- •Содержание
- •Введение
- •1 Определение электрических нагрузок
- •1.1 Выбор мощности оборудования и его параметров
- •1.2 Определение расчетных нагрузок по цехам
- •2 Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности
- •2.1 Выбор цеховых трансформаторов
- •2.2 Расчет компенсации реактивной мощности
- •2.3 Определение нагрузок на шинах 10 кВ рп
- •2.4 Определение целесообразности дополнительной установки бнк
- •3 Посторение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок
- •4 Разработка схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1кВ
- •5 Расчет токов короткого замыкания
- •6 Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1кВ
- •6.1 Выбор сборных шин
- •6.2 Выбор электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ
- •7 Электрические измерения и учет электроэнергии
- •Литература
5 Расчет токов короткого замыкания
Токи короткого замыкания необходимо рассчитывать для того, чтобы:
- выбрать аппараты релейной защиты;
- проверить устойчивость элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ;
- выбрать электрические аппараты.
Произведём расчёт токов КЗ. Расчетным видом КЗ является трехфазное, как наиболее тяжелый режим. Для вычисления токов КЗ составляем схему замещения.
Рисунок 5.1 – Схема замещения сети в режиме КЗ.
Зададимся базисными условиями :
Сопротивление системы :
(5.1)
.
Сопротивление трансформатора:
, (5.2)
,
где -напряжение короткого замыкания трансформатора.
Сопротивление кабельной линии:
, (5.3)
-удельное индуктивное сопротивление ( 1, таблица П2)
(5.4)
-удельное активное сопротивление ( 1, таблица П2)
Определим базисный ток:
, (5.5)
.
Ток короткого замыкания можно определить по выражению
, (5.6)
Ударный ток определяем по выражению :
, (5.7)
где – ударный коэффициент.
Произведем расчет для точки К1 :
.
кА.
Произведем проверку выше выбранных кабелей по термической стойкости односекундным током кз по выражению:
, (5.8)
где – время отключения тока КЗ, по [1],таблица П26.
–время затухания апериодической составляющей тока КЗ():
, (5.9)
Таким образом, проверяем сечение для линии от ПС до РП :
Линия от п/ст до РП удовлетворяет условию термической стойкости.
Для остальных линий, отходящих от РП, проводим аналогичную проверку.
Рассчитаем сопротивление , по (5.13, 5.14):
Произведем расчет для точки К2 :
кА,
А.
Произведем проверку выше выбранных кабелей по термической стойкости односекундным током кз:
Линия от РП до ТП1 имеет сечение 50 мм2 не отвечает условию термической стойкости, значит примем сечение линии 70 мм2 с
Таким образом, принимаем кабель АПВВ 3х70-10.
Аналогично произведём расчёт для всех точек и проверим выбранные выше кабели по условию термической стойкости. Результаты занесём в таблицу 5.1 и таблицу 5.2.
Таблица 5.1 – Результаты расчета токов КЗ
Точка КЗ |
, А |
,А |
К1 |
7,89 |
20,08 |
К2 |
7,46 |
14,44 |
К3 |
7,33 |
18,67 |
К4 |
7,28 |
18,54 |
Таблица 5.2 Проверка кабелей по термической стойкости
Линия |
Начало линии |
Конец линии |
I1c |
|
Fпр, мм |
, А |
Л1 |
п/cт |
РП 1с |
28,2 |
10,01 |
400 |
541 |
Л2 |
п/cт |
РП 2с |
28,2 |
10,01 |
400 |
541 |
Л3 |
РП 1с |
ТП1 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л4 |
РП 1с |
ТП2 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л5 |
РП 1с |
ТП4 |
11,3 |
5,83 |
120 |
291 |
Л6 |
РП 1с |
ТП8 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л7 |
РП 2с |
ТП1 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л8 |
РП 2с |
ТП2 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л9 |
РП 2с |
ТП3 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л10 |
РП 2с |
ТП6 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л11 |
РП 2с |
ТП8 |
6,6 |
5,83 |
70 |
196 |
Л12 |
ТП4 |
ТП5 |
6,6 |
5,73 |
70 |
196 |
Л13 |
ТП6 |
ТП7 |
6,6 |
5,69 |
70 |
196 |
Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо выбрать сечение экранов. Рассчитать сечение можно по выражению:
(5.10)
где – ток двухфазного кз.
Произведём выбор сечения экрана для линии Л3:
Выбираем сечение экрана 50 мм2. Аналогично произведём выбор для всех линий. Результаты выбора сечений экранов сведём в таблицу 5.3
Таблица 5. 3 Выбор сечений экранов
Линия |
Кабель |
Iп,о |
Iк(2) |
K |
Fэ |
F принятое |
Выбранный кабель |
Л1 |
3xАПвВ 300-10 |
7,89 |
6,82 |
0,79 |
42,65 |
50 |
3xАПвВ 1х400/50-10 |
Л2 |
3xАПвВ 300-10 |
7,89 |
6,82 |
0,79 |
42,65 |
50 |
3xАПвВ 1х400/50-10 |
Л3 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л4 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л5 |
АПвВ 3х120-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х120/25-10 |
Л6 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л7 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л8 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л9 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л10 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л11 |
АПвВ 3х70-10 |
7,46 |
6,45 |
1,28 |
24,83 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л12 |
АПвВ 3х70-10 |
7,33 |
6,34 |
1,28 |
24,41 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Л13 |
АПвВ 3х70-10 |
7,28 |
6,30 |
1,28 |
24,24 |
25 |
АПвВ 3х70/25-10 |
Окончательный выбор кабелей сведем в таблицу 5.4
Таблица 5.4– Окончательный выбор кабелей
Линия |
Начало линии |
Конец линии |
Длина линии, м |
, кВА |
Марка кабеля |
, А |
Л1 |
п/cт |
РП 1с |
500 |
5824,73 |
3xАПвВ 400/50-10 |
541 |
Л2 |
п/cт |
РП 2с |
500 |
5824,73 |
3xАПвВ 400/50-10 |
541 |
Л3 |
РП 1с |
ТП1 |
121 |
1025,65 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л4 |
РП 1с |
ТП2 |
28 |
1622,62 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л5 |
РП 1с |
ТП4 |
160 |
3197,99 |
АПвВ 3х120/25-10 |
291 |
Л6 |
РП 1с |
ТП8 |
328 |
1273,24 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л7 |
РП 2с |
ТП1 |
121 |
1025,65 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л8 |
РП 2с |
ТП2 |
28 |
1622,62 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л9 |
РП 2с |
ТП3 |
75 |
1622,62 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л10 |
РП 2с |
ТП6 |
164 |
1706,89 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л11 |
РП 2с |
ТП8 |
328 |
1273,24 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л12 |
ТП4 |
ТП5 |
73 |
1599,00 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |
Л13 |
ТП6 |
ТП7 |
78 |
478,45 |
АПвВ 3х70/25-10 |
196 |