ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 214
Скачиваний: 5
СОДЕРЖАНИЕ
1 Краткая характеристика инструментального цеха
2 Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети
3 Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения
4 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и
4.1 Определение возможных вариантов
4.2 Технико-экономический расчёт вариантов
4.3 Выбор типа и группы соединения трансформаторов
4.4 Технико-экономический расчёт рассматриваемых вариантов
5 Выбор оптимального местоположения ТП и схемы цеховой электрической сети
5.1 Центр электрической нагрузки
5.2 Место установки трансформаторной подстанции
5.3 Выбор схемы цеховой электрической сети
5.4 Конструктивное устройство цеховой электрической сети
6 Выбор электрооборудования цеховой сети
6.1 Выбор магистрального шинопровода
6.2 Расчет и выбор распределительных шинопроводов и пунктов
6.3 Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников
7 Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП
8 Расчет токов короткого замыкания и проверка электрооборудования на устойчивость
8.2 Расчет однофазного тока короткого замыкания и проверка чувствительности защиты
9 Расчет отклонения напряжения и выбор отпайки трансформатора
8 Расчет токов короткого замыкания и проверка электрооборудования на устойчивость
8.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на стороне 0,4 кВ и проверка оборудования на устойчивость
Согласно ПУЭ (раздел 1.4.2 пункт 2) по режиму КЗ в электроустановках должны проверяться распределительные щиты, токопроводы и силовые шкафы, аппараты, предназначенные для отключения ТКЗ или могут включать короткозамкнутую сеть.
Расчетный ток КЗ следует определять, исходя из условия повреждения в такой точке рассматриваемой цепи, при КЗ в которой аппараты и проводники этой цепи находятся в наиболее тяжелых условиях (раздел 1.4.6 [9]).
На однолинейной схеме электроснабжения цеха назначаются критические точки КЗ (рис. 12), далее составляется однолинейная расчетная схема (рис. 13). Если схема сложная составляется схема замещения и производится ее свертка.
При расчете токов короткого замыкания в сети до 1 кВ учитываются [12]: сопротивления всех элементов цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, токовых катушек автоматических выключателей; активные сопротивления различных контактов и контактных соединений. Согласно вышеизложенному, для расчета выбираются следующие точки:
К1 – для проверки вводного выключателя Q2 на отключающую способность и ШНВ и ШМ на электродинамическую стойкость;
К2 – для проверки выключателя Q3 (защита ШР) на отключающую способность;
К3 – для проверки ШР на электродинамическую стойкость;
К4 – для проверки выключателя Q4 (защита ответвления от ШР к электроприемнику) на отключающую способность;
К5 – для проверки чувствительности выключателя Q5 (рассчитывается ток однофазного КЗ).
Рис. 12- Однолинейная схема электроснабжения с расчетными точками КЗ
Рис. 13- Расчетная схема
Расчет ведется в именованных единицах. Все магнитные связи заменяются электрическими и определяются сопротивления всех элементов участвующих в схеме замещения.
Сопротивления системы, высоковольтного кабеля и трансформатора, рассчитанные выше приводятся к низкому напряжению (0,4 кВ) по формулам
; (57)
Сопротивление системы
При отсутствии данных о КЗ в системе эквивалентное индуктивное сопротивление системы допускается рассчитывать по формуле, мОм
(58)
где Iоткл.н – номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора сети.
Сопротивление высоковольтного кабеля
(59)
(60)
Сопротивления трансформатора
Сопротивления автоматического выключателя Q2 с Iн=1600А: RQ2=0,14мОм, XQ2=0,08 мОм.
Активное сопротивление контактов (Rк) определяется на основании данных экспериментов или с использованием расчетных методик. Данные о контактных соединениях приведены в приложении 4 [12].
Приближенно сопротивления контактов можно принять по таблице 17.
Активное сопротивление дуги в месте КЗ учитывается при определении только минимального КЗ.
Таблица 17-Приближенные сопротивления контактных соединений
Соединение | Rк, мОм |
Контактные соединения кабелей | 0,1 |
Шинопроводов | 0,01 |
Коммутационных аппаратов | 1 |
Суммарные активные и реактивные сопротивление до точки К1
=0,65+3,06+0,14+1=4,85 мОм (61)
(62)
Начальное действующее значение периодической слагающей ТКЗ Iпо в точке К1
(63)
Ударный ток КЗ рассчитывается по формуле
(64)
где Куд – ударный коэффициент, который может быть определен по кривым (рис. 17 или рис. 1 [12]).
Рис. 14- Кривые зависимости ударного коэффициента Куд от отношений r/x и x/r
, (65)
По соотношению R/X=4,85/14,59=0,33 Куд ≈1,37. Ударный ток в точке К1
Проверка электрооборудования:
ШНВ: Электродинамическая стойкость шкафов КТП iд=51 кА>iуд =29,13 кА – условие выполняется;
ШМ: iд=50 кА >iуд =29,13 кА – условие выполняется;
Q2: Icu=50 кА >Iпо =15,02 кА– условие выполняется.
Сопротивление ШМ до ответвления к ШР4
Расчет ТКЗ в точке К2
Сопротивление трансформатора тока (ТТ) с коэффициентом трансформации 1500/5, класс точности 1 (входит в состав ШНВ) определяется по таблице П10.5 при коэффициенте трансформации до 500/5, при ТТ на токи более 500 А активным и индуктивным сопротивлением при расчетах токов КЗ можно пренебречь.
Rтт=0 мОм, Хтт=0 мОм.
Сопротивления ШМ длиной от трансформатора до отпаечной коробки для подключения ШР4 6,4 м (определяется по плану).
мОм (66)
мОм (67)
Сопротивление контакта ШМ по таблице П10.2 0,03мОм. Контактов 4, RкШМ=4∙0,003=0,012мОм.
Защита ШР4 осуществляется выключателем Q3 ВА5135 с Iн=250А сопротивлением (по табл. П 10.4) RQ3=1,1мОм, ХQ3=0,5мОм.
Сопротивление контактов выключателя RкQ3=0,6мОм.
Суммарное сопротивление до точки К2
(68)
Начальное действующее значение периодической слагающей ТКЗ Iпо в точке К2
(69)
Проверка выключателя Q3: Icu=15кА >Iпо =13,87кА– условие выполняется.
Расчет ТКЗ в точке К3
Сопротивление кабеля от ШМ к ШР4, длинной 3,5м (высота прокладки ШМ 6м, ШР4 2,5м от пола).
Контактное сопротивление кабеля по табл. П10.1 Rк.к=0,029мОм.
Контактное сопротивление ШР4 (табл. П10.2)
RкШР4= 4∙0,009 = 0,036мОм.
Сопротивление до точки К3
=6,77+1,56+0,03+0,036=8,4 мОм;
Начальное действующее значение периодической слагающей ТКЗ Iпо в точке К3
По соотношению R/X=8,4/15,42=0,54 (рис. 7 или рис. 1 [12]) Куд ≈1,16. Ударный ток в точке К1
Проверка ШР4 на электродинамическую стойкость:
iд=15кА <iуд =21,6 кА – условие не выполняется, следовательно необходимо выбрать другой шинопровод с большей электродинамической стойкостью - шинопровод КLM-R с Iн=250А и iд=41кА и R0=0,156мОм/м, Х0=0,168мОм.
Расчет ТКЗ в точке К4
Сопротивление ШР4 до ответвления к ближайшему станку длиной 8м (по плану)
Сопротивление автомата Q4 к станку №60 ВА51-29 с Iн=63А RQ4=3,5мОм, ХQ4=2мОм.
Сопротивление контактов выключателя RкQ4=1мОм (табл. П10.3).
Суммарное сопротивление до точки К4
=8,4+0,12+3,5+1=13,03мОм;
Начальное действующее значение периодической слагающей ТКЗ Iпо в точке К4
Проверка выключателя Q4 ВА5129: для Iт.р.=3,15 (табл. П8.6) Icu=0,4кА <Iпо =10,56кА – условие не выполняется. Автоматический выключатель не проходит по ПКС, следовательно, необходимо заменить его на более стойкий ВА51-35 с Icu=12кА (табл. П9.9).
8.2 Расчет однофазного тока короткого замыкания и проверка чувствительности защиты
Для проверки аппаратов защиты на чувствительность определяется минимально возможный ток короткого замыкания в сети. Для сети напряжением 0,4 кВ обычно это ток однофазного КЗ с учетом сопротивления дуги в месте КЗ.
Ток однофазного КЗ определяется по формуле [12, 14, 15]
(70)
где R1∑ и Х1∑ - суммарные активное и реактивное сопротивления прямой последовательности до точки КЗ;
R0∑ и Х0∑ - суммарные активные и реактивные сопротивления нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ.
Эти сопротивления в общем случае равны:
(71)
(72)
где R0т и Х0т – сопротивления нулевой последовательности трансформатора;
Rтт и Хтт – сопротивления трансформаторов тока (аналогичны прямой последовательности);
Rкв и Хкв – сопротивления контактов выключателя (аналогичны прямой последовательности);
Rк – суммарное активное сопротивление различных контактов;
R0Ш и Х0Ш – сопротивления нулевой последовательности шинопроводов;
R0к и Х0к – сопротивления нулевой последовательности кабелей Rд - сопротивление дуги, которое, при отсутствии достоверных данных может определяться по табл. 2 [12] или рассчитываться.
Среднее значение активного сопротивления дуги в месте КЗ допустимо определять по формуле [14]
(73)
где Iпо – начальное значение периодической составляющей тока металлического КЗ;
Кс – среднестатистическое значение поправочного коэффициента, учитывающего снижение тока в начальный момент дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ, который можно определить по формуле
, (74)
где Zк – сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ: