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 (40)

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 6 - 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 7 - 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 8 - 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 9 - 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 10 - 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 11 - 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 3 - 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 4 - 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.

3 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА

3.1 Основные требования к искусственному электрическому освещению

Для освещения помещений, как правило, следует предусматривать газораз­рядные лампы низкого и высокого давления. В случае необходимости допускает­ся использование ламп накаливания. Источники света выбирают с учетом реко­мендации СНиП 11-4-79.

Для искусственного освещения нормируемый параметр - освещенность. По СНиП 11-4-79 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих по­верхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Нормами установлена наименьшая освещенность, при которой обеспечивает­ся выполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерно­сти освещения источниками общего и местного освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наимень­ший отрезок времени. Для ослабления слепящего воздействия открытых источни­ков света и освещаемых поверхностей чрезмерной яркостью (блёсткостью), нор­мами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеивающей поверхности.

Нормы освещенности для ламп накаливания меньше, чем для газоразрядных ламп, их следует снижать по шкале освещенности согласно СНиП 11-4-79.

Для освещения производственных помещений следует применять систему комбинированного или только общего освещения. В данном курсовом проекте применяется только общее освещение.

Для питания светильников общего освещения разрешается применять напря­жение не выше 380/220 В переменного тока - при заземленной нейтрали, не выше 220 В переменного тока, при изолированной нейтрали и 220 В постоянного тока. Для питания специальных ламп ( тепловых, ДРЛ, ДРИ, натриевых, рассчитанных на напряжение 380 В) и пускорегулирующих устройств для газоразрядных ламп, имеющих специальные схемы ( например, трехфазные, с последовательным соединением ламп ) допускается использование напряжения выше 220 В, но не выше 380 В, в том числе фазное напряжение системы 660/380 В с заземленной нейтралью при соблюдении определенных условий.