Материал: Электроснабжение деревообрабатывающего предприятия

где Iр - «расчетный ток линии, питающей группу приемников (для линии, питающей единичный потребитель вместо Iр принимается номинальный ток приемника Iном ) ,А» [1];

 - «поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры в цехе от температуры, при которой заданы Iдоп,» [2];

 - «поправочный коэффициент, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки для проводов и кабелей при их многослойной прокладке в коробах,» [2];

- по термической стойкости:

, А·                                                   (5.2)

где tОТКЛ = tС.О + tА - время отключения КЗ, с;

tС.О - выдержка времени срабатывания отсечки селективного автомата, с;

tА - время гашения дуги, для автоматических выключателей принимают равным 0,06 с;

I(3)КЗ - расчётный ток КЗ,А;

С - постоянная, принимающая разное значение для кабелей в зависимости от изоляции и напряжения.

Выбранные сечения проводов кабелей проверяются на потери напряжения, которые определяются по формуле:

                                                     (5.3)

где l - длина линии, м;

ro и xo - удельные активное и индуктивное сопротивления соответственно, Ом;

j - угол сдвига между током и напряжением сети.

Расчёт сечений кабельных линий.

Ниже приведён выбор кабеля, соединяющего шины КТП-1 с распределительным пунктом РП1.

Проверка по нагреву расчётным током:

IР = 74,7 А,

кср = 1, кпр = 0,9,

IдопА=90 A.

Выбирается кабель марки АВБбШв 4∙35, Iдоп = 90 А [5];

∙0,9 > 74,7 - условие выполняется.

Проверка на потерю напряжения:

ΔU=24∙74,7∙√3∙(0,7∙0,8+0,662∙0,65) = 2,07 В,

что составляет 0,5 % от Uсети, что допустимо.

Выбор кабелей для остальных электроприёмников производится аналогично. Результаты выбора представлены в приложении 3.

6. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ СЕТИ 0,4 И 10 КВ

.1 Расчет токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ

Расчет токов КЗ выполняется с целью проверки коммутационной аппаратуры на динамическую стойкость, чувствительность и селективность действия защит.

Расчет произведем для потребителя №8, т.к. он является самым мощным электроприемником, и для потребителя №28, т.к. он является самым удаленным.

Рисунок 6.1 - Исходная схема для расчета токов короткого замыкания

Исходные данные для расчета:

Система С:; .

Трансформатор Т: Sн.тр=630 кВА; Uк=5,5%; ΔPк=8,5 кВт.

Линия W7: АВБбШв (5x10); r0=3,12 мОм/м; х0=0,099 мОм/м; L=27,5 м.

Линия W5: ВВГ (5x1,5); r0=12,5 мОм/м; х0=0,126 мОм/м; L=18м.

Линия W116: АВБбШв (5х95); r0=0,326 мОм/м; х0=0,081мОм/м ;L=15,5 м.

Линия W32: АВВГ (5´95); r0=0,32 6мОм/м; х0=0,081 мОм/м;L=4 м.

Выключатель QF1: Iн=1600 А.

Выключатель QF9: Iн=25 А.

Выключатель QF118: Iн=25 А.

Выключатель QF5: Iн=630 А.

Выключатель QF30: Iн=250 А.

Транспортер Н1: Pн=1,5 кВт; Iн=3,92 А; cosφ=0,71.

Двигатель горизонтальной фрезы Н2: Pн=95 кВт; Iн=160 А; cosφ=0,9.

Рисунок 6.2 - Схема замещения

Найдем параметры схемы замещения.

Индуктивное сопротивление системы:

, мОм ,                                                     (6.1)

где  - номинальный ток отключения выключателя на стороне , А;

 (мОм).

Сопротивления трансформатора:

, мОм;                                                                 (6.2)

, мОм;                                                (6.3)

Rтр=(8,5∙0,42/6302 )∙106 =3,4 (мОм);

Хтр=(0,42/630)∙106∙√(5,5/100)2 -(8,52/6302)=13,5 (мОм).

Сопротивления линий:

, мОм;                                                                              (6.4)

, мОм;                                                                            (6.5)

Rw7=3,12∙27,5=85,8 (мОм);

Х w7 =0.099∙27,5=2,72 (мОм);

Rw5=12,5∙18=225 (мОм);

Х w5 =0,126∙18=2,3 (мОм);

Rw116=0.326∙15,5=5,05 (мОм);

Xw116= 0,081∙15,5=1,3 (мОм);

Rw30=0,326∙4=1,3 (мОм);

Xw30=0,081∙4=0,32 (мОм).

Сопротивления автоматических выключателей:

RQF1=0,25 мОм; XQF1=0,1 мОм;

RQF9=7 мОм; XQF9=4,5 мОм;

RQF118=7 мОм; XQF116=4,5 мОм;

RQF7=0,41 мОм; XQF12=0,13 мОм;

RQF32=1,1 мОм; XQF32=0,5 мОм.

Переходные сопротивления неподвижных контактных соединений:

Rк1=0,022 мОм;

Rк2=0,027 мОм;

Rк4=0,027 мОм.

Сопротивление дуги:

, Ом,                                                                              (6.6)

Где  - падение напряжения на дуге, кВ;

 -максимальный ток КЗ, А.

, В,                                                                               (6.7)

Где  - напряженность в стволе дуги, при ;Е д =1,6 В/мм;

 - длина дуги, м.

, А,                                                               (6.8)

Где ;  - суммарные индуктивное и активное сопротивления прямой последовательности до точки КЗ со стороны системы.

Минимальный ток КЗ определяется по выражению:

,А.                                                     (6.9)

Ударный ток определяется по выражению:

, А                                                                     (6.10)

Где  - ударный коэффициент.

;                                                                                  (6.11)

,                                                                            (6.12)

Где  - частота сети, .

Для точки К1:

Х∑к1=Хс+Хтр+Х QF1 , Ом;                                                        (6.13)

R∑к1=Rтр+RQF1+Rк1 , Ом;                                                         (6.14)

Х∑к1 =0,8+13,5+0,1=14,4 (мОм).

R∑к1=3,4+0,25+0,022=3,7 (мОм).

I³k1 =400/√3∙√3,7²+14,4²=15,5 (кА).

Расстояние между фазами проводника а для КТП с трансформаторами на 630 кВА составляет , т.к. а > 50 мм, то LД = а = 60 мм.

 (В);

R д =96/15,5=6,2 (мОм);

I³k1 =400/√3∙√(3,7+6,2)2 +14,42 =13,2 (кА).

Найдем ударный ток:

Ta= 14,4/2∙3,14∙50∙3,7 = 0,01 с;

куд = 1+e -0,01/0,01 = 1,36;

i уд =√2∙15,5∙1,36=26,7(кА).

Для точки К2:

Х ∑к2 =Х∑к1+ХQF9+Хw7 , мОм;                                               (6.15)

R∑k2=R∑k1+RQF9+Rw7+Rk2 , мОм;                                          (6.16)

R∑k2=3,7+7+85,8+0,027=96,5 (мОм).

I³k2 =400/√3∙√96,52+21,622=2,3 (кА).

Расстояние между фазами проводника а в сетях напряжением до 1 кВ составляет 2,8 мм, т.к. а < 5 мм, то LД = 4а = 11,2 мм.

 (В);

Rд =17,92/2,3=7,7 (мОм);

I³k2=400/√3∙√(96,5+7,7)2+21,622 = 2,1 (кА).

Найдем ударный ток:

T a =21,62/2∙3,14∙50∙96,5=0,007 (с);

куд =1+e -0,01/0,0007 =1,25;

iуд =√2∙2,3∙1,25=4,05 (кА).

Для точки К3:

Х∑к3=Х∑к2+ХQF118+Хw116 , мОм;                                            (6.17)

R∑k3=R∑k2+RQF118+Rw116, мОм        ;                                     (6.18)

R∑k3=96,5+7+225=328,5 (мОм);

Х∑к3=21,62+4,5+2,3=28,42 (мОм);

I³k3 =400/√3∙√328,52+28,422=0,7 кА.

Расстояние между фазами проводника а в сетях напряжением до 1 кВ составляет 2,8 мм, т.к. а < 5 мм, то LД = 4а = 11,2 мм.

 (В);

Rд=17,92/0,7=25,6 (мОм);

I³k3 =400/√3∙√(328,5+25,6) 2 +28,42 2 =0,65 (кА).

Найдем ударный ток:

Ta=28,42/2∙3,14∙50∙328,5=0,003 (с);

Куд=1+e-0.01/0.003=1,03;

iуд =√2∙0,7∙1,03=1,01 (кА).

Для точки К4:

Х∑к4=Х∑к1+ХQF7+Хw5 , мОм;                                                   (6.19)

R∑k4=R∑k1+RQF7+Rw5 +Rk3, мОм;                                          (6.20)

Х∑к4=14,4+0,13+1,3=15,8 (мОм);

R∑k4=3,7+0,41+5,05+0,027=9,1 (мОм);

I³k4 =400/√3∙√9,12+15,82=12,6 (кА).

Расстояние между фазами проводника а в сетях напряжением до 1 кВ составляет 2,8 мм, т.к. а < 5 мм, то LД = 4а = 11,2 мм.

 (В);

Rд=17,92/12,6=1,4 (мОм);

I³k3 =400/√3∙√(9,1+1,4)2 +15,82 =12,1 (кА).

Найдем ударный ток:

Ta=15,8/2∙3,14∙50∙9,1=0,005 (с);

Куд=1+e-0.01/0.005 = 1,1;

iуд =√2∙12,6∙1,1=18,5 кА.

Для точки К5:

Х∑к5=Х∑к4+ХQF32+Хw30 , мОм;                                                       (6.21)

R∑k5=R∑k4+RQF32+Rw30 , мОм                                                (6.22)

Х∑к4=15,8+0,5+0,32=16,62 (мОм);

R∑k4=9,1+1,1+1,3=11,5 (мОм);

I³k4 =400/√3∙√11,52+16,622=11,4 (кА).

Расстояние между фазами проводника а в сетях напряжением до 1 кВ составляет 2,8 мм, т.к. а < 5 мм, то LД = 4а = 11,2 мм.

 (В);

Rд=17,92/11,4=1,5 (мОм);

I³k3 =400/√3∙√(11,5+1,5)2 +16,622 =10,9 (кА).

Найдем ударный ток:

Ta=16,62/2∙3,14∙50∙11,5=0,004 (с);

Куд=1+e-0.01/0.003=1,08;

iуд =√2∙11,4∙1,08=17,35 (кА).

Токи однофазного КЗ в сетях с напряжением до 1кВ, как правило, являются минимальными. По их величине проверяется чувствительность защитной аппаратуры.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ  определяется по формуле:

, А,                                                                   (6.23)

Где  - полное сопротивление питающей системы, трансформатора, а также переходных контактов точки однофазного КЗ;

 - полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.

, Ом         (6.24)

Где , , ,  - соответственно индуктивные и активные сопротивления прямой и обратной последовательности силового трансформатора;

,  - соответственно индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора.

Z ∑ =√(13,5+13,5+40,8+2∙0,8)2+(3,4+3,4+9,63+3∙0,0024)2 = 71,3 (мОм),

, Ом,                                                                       (6.25)

где - удельное сопротивление петли фаза-нуль элемента;

 - длина элемента.

Значение тока однофазного КЗ в точке К2:

Zп=4,73∙27,5=130 (мОм);

I¹к2=400/√3(71,3/3+130) =1,2 (кА).

Значение тока однофазного КЗ в точке К3:

Zп=130+7,49∙18=265 (мОм);

I¹к3=400/√3(71,3/3+265) = 0,5 (кА).

Значение тока однофазного КЗ в точке К4:

Zп=0,69∙15,5=10,7 ( мОм);

I¹к4=400/√3(71,3/3+10,7)=6,7 (кА).

Значение тока однофазного КЗ в точке К5:

Zп=10,7+0,69∙4=13,5 мОм.

I¹к5=400/√3(71,3/3+13,5)= 6,2 кА.

Результаты сведем в таблицу 6.1

Таблица 6.1 Результат расчета токов КЗ в сети 0,4 кВ