

Р_ном =55кВт, ; берём 200м

Р_ном = 1,1кВт, ; берём 400м

Р_ном = 0,18кВт, ; берём 2000м

Р_ном = 160кВт, ; берём 250м

 

Длина кабеля проложенного в земле составит для двигателя мощностью:

 

Р_ном = 200кВт, .берём 200м

 

Где ΔU_д – допустимая потеря напряжения в кабеле, В;

γ – удельная проводимость, ;

F_к – сечение кабеля мм²;

U_ном – номинальное напряжение, В;

Р_ном – номинальная мощность двигателя, кВт.

 

2.5 Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

 

- по расчётной  схеме составим схему замещения, выбирем точки КЗ;

- рассчитем сопротивления;

- определим в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ, заполним "Сводную ведомость токов КЗ".

Схема замещения представляет собой вариант  расчётной схемы, в которой все  элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи - электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике.

Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

а) 3-фазного.кА:

 

,                              (18)

где U_к – линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_к – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) 2-фазного, кА:

 

;                      (19)

в) 1-фазного, кА:

,                             (20)

 

где U_кф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_п – полное сопротивление петли "фаза - нуль" до точки КЗ, Ом;

Z_т⁽¹⁾ – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

г) ударного, кА:

 

,                                 (21)

 

где К_у – ударный коэффициент, определяется по графику

.                               (22)     

 

д) действующего значения ударного тока, кА:

 

,                                (23)

 

где q – коэффициент действующего значения ударного тока,

 

                            ₍₂₄₎     

 

Сопротивления схем замещения определяются следующим образом.

 

1. Для силовых трансформаторов по таблице или расчётным путём из соотношений:

       ;                                  (25)

      ;                                  (26) 

       ,                                   (27)                  

 

где ∆Р_к – потери мощности КЗ, кВт;

u_к – напряжение КЗ, %;

U_нн – линейное напряжение обмотки НН, кВ;

S_т – полная мощность трансформатора, кВА;

2. Для токовых  трансформаторов по таблице 1.9.2.

3. Для коммутационных  и защитных аппаратов по таблице    1.9.3.

4. Для ступеней  распределения по таблице 1.9.4.

5. Для линий  ЭСН кабельных, воздушных и  шинопроводов из соотношений

 

; ,                              (28)

 

где r₀, х₀ – удельное активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

L_л – протяжённость линии, м.

 

Сопротивления элементов  на ВН приводятся к НН по формулам

; ,                        (29)

 

где R_нн, X_нн – сопротивления, приведённые к НН, мОм;

R_вн, X_вн – сопротивления на ВН, мОм;

U_нн, U_вн – напряжения низкое и высокое, кВ.

Алюминиевый кабель ВН длиной 320м и сечением жил 25мм²;

 

; ;

; .

   Сопротивления приводятся к НН

 

;

.

 

Для трансформатора

 

R_т = 3,1мОм, Х_т = 13,6мОм; .

Для автоматов

SF – R_SF = 0,1 мОм; x_SF = 0,1 мОм; R_uSF = 0,15 мОм;

SF1 – R_SF1 = 0,1 мОм; x_SF1 = 0,1 мОм; R_uSF1 = 0,15 мОм;

SF2 – R_SF2 = 0,15 мОм; x_SF2 = 0,17 мОм; R_uSF2 = 0,4 мОм;

Для кабельных  линий (КЛ) КЛ1:

; .

 

Так как в схеме 3 паралельных кабеля, то

 

;

; .

КЛ2: ; .

; .

Для ступеней распределения R_c1 = 15мОм, R_c2 = 20мОм

Для шинопровода ШМА 1250

r₀ = 0,034мОм/м; х₀ = 0,016 мОм/м; r_0п = 0,068мОм/м; х_0п = 0,053 мОм/м;

;

 

Упрощается  схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему

 

;

;

;

.

;

 

      Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в "Сводную ведомость"

 

; ;

;

;

;

;

;

;

;

; ; ;

Определяются  коэффициенты К_у и q

 

;

;

;

;

;

.

 

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в  Таблицу

 

;

;

;

 

;

;

;

 

Определяем силу ударного тока с учётом электродвигателей

 

Сила номинального тока двигателей

 

       ;

 

Сила ударного тока от двигателей

 

                            ₍₃₀₎

;

;

                                                                

 Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

 

;

;

 

Сила  ударного тока с учётом электродвигателей  составит

 

;

;

.

 

Таблица 5 - Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм		Kу	q		iу. кА			Zп, мОм
К1	19,95	13,8	24,26	1,46	1	1	9,53	13,44	9,53	8,25	15
К2	40,96	14,72	43,53	2,78	1	1	5,05	8,69	5,05	4,37	36,75	2
К3	67,51	30,29	74	2,23	1	1	2,97	4,71	2,97	2,57	122,1	1

 

Составляется  схема замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ и определяются сопротивления. Для кабельных линий

 

; ;

; ;

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

 

Выбираем силовой выключатель ВН ВВЭ – 10 – 630 – 10:

U_н.в = 10кВ;

I_н.в = 630А;

I_н.откл = 20кА;

I_тс = 20кА;

i_ск = 52кА;

t_тс = 3с;

t_ов = 0,055с.

Определяем  ток КЗ

 

;          (31)

                   (32)     

;         (33)   

.

 

Отключающая способность

 

;

;

.

Ток термической стойкости

.                  (34)

 

Таблица 6 - Параметры выключателя ВН

Параметры	Условные обозначения	Единицы измерений	Условия выбора	Данные выключателя		дополнительные  сведения
				расчёт.	катал.
Номинальное напряжение	Uн	кВ		6,3	10	ВВТЭ-10-400-10
номинальный ток	Iн	А		57,8	400
Ток отключения	Iн.откл	кА		9,104	20	отключающая способность
Мощность  отключения	Sн.откл	мВА		99.224	346
Амплитуда предельного ударного сквозного тока	iск	кА		12,84	52	динамическая  стойкость
Предельный  ток термической стойкости	Iтс	кА		5.256	20	термическая стойкость

 

2.6 Проверка выбранных элементов

 

Автоматы защиты, на надёжность срабатывания: