2.9 Выбор защитных аппаратов в сети 0,4 кВ

Автоматы выбираются по номинальному и максимальному току. Из-за перегрузок электроприёмников,а так же при однофазных и меж­фазных коротких замыканий, электроприёмники, и участки сети защищаются за­щитными аппаратами: плавкими предохранителями, автоматическими выключа­телями и магнитными пускателями. Для выбора аппаратов защиты нужно знать ток в линии, тип и число фаз.

Комплектные трансформаторные подстанции транспортируются к месту ус­тановки узлами и блоками, состоящие из шкафов с встроенными в них аппарата­ми, устройствами защиты и автоматики, поэтому выбор этих автоматов не произ­водится, а выбираются токи расцепителей.

Автоматы выбираются согласно условиям

U_н.а≥U_с, В (30)

I_н.а≥I_н.р, А (31)

где I_н.а - номинальный ток автомата, А;

I_н.р - номинальный ток расцепителя, А;

U_н.а- номинальное напряжение автомата, В;

U_с - напряжение сети, В.

В вводном шкафе НН установлен автомат QF1 А3744С

I_н.а=400 А.

Определяется ток в линии QF1 по формуле

, А, (32)

где S_тр - номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

U_ср- номинальное напряжение, кВ.

=362,32 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию

I_н.р≥1,1∙I_м, А, (33)

где I_м - максимальный ток в линии, А.

I_н.р≥1,1∙362,22=398,55 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

I_н.р=400А;

400 А ≥ 398,55 А;

400 А ≥ 400 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3744С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле

, А, (34)

где η - коэффициент полезного действия электродвигателя,

отн.ед.

=39,47 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле

I_п.нб=К_п∙I_н.нб., А, (35)

где К_п - кратность пускового тока, отн.ед.

Принимается К_п=6,5 для асинхронных двигателей.

I_п.нб=6,5∙39,47=256,56 А.

Определяется пиковый ток по формуле

I_пик.=К_п.нб+I_м-I_н.нб, А. (36)

I_пик.=256,56+362,32-39,47=579,41 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле

I_о≥1,25∙I_пик, А, (37)

I_о≥1,25∙579,41=724,26 А.

Определяется кратность отсечки по формуле

К_о= (38)

К_о==1,81.

Принимается К_о=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF2 для питания резервной линии, А3732С

I_н.а=400 А.

Определяется ток резервной линии по таблице (1)

I_рез=255,22 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию (33)

I_н.р≥1,1∙255,22=280,74 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

I_н.р=400А;

400 А ≥ 280,74 А;

400 А ≥400 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3732С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (34)

=39,47 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (35)

I_п.нб=6,5∙39,47=256,56 А.

Определяется пиковый ток по формуле (36)

I_пик.=256,56+250,13-39,47=467,22 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле (37)

I_о≥1,25∙467,22=584,03 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==1,46.

Принимается К_о=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF3 для питания дополнительной нагрузки, А3722С

I_н.а=250 А.

Определяется ток дополнительной нагрузки по таблице (1)

I_{доп.нагрузка}=101,1 А.

Для линии без электродвигателей ток расцепителя автомата выбирается по условию

I_н.р≥I_м, А. (39)

I_н.р≥92,62 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

I_н.р=250А;

250 А ≥ 92,62 А;

250 А ≥ 250 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3722С подходит.

Для линии без электродвигателей ток отсечки выбирается по условию

I_о≥I_м, А. (40)

I_о≥92,62 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==0,37.

Принимается К_о=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF4 для питания ЯУ5115, А3716С

I_н.а=160 А.

Определяется ток на ЯУ по таблице (1)

I_РП-1=9,78 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию (33)

I_н.р≥1,1∙9,78 =10,76 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/6/]

I_н.р=16 А;

16 А ≥ 10,76 А;

160 А ≥16 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (34)

=9,57 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (35)

I_п.нб=6,5∙9,57=62,21 А.

Определяется пиковый ток по формуле (36)

I_пик.=62,21+9,78-9,57=62,42 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле (37)

I_о≥1,25∙62,42=78,03 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==4,3.

Принимается К_о=5 [по табл. 16/12/].

Автомат QF5 для питания ШРА-1 и ШРА-2, А3716С

I_н.а=160 А.

Определяется ток на линии путем суммирования

I_м=I_мШРА-1 + I_мШРА-2

где I_мШРА-1 ,I_мШРА-2 - максимальные расчетные токи по таблице (1)

I_м=25,86+47,1=72,96 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию (33)

I_н.р≥1,1∙72,96 =80,26 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

I_н.р=100 А;

100 А ≥ 80,26 А;

160 А ≥100 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (34)

=20 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (35)

I_п.нб=6,5∙20=130 А.

Определяется пиковый ток по формуле (36)

I_пик.=130+82,59-20=192,59 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле (37)

I_о≥1,25∙192,59=240,74 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==2,41.

Принимается К_о=3 [по табл. 16/12/].

Автомат QF7 для питания КУ, А3716С

I_н.а=160 А.

Определяется ток на линии [по табл.1.1/3/]

I_м=96,8 А.

Для линии без электродвигателей ток расцепителя автомата выбирается по условию (39)

I_н.р≥96,8 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

I_н.р=100А;

100 А ≥ 96,8 А;

160 А ≥ 100 А.

Условия (32),(39) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==0,97.

Принимается К_о=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF8 для питания ЩО, А3716Б

I_н.а=160 А.

Определяется ток на линии по таблице(1)

I_м=53,42 А.

Для линии без электродвигателей ток расцепителя автомата выбирается по условию (39)

I_н.р≥53,42 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

I_н.р=3 А;

63 А ≥ 53,42 А;

160 А ≥ 63 А.

Условия (31),(39) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Для линии без электродвигателей ток отсечки выбирается по условию (40)

I_о≥53,62 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==0,9.

Принимается К_о=2 [по табл. 16/12/].

Автоматы QF20-25 для прессов эксцентриковых типа КА - 213 с паспортными данными Р_н=2,8 кВт, η=0,9, cosφ=0,65.

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=7,18 А.

Для линии с одним электродвигателем ток расцепителя автомата выбирается по условию

I_н.р ≥1,25∙_.I_м (41)

I_н.р≥1,25∙7,18 =8,98 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/8/]

I_н.р=10 А;

10 А ≥ 8,98 А;

100 А ≥10 А.

Условия (31),(41) соблюдаются, выбирается автомат ВА 51-31 [по табл. А6/8/].

Определяется пусковой ток электроприемника по формуле (35)

I_п.нб=6,5∙7,18=46,67 А.

Для линии с одним электродвигателем ток отсечки определяется по формуле

I_о≥1,2∙I_п.нб, А (42)

I_о≥1,2∙46,67=56,01 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==5,6.

Принимается К_о=7 [по табл. А6/8/].

Автоматы QF26-30 для прессов кривошипных типа КА - 240 с паспортными данными Р_н=4 кВт, η=0,9, cosφ=0,65.

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=10,26 А.

Для линии с одним электродвигателем ток расцепителя автомата выбирается по условию (41)

I_н.р≥1,25∙10,26 =12,83 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/8/]

I_н.р=20 А;

20 А ≥ 12,83 А;

25 А ≥ 16 А.

Условия (31),(41) соблюдаются, выбирается автомат ВА 51-31 [по табл. А6/8/]

Определяется пусковой ток электроприемника по формуле (35)

I_п.нб=6,5∙10,26=66,69 А.

Для линии с одним электродвигателем ток отсечки определяется по формуле (42)

I_о≥1,2∙66,69=80,03 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==4,01.

Принимается К_о=7 [по табл. А6/8/].

Автоматы QF31-33 для вертикально - сверлильных станков типа 2А - 125 с паспортными данными Р_н=4,2 кВт, η=0,9, cosφ=0,5.

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=14 А.

Для линии с одним электродвигателем ток расцепителя автомата выбирается по условию (41)

I_н.р≥1,25∙14 =17,5 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/8/]

I_н.р=20 А;

20 А ≥ 17,5 А;

100 А ≥ 20 А.

Условия (31),(41) соблюдаются, выбирается автомат ВА 51-31 [по табл. А6/8/].

Определяется пусковой ток электроприемника по формуле (35)

I_п.нб=6,5∙14=91 А.

Для линии с одним электродвигателем ток отсечки определяется по формуле (42)

I_о≥1,2∙91=109,2 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

К_о==5,46.

Принимается К_о=7 [по табл. А6/8/].

Автоматические выключатели бля электроприемников питаю­щихся от РП-1, ШРА-1 и ШРА-2 рассчитываются и выбираются анало­гично, результаты занесены в таблицу 2-Свобная ведомость аппара­тов защиты и кабельных изделий.

2.10 Выбор марки и сечения кабелей питающей и распределительной сети

Провода и кабели выбираются по номинальному и максимальному току. Выбор кабелей в сетях 0,4 кВ осуществляется по нагреву, проверяется на от­ключающую способность автомата и потери напряжения.

При определении числа проводов, прокладываемых в одной трубе(или жил многожильного проводника), нулевой рабочий проводник четырехпроводной сис­темы трехфазного тока, а так же заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.

Выбирается кабель от ГПП до ТП напряжением 10 кВ по формуле

S_ЭК=,мм², (43)

где S_ЭК - экономическое сечение кабеля, мм²;

I_М.Р - максимальный расчетный ток, А;

J_ЭК - экономическая плотность тока, для алюминия

J_ЭК=1,1 А/мм² [по табл. /6/].

Для трехфазной сети максимальный расчетный ток определяется по формуле

,А, (44)

где S_н.Тр - мощность трансформатора, кВ∙А;

U_н - номинальное напряжение, кВ;

n - количество трансформаторов, шт.

=14,45 А.

По экономической плотности тока определяется расчетное сечение кабелей по формуле (43)

S_ЭК==13,14 мм².

Выбирается силовой кабель на напряжение 10 кВ, марки АСБ с сечением: АСБ 3x16 мм² с I_д.д=75 А [по табл. 12.23 /2/].

Выбранный кабель проверяется по условию

I_д.д≥I_М.Р. (45)

75А ≥ 14,45А.

Условие выполняется.

Сечение кабеля проверяется с учетом перегрузки по формуле

I_р=, А. (46)

I_р==18,79 А.

Кабель по нагреву проходит так как соблюдается условие

I_д.д≥I_р. (47)

75 А ≥ 18,79 А.

Выбор сечения резервного кабеля

Определяется максимальный ток на шинопроводе НН 0,4 кВ по таблице (1)

I_м =255,22 А.

Выбирается кабель АВВГ 4х120 мм², с I_д.д=295 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле

I_р=I_д.д∙К_n1∙ К_n2, А, (48)

где К_n1 - коэффициент температурного значения, принимается

К_n1=1,04[по табл. 12.10 / 2 /];

К_n2 - коэффициент пересчета трехжильного кабеля на

четырехжильный, принимается К_n2=0,92.

I_р=295∙1,04∙0,92=282,26 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

282,26 А ≥ 254,3 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Выбирается кабель от ТП до дополнительной нагрузки, Р_н=54,6 кВт

Определяется максимальный ток по таблице (1)

I_м= 101,1 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x50 мм², с I_д.д.=110 А [по табл. 12.14 /2/]

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=110∙1,04∙0,92=105,25 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

105,25 А ≥ 101,1 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Выбирается кабель от РП — 1 до ящика управления, к которому соединены два вентилятора, Р_н=4,5 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=19,51 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x4 мм², с I_д.д.=38 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=38∙1,04∙0,92=36,36 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

36,36 А ≥ 19,15 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию

I_р≥I_н.р., (49)

36,36 A ≥ 25 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ящика управления до вентилятора, Р_н=4,5 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=9,38 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм², с I_д.д.=29 А. [по табл. 12.10 /2/]

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=29∙1,04∙0,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А ≥ 9,38 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A ≥ 25 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ТП до РП-1

Определяется максимальный ток по таблице (1)

I_м =68,59 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x16 мм², с I_д.д.=90 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=90∙1,04∙0,92=86,11 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

86,11 А ≥ 68,59 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

86,11 A ≥ 80 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от РП-1 до преобразователя сварочного типа ПСО-300, Р_н=13 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=61,9 А.

Определяется табличный ток кабеля АВВГ

I_табл =90 А.

Выбирается кабель АВВГ 3x16мм², с I_д.д.=90 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет кабеля учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=90∙1,04=93,6 А.

Для однофазных электроприёмников коэффициент перерасчета на четырехжильный кабель 0,92 не используется, так как используется трехжильный кабель.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

93,6 А ≥ 61,9 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

93,6 A ≥ 80 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от РП-1 до электроточила наждачного, Р_н=2 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=6,67 А.

Выбирается кабель АВВГ 3x2,5мм², с I_д.д.=29 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет кабеля учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=29∙1,04=30,16 А.

Для однофазных электроприёмников коэффициент перерасчета на четырехжильный кабель 0,92 не используется, так как используется трехжильный кабель.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

30,16 А ≥ 6,67 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (46)

30,16 A ≥ 10 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от РП-1 до вибросита, Р_н=0,7 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=2,33 А.

Выбирается кабель АВВГ 3x2,5мм², с I_д.д.=29 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет кабеля учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=29∙1,04=30,16 А.

Для однофазных электроприёмников коэффициент перерасчета на четырехжильный кабель 0,92 не используется, так как используется трехжильный кабель.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

30,16 А ≥ 2,33 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

30,16 A ≥ 6,3 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ТП до ШРА-3

Определяется максимальный ток по таблице (1)

I_м =25,86 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x70 мм², с I_д.д.=140 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=140∙1,04∙0,92=133,95 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

133,95 А ≥ 25,86 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

133,95 A ≥ 100 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается распределительный шинопровод ШРА-3

Определяется максимальный ток по таблице (1)

I_м =25,86 А.

Выбирается шинопровод марки ШРА 4-250-44-УЗ, с I_н=250 А с сечением 35x5 мм² [по табл. 12.14 /2/].

Шинопровод проверяется по условию (47)

250 А ≥ 25,86 А.

Условие выполняется, шинопровод выбран правильно.

Выбирается кабель от ШРА-3 до пресса эксцентрикового типа КА-213, Р_н=2,8 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=7,18 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм², с I_д.д.=29 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=92∙1,04∙0,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А ≥ 7,18 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A ≥ 10 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ШРА-3 до пресса кривошипного типа КА-240, Р_н=4 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=10,26 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм², с I_д.д.=29 А[по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=29∙1,04∙0,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А ≥ 10,26 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A ≥ 20 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ШРА-3 до вертикально-сверлильного станка типа 2А- 125, Р_н=4,2 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=14 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм², с I_д.д.=29 А[по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=29∙1,04∙0,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А ≥ 14 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A ≥ 20 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ТП до КУ

Определяется максимальный ток по таблице (1)

I_м =96,8 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x50 мм², с I_дд.=110 А[по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырех­жильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

I_р=110∙1,04∙0,92=105,25 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

105,25 А ≥ 96,8 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

105,25 A ≥ 160 А.

Условие не выполняется, кабель выбирается на ступень выше.

Расчет, выбор и проверка кабелей для остальных электропри­емников производится аналогично, полученные результаты занесены в таблицу 2 - Сводная ведомость аппаратов защиты и кабельных изде­лий.

Для расчета потерь составляется упрощенная однолинейная схема самого блинного участка до потребителя.

Производится проверка сети на потерю напряжения сопоставлением расчет­ной величины потери напряжения к допустимой

, (50)

где - допустимая потеря напряжения, которая

зависит от мощности трансформатора,

коэффициента использования активной мощности

и коэффициента загрузки трансформатора, =5,2 % [по табл. 12.45. /2/];

- расчетное падение напряжение на участке.

Рисунок 3 - Схема расчета потерь напряжения

Рассчитывается падение напряжения на участке А-Б по формуле

,%, (51)

где - максимальный ток на участке А-Б, А;

- длина от цеховой подстанции до

распределительного шинопровода, км;

- коэффициенты мощности трансформатора;

r₀ - активное сопротивление кабеля АВВГ 4x70 мм².

Принимается r₀=0,329 мОм/км. [по табл. 1.9.5./6/];

x₀ - индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 4x70 мм².

Принимается х₀=0,0602 мОм/км. [по табл.1.9.5./6/].

=0,27%.

Падение напряжения на участке Б-В определяется по формуле (48)

=0,26%.

Определяется падение напряжения на участке В-Г по формуле

,В, (52)

где Р_max - мощность двигателя кВт;

- длина кабеля от распределительного шинопровода до

автомата гайкона­резного, км;

C - коэффициент учитывающий конструктивное

исполнение сети. Для трехфазной сети с нулем с

алюминиевыми проводниками, С=44 [по табл. 12.46 /2/];

- сечение жил кабеля, мм².

=0,0005%.

Расчетное падение напряжения определяется по формуле

=++,% (53)

=0,27+0,26+0,0005=0,53%.

Определяется расчетное падение напряжения в процентном соот­ношение, по формуле

%=,% (54)

%==0,14 %.

Кабель проверяется по условию (50)

0,14 % ≤ 5,2 %.

Условие выполняется, следовательно, кабель выбран правильно.

Проверка производиться по условию

I_к.з. ≥ 3·I_н.р., (55)

Ток короткого замыкания определяется по формуле

I_к.з.= , А, (56)

где U_ф - фазное напряжение, кВ;

Z_тр-сопротивление трансформатора,мОм;[по табл. 1.9.1 /6/];

Z_n.ф-0 - сопротивление петли фаза-ноль, мОм.

Сопротивление петли фаза-ноль определяется по формуле

Z_n.ф-0=Z_уд·L, мОм, (57)

где Z_уд - принимается Z_yд=7,45 мОм/м [по табл. 7. /1/];

L - длина кабеля от шинопровода до пресса кривошипного

типа КА-240, м.

Z_n.ф-0=7,45·7,45=99,1 мОм.

Ток короткого замыкания определяется по формуле (56)

I_к.з.= =1,72 кА.

Выбранный автомат проверяется по условию (55)

1,72 кА ≥ 0,06 кА;

Условие выполняется.

Все дальнейшие расчеты аналогичны, полученные результаты заносятся в таблицу.

2.11 Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называется непосредственное соединение между лю­быми точками разных фаз, фазы и нулевого провода и нулевого провода или фазы с землей, непредусмотренное нормальными условиями работами установки.

Ниже перечислены основные виды коротких замыканий в электрических системах:

- трехфазное КЗ, при котором все три фазы замыкаются между собой в одной точке;

- двухфазное КЗ, при котором происходит замыкание двух фаз между собой;

- двухфазное КЗ на землю, при котором замыкание двух фаз между собой со­провождается замыканием точки повреждения на землю (в системах с заземлен­ными нейтралями);

- однофазное КЗ, при котором происходит замыкание в одной из фаз на нуле­вой провод или на землю.

Для расчетов токов короткого замыкания составляется расчетная схема - уп­рощенная однолинейная схема электроустановки в которой учитывается все

источники питания (генераторы, синхронные компенсаторы), трансформаторы реакторы, воздушные и кабельные линии.

Ток короткого замыкания ля токоведущих частей и аппаратов рассчитывает­ся при нормальных режимах работы: параллельное включение всех источников тока или раздельная работа секционного включателя. Возможны ремонтные ре­жимы, отключение генераторов, линий в расчете токов короткого замыкания не учитывается. По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой учи­тывается сопротивление всех элементов и отмечаются все точки для расчетов тока короткого замыкания. Генераторы, трансформаторы большей мощности, воздуш­ные линии реакторы обычно представляются в схеме замещения их индуктивны­ми сопротивлениями, так как активное сопротивление во много раз меньше ин­дуктивного. Кабельные линии 6-10 кВ, трансформаторы меньше 1600 кВ-А в схе­ме замещения предоставляются индуктивными и активными сопротивлениями.

Все сопротивления считаются двумя способами:

1. В именованных единицах, Омах;

2. В относительных единицах.

Для расчета токов короткого замыкания, заменяются все приемники системы активными и реактивными сопротивлениями [ по табл. 1.9.5. /6/ ] и составляется схема замещения.

Расчет тока КЗ в точке К1

Составляется схема замещения для первого участка короткого замыкания.

Для расчета тока короткого замыкания в точке К1 принимается S_б = IOOO мВ ·А

Рисунок 4 - Схема замещения до тоски К1

Для ВЛ свыше 35 кВ активное сопротивление не учитывается.

Определяем индуктивное сопротивление по формуле

х₁=х_с ·,мОм. (58)

х₁=1,3·=1,53 мОм.

Определяем индуктивное сопротивление высоковольтной воздушной линии по формуле

х₂ = х₃ = х₄ =х₀·l, мОм, (59)

где х₀ - индуктивное сопротивление линии, оМ;

l - длина линии, км;

U_ср - среднее номинальное напряжение той ступени, где

проводится расчет токов короткого замыкания, кВ.

х₂ = х₃ = х₄ = 0,4·5·=0,15 мОм.

Преобразуется данная схема на другую схему замещения, так как они под­ключены параллельно.

Определяем сопротивление всех трех сечений по формуле

х₅ = , мОм, (60)

где п - количество линии, шт.

х₅ = =0,05 мОм.

Рисунок 5 - Упрощенная схема замещения

Определяется базовый ток по формуле

I_б.К1=,кА (61)

I_б.К1==5,03 кА.

Результирующее сопротивление определяется по формуле

х_р.к1 =х₁ +х₅, мОм. (62)

х_р.к1 =1,53+0,05=1,58 мОм.

Определяется начальная периодическая составляющая тока короткого замы­кания по формуле

I_по = ,кА (63)

I_по = =3,18 кА.

Ударный ток рассчитывается по формуле

i_уд = ,кА (64)

где К_у - ударный коэффициент тока короткого замыкания

принимается К_у 1,8>6 кВ, К_у 1<6 кВ.

i_уд ==8,07 кА.

Расчет КЗ в точке К2

Рисунок 6 - Схема замещения до точки К2

Для расчета точки К2 необходимо найти сопротивления обмоток трансфор­матора ТДТН 6300/110 высокой стороны х_в, и низкой стороны х_н.

Определяется сопротивление обмоток трансформатора на высокой стороне по формуле

х₆=,мОм. (65)

х₆==17,06 мОм.

Определяется сопротивление обмоток трансформатора на низкой стороне по формуле

х₇=, мОм. (66)

х₇==9,92 мОм.

Сопротивление х₆ не определяется так как рассматривается короткое замыка­ние на выходе обмоток низкого напряжения.

Определяется общее индуктивное сопротивление до точки К2, по формуле

х_резК2 = х_резК1 + х₆ + х₇, мОм (67)

х_резК2 = 1,58+16,67+10,32=28,57

Базовый ток короткого замыкания точки К2 определяется по формуле (61)

I_б.К2==52,6 кА.

Периодический ток точки К2 определяется по формуле (63)

I_по = =1,84 кА.

Определяется ударный ток по формуле (64)

i_уд ==4,7 кА.

Расчет тока короткого замыкания в точке КЗ.

Рисунок 7 - Схема замещения до точки КЗ

Определяется индуктивное сопротивление кабеля по формуле

х_к= х₀·l·,мОм. (68)

х_к= 0,068·1,5·=0,84 мОм.

Определяется активное сопротивление по формуле

r_к= r_о·l·, мОм. (69)

r_к= 1,95·1,5·=24,16 мОм.

Определяется полное индуктивное сопротивление по форму­ле (58)

х_рез.КЗ =28,56 + 0,84 = 29,4 мОм.

Результирующее сопротивление определяется по формуле

Z_р._K3=,мОм (70)

Z_р._K3==38,05 мОм.

Базовый ток определяется по формуле (61)

I_б.Кз==52,6 кА.

Определяется периодическая составляющая тока короткого замыкания по формуле (63)

I_по.КЗ = =1,8 кА.

Определяется ударный ток в точке КЗ по формуле (64)

i_уд ==4,57 кА.

Расчет тока короткого замыкания в точке К4

Индуктивное и активное сопротивление обмоток трансформатора ТМЗ 250- 10/0,4 определяется [по табл 1.9.1 /6/]

r_тр=9,4 мОм;

x_тр=27,2 мОм.

Рисунок 8 - Схема замещения до точки К4

Сопротивление токов обмоток автоматического выключателя QF1, А3744Б определяется [по табл. 1.9.3/6/]

х_а=0,17 мОм;

r_а=0,15 мОм;

r_пер.а=0,4 мОм.

Определяется полное индуктивное сопротивление по формуле

х_р.К4= x_тр+ х_а, мОм . (71)

х_р.К4=37,2 + 0,17 = 27,37 мОм.

Определяется полное активное сопротивление по формуле

r_рез.К4= r_тр+ r_а+ r_пер.а, мОм (72)

r_рез.К4=9,4+0,15+0,4=9,95 мОм.

Результатирующее сопротивление определяется по формуле (70)

Z_р._K3==29,12 мОм.

Определяется периодическое сопротивление тока короткого замыка­ния по формуле

I_по = ,кА (73)

I_по = =7,94 кА.

Определяется ударный ток по формуле (64)

Ударный коэффициент определяется отношением х и r. Для данного случая

К_у=1.

I_уд=1,41·1·7,94=11,2 кА.

Расчет тока короткого замыкания в точке К5

Рисунок 9 - Схема замещения в точке К5

Сопротивление обмоток автоматического выключателя А3712Б

х_а=0,5 мОм;

r_а=0,4 мОм;

r_пер.а=0,6 мОм.

Активное и индуктивное сопротивление кабелей и шинопровода определяется по формулам

r=r·l, (74)

х= r·1, (75)

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 4x95 мм² определяется [по табл.1.9.5 /6/]

r_к=0,447 мОм/м;

х_к=0,0612 мОм/м.

Рассчитывается активное и индуктивное сопротивление кабеля по формулам (74),(75)

r_к=0,447·34,2=15,29 мОм/м;

х_к=0,0612·34,2=2,09 мОм/м.

Сопротивление шинопровода ШРА4-250-44-УЗ определяется [по табл. 1.9.7/6/]

r_ш=0,21 мОм/м;

х_ш=0,21 мОм/м.

Определяется активное и индуктивное сопротивление шинопровода по формуле (74),(75)

r_ш=0,21·34,5=7,25 мОм/м;

х_ш=0,21·34,5=7,25 мОм/м.

Сопротивление обмоток автоматического выключателя ВА 51-31 определя­ется [по табл. 1.9.3 /6/]

х_а=1,2 мОм;

r_а=1,3 мОм;

r_пер.а=0,75 мОм.

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 4x2,5 мм², определяется [по табл.1.9.5 /6/]

Рассчитывается активное и индуктивное сопротивление кабеля по формулам (74),(75)

r_к=12,5 ·13,3=166,25 мОм/м;

х_к=0,104·13,3=1,38 мОм/м.

Результирующее сопротивление определяется по формулам

х_р=х_а+х_каб+х_каб+х_ш+х_а+х_каб, мОм (76)

х_р=0,5+2,09+1,2+7,25+1,38=12,42 мОм.

r_р⁼r_а+r_па+r_к+r_ш+r_а+r_п.а+r_каб, мОм (77)

r_р=0,4+0,6+15,29+7,25+1,3+0,75+166,25=191,24 мОм.

Определяется результирующие сопротивление точки К5 по фор­муле (70)

Z_рез.КК==192,24 мОм.

Ударный ток, начальная периодическая составляющая тока КЗ определяется по формуле (73)

I_по = =1,2 кА.

Определяется ударный ток по формуле (61)

i_уд ==1,69 кА.

2.12 Проверка электрооборудования и кабелей к току короткого замыкания

Проверка оборудования и кабелей в сетях до и выше 1000В производится пу­тем сравнения расчетных и справочных данных.

Проверка шкафа высокого напряжения (УВН) ведется по точке короткого за­мыкания К2.

Для проверки применяются следующие формулы:

I_н.тр=, А, (78)

где I_н.тр - ток трансформатора, А;

S_н.тр - номинальная полная мощность трансформатора,кВ·А;

U_н - номинальное напряжение, кВ.

I_н.тр==14,45 А.

Максимальный расчетный ток ввода U>1000 В определяется по фор­муле

I_мах=I_н.тр·К, А, (79)

где I_н.тр - номинальный ток трансформатора на ВН, А;

К - коэффициент соотношения, показывающий во сколько

раз максимальный ток I_мах, А, превышает номинальный

ток трансформатора.

I_мах=14,45·1,3=18,8 А.

Тепловой импульс тока короткого замыкания определяется по фор­муле

_к=I²_по·(t₃+t_о.в+Т_а), кА² ·с, (80)

где _к - тепловой импульс, кА;

I_по - переолическая составляющая тока короткого

замыкания, кА;

t₃ - выдержка времени максимальной токовой защиты,

секунд, принимается t₃=0,5 секунд;

t_о.в - время отключения выключателя, секунд, принимается

t_о.в ⁼0,1 секунд;

Т_а - постоянная времени затухания, секунд, принимается

Т_а⁼0,05 секунд.

_к =1,84²·(0,5+0,1 +0,05)=2,21 кА²·с.

Проверка шкафа низкого напряжения (РУНН) ведется по точке короткого за­мыкания К2;

Максимальный ток принимается из таблице (1)

I_мах=250,88 А.

Тепловой импульс тока короткого замыкания определяется по фор­муле (77)

_к =7,94²·(0,5+0,1+0,05)=40,98 А.

Полученные результаты расчетов заносим в таблицу 5 и 6.

Таблица 5 - Шкаф ввода > 1000 (УВН)

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
Uн.уст≤Uн	10 кВ	10 кВ
Imax≤Iна	14,45 А	200 А
Iy≤ia	4,7 кА	30 кА
Вк≤ Iна·tтерм	2,21 кА2 ·с	900 кА2 ·с

Таблица 6 - Шкаф ввода ≤ 1000 (РУНН)

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
Uн.уст≤Uн	0,38 кВ	0,4 кВ
Imax≤Iна	250,88 А	630 А
Iy≤ia	7,94 кА	10 кА
Вк≤ Iна·tтерм	40,98 кА2 ·с	100 кА2 ·с

Проверка питающего кабеля на термическую стойкость по формуле

S_min=, мм² (81)

где S_min -номинальное сечение кабеля, мм ;

С_т -коэффициент зависящий от допустимой температуры

при коротком за­мыкании и материала проводника, С_т=85.

S_min==17,49 мм².

Выбранное оборудование и кабель АСБ 3x16 мм , с I_д.д = 95 А, не подходит для применения в данной схеме. Выбирается кабель на ступень выше АСБ 3x25 мм², с I_д.д = 120 А.