Файл: Справочник для курсовой.doc

В сельских электрических сетях провалы напряжения наиболее часто возникают при пуске короткозамкнутых асинхронных двигателей, мощность которых соизмерима с мощностью трансформатора (составляет порядка 40 % их мощности). При недопустимом снижении напряжения пуск двигателя может оказаться безуспешным, т. к. вращающий момент двигателя, в т. ч. и пусковой, пропорционален квадрату действующего напряжения. Кроме того, может произойти «опрокидывание», т. е. останов работающих двигателей. В практике электроснабжения принято, что при пуске двигателя понижение напряжения на его зажимах может составить до 30 % от номинального напряжения. При этом напряжение на зажимах работающих двигателей при пуске не должно снижаться более чем на 20 % от номинального напряжения.

Глубину провала определяют для наиболее мощных и удаленных от шин подстанции электродвигателей. Обычно глубину провала напряжения определяют на зажимах пускаемого двигателя по выражению (17) настоящих методических указаний. Пусть двигатель установлен в молочном цехе (объект № 4). Его мощность 14 кВт, КПД  = 89 %, cos = 0,85 (данные берутся из вариантов задания, в них КПД не учитывается). Длина ВЛ марки 4А95 от ТП-2 до двигателя составляет 180 м (рис. 11). Полное сопротивление трансформаторов (Z_т2) ТП-2 составит

Ом,

где u_к= 4,5 % – напряжение короткого замыкания, берется по табл. 13.

Сопротивление ВЛ 0,38 кВ:

Z_л = z₀l,

где l = 180 м – длина линии, z₀ – удельное сопротивление, равное

Ом/км.

Тогда полное сопротивление ВЛ составит

Z_л = 0,448  0,18 = 0,0806 Ом.

Сопротивление двигателя при пуске определяется выражением (18):

Ом,

где 6,5 – принятая кратность пускового тока двигателя.

Глубина провала напряжения:

что для пуска двигателя допустимо.

Удаленность цеха № 2 от ТП-1 требует проверки кабельной сети на величину провала напряжения. Параметры КЛ-1 и КЛ-2, соединяющих цех № 2 (РП-5) с ТП-1, приведены на рис. 13. Сопротивления линий равны:

r_КЛ-1= r₀₁l₁ = 0,208  70 = 14,56 мОм,

х_КЛ-1 = х₀₁l₁ = 0,063  70 = 4,41 мОм;

r_КЛ-2= r₀₂l₂ = 1,1  60 = 66,0 мОм,

х_КЛ-2 = х₀₂l₂ = 0,0608  60 = 3,65 мОм.

Полное сопротивление от ТП-1 до РП-5:

= 80,96 мОм = 0,081 Ом.

Полное сопротивление трансформаторов ТП-1:

Ом.

Мощность самого сильного двигателя, установленного в цехе № 2, Р_н.дв = 14,0 кВт, КПД  = 94 %, cos = 0,65. Тогда

Ом.

Глубина провала напряжения:

что для пуска данного двигателя и других двигателей цеха № 2 вполне допустимо.

5.8. Расчет токов коротких замыканий

В этом разделе приводится схема электрических соединений рассматриваемой сети и проводится обоснование выбора расчетных точек к.з., необходимых для выбора коммутационной аппаратуры и их проверки на чувствительность при различных видах к.з. Затем, согласно методике, изложенной в разд. 4.11, проводятся расчеты токов трехфазного к.з. в сети 10 кВ и трех-, двух- и однофазного к.з., в т. ч. и дугового, в сети 0,4 кВ. На рис. 13 был представлен фрагмент сети для расчета токов к.з., а на рис. 14  его схема замещения.

Схема сети имеет два уровня напряжения 10 и 0,38 кВ, поэтому расчеты удобнее проводить в именованных единицах. Учитывая то обстоятельство, что большинство токов к.з., подлежащих определению, находятся на напряжении 0,38 кВ, приведем все сопротивления к напряжению U_ср = 0,4 кВ.

Сеть 10 кВ и трансформаторы:

Сеть 0,4 кВ от ТП-1:

Сеть 0,4 кВ от ТП-2:

Наиболее удаленный потребитель ВЛ-3, отходящей от ТП-2, жилой двухквартирный дом – расстояние 290 м:

I. Расчет трехфазного к.З. В сети 10 кВ

Определим ток к.з. на шинах низкого напряжения (10,5 кВ) ГПП:

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

Ток двухфазного к.з.:

Ударный ток:

где K_у = 1,95 в силу того, что активное сопротивление практически равно нулю.

1. Определение тока к.з. в точке К-1:

мОм = 0,562 Ом,

мОм = 1,026 Ом.

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

Ток двухфазного к.з.:

Ударный ток:

где

2. Определение тока к.з. в точке К-2:

; ;

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

Ток двухфазного к.з.:

Ударный ток:

3. Определение тока к.з. в точке К-3:

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

Ток двухфазного к.з.:

Ударный ток:

II. Расчет токов к.З. В сети 0,4 кВ от тп-1

4. Определение токов к.з. в точке К-4 (шины НН ТП-1):

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

Ток двухфазного к.з.:

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. при учете сопротивления дуги (см. формулы (36)(40) настоящего методического пособия):

мОм,

где

Значение тока при дуговом к.з.:

Максимальный ударный ток:

Ударный ток при дуговом к.з.:

Влияние асинхронных двигателей цеха № 1 приближенно учитывается следующим образом. Небольшое расстояние от шин 0,4 кВ ТП-1 до электроприемников цеха № 1 позволяет отказаться от учета сопротивлений КЛ в цехе № 1. Тогда

где – номинальная мощность i-го двигателя, кВт; – коэффициент использования i-го приемника, берется из табл. П1.1; n – число электроприемников в цехе № 1.

Пусть кВА, тогда

кА.

Ударный ток составит величину

Как видно, влияние тока асинхронных двигателей цеха № 1 на ударный ток незначительно (всего 7 %).

5. Определение токов к.з. в точке К-5 (шины РП-1):

; ;

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

Ток двухфазного к.з.:

Ударный ток:

Расчет однофазного к.З. В точке к-5

Первый подход:

Второй подход – сопротивление петли по выражению (28):

где

Учитывая то обстоятельство, что приведенные значения сопротивлений сети 10 кВ значительно меньше таковых в сети 0,4 кВ, при определении токов к.з. можно пренебречь сопротивлениями сети высокого напряжения. Тогда расчет значительно упростится. Полное сопротивление току однофазного к.з. для трансформаторов марки ТМ-400/10 при соединении обмоток /Y₀ составляет (табл. 31)

мОм.

Сопротивление петли уже рассчитано: z_п= 33,9 мОм. Тогда, согласно выражению (27), при z_доп = 0 имеем

Более точно рассчитанное значение было равно 5,694 кА. Расхождение связано с арифметическим, а не с векторным сложением сопротивлений.

6. Определение токов к.з. в точке К-6 (шины РП-5 – цех № 2):

; мОм;

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.: