Материал: Электроснабжение деревообрабатывающего предприятия

.2 Расчет токов короткого замыкания в сети 10,5 кВ

Рисунок 6.3 - Исходная схема для расчета токов КЗ

В точке К1 следует рассчитать ток трехфазного КЗ, в точке К2 - трехфазного и двухфазного коротких замыканий.

Составляем схему замещения в именованных единицах и рассчитаем сопротивления, за основную ступень напряжения принимаем 10,5 кВ.

Рисунок 6.4 - Схема замещения для расчетов токов КЗ

Выбор высоковольтного кабеля производится также по суммарному расчетному току. Найдем суммарный расчетный ток:

Iр=Sр/√3∙Uном=881,6/1,73∙10=47,5А.

Необходимо учитывать аварийный режим, т.е. увеличиваем сечение в два раза , плюс запас на резерв нового оборудования.

Выбираем кабель марки ВВГ 5х185-1 : Iдоп = 115 А,

x0 = 0,0637 мОм/м;  r0 = 0,894 мОм/м.

∙1∙1 ≥ 47,5 (А).

Проверяем потери напряжения, длина высоковольтного кабеля L = 300м:

ΔU=√3∙47,5∙0,3∙(0,894∙0,7+0,0637∙0,715)=16 (В), что составляет 0,37% от Uсети, что допустимо.

ЕС=10,5 кВ.

, мОм;                  (6.26)

 , мОм.                  (6.27)

Индуктивное сопротивление системы:

∙103,            (6.28)

Где  - номинальный ток отключения выключателя на стороне ВН.

Xc=(0,42/√3∙11,25∙10,5)=0,8 (мОм) .

Сопротивление линии :

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).

Рассчитываем ток трехфазного КЗ приведенный к стороне 10 кВ в точке К3:

(3)k3=10,5/√3∙√(0,8+0,019+13,5)2+(0,268+3,4)2=0,53 (кА).

Двухфазное КЗ:

                                                                              (6.30)

(2)k2=√3/2∙0,5=0,43 (кА).

Остальные расчеты производятся аналогично и сводятся в таблицу.

Таблица 6.2 Результат расчета токов КЗ в сети 10 кВ

7. ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

.1 Выбор высоковольтного оборудования

Методика выбора выключателей напряжением 10 кВ.

Выбор выключателей по номинальному напряжению:

«Выбор выключателей по номинальному напряжению сводится к сравнению номинального напряжения сети и номинального напряжения выключателя с учётом того, что выключатель в нормальных условиях эксплуатации допускает продолжительное повышение напряжения до 15% номинального, т.е.» [11]:

ном. авт. ³ Uном. сети , В                                                              (7.1)

где Uном. авт. - номинальное напряжение аппарата-выключателя, кВ;ном. сети - номинальное напряжение сети, кВ.

Выбор выключателей по номинальному току:

Выбор по номинальному току Iном.авт. сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим по отношению к расчётному току сети Iрасч. сети , т.е. должно быть соблюдено условие :

ном.авт. ³ Iрасч. сети , А                                                               (7.2)

Выбор выключателей по отключающей способности:

отк.авт. ³ IК.З., А                                                                           (7.3)

где Iотк.авт. - номинальный ток отключения автоматического выключателя, А;К.З. - ток трёхфазного короткого замыкания, А.

Выбор выключателей по типу:

Выбор выключателей по типу сводится к выбору масляного малообъёмного, много объёмного, воздушного или других типов в соответствии с условиями, в которых допустимо или целесообразно применять данный тип выключателя.

Выбор выключателей по роду установки:

Такой выбор производится в зависимости от установки: на открытом воздухе или в помещении (в зависимости от конструктивного решения подстанции).

Выбор выключателя:

Выберем автоматический выключатель.расч. = 47,5А; IК.З. = 6,1кА; Uном. сети = 10кВ.

Выбираем вакуумный высоковольтный выключатель типа ВВ/TEL-10-12.5/630:

Номинальный ток 630А;

Номинальный ток отключения 20кА;

Полное время отключения 0,07с.

1)      10 кВ ³ 10 кВ - условие выполняется;

) 630 А³47,5А - условие выполняется;

)        20 кА ³ 6,1 кА - условие выполняется;

)        52 кА ³ 12,28 кА - условие выполняется, выключатель подходит.

Выбор трансформаторов тока:

«Трансформаторы тока выбираются по номинальному току, номинальному напряжению, нагрузке вторичной цепи, обеспечивающей погрешность в пределах паспортного класса точности. Выбор трансформаторов тока по номинальному току состоит в соблюдении условия»[11]:

Iном.т.т. ³ Iрасч. сети , А                                                              (7.4)

где Iном.т.т. - номинальный ток трансформатора тока;расч. сети - расчётный ток участка сети.

Выбор трансформаторов тока по номинальному напряжению сводится к сравнению напряжения трансформаторов тока и участка сети, для которого он предназначен. В этом случае достаточно, чтобы соблюдалось условие, тогда:

ном. т.т. ³ Uном. сети , В                                                              (7.5)

где Uном. т.т. - номинальное напряжение трансформаторов тока;ном. сети - номинальное напряжение участка сети.

Выберем трансформаторы тока;расч.= 47,5 А; IК.З.= 6,1 кА; Uном. сети = 10 кВ.

Выбираем трансформаторы тока ТПЛ-10-УЗ из таблицы 5.9, стр. 294.

Т - трансформатор тока;

П - или проходной, или для крепления на пакете плоских шин;

Л - с литой изоляцией;

У - для районов с умеренным климатом;

З - для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

)        Выбор по номинальному току:

А ³ 47,5А - условие выполняется;

2)      Выбор по номинальному напряжению:

кВ ³ 10кВ - условие выполняется.

Выбор трансформаторов напряжения:

Трансформаторы напряжения для питания электроизмерительных приборов выбирают по номинальному напряжению первичной цепи, классу точности и схеме соединения обмоток.

В нашем случае выбираем 2 трансформатора напряжения типа НАМИ-10.

Н - трансформатор напряжения;

Т - трёхфазный;

М - с естественным маслянным охлаждением;

И - для измерительных цепей.

Характеристика трансформатора напряжения НАМИ-10 приведена в таблице 7.1

Таблица 7.1 Характеристика трансформатора напряжения НАМИ-10

7.2 Методика выбора автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей осуществляется по следующим условиям:

)        соответствие номинального напряжения автоматического выключателя Uн.в номинальному напряжению сети Uн.с.:

, В.                                                                                (7.6)

2)      соответствие номинального тока выключателя расчетному току защищаемой цепи:

, А                                                                                      (7.7)

3)      токовая отсечка автоматического выключателя (уставка электромагнитного или аналогичного ему расцепителя) отстраивается от пускового тока электроприемника по выражению:

                                                      (7.8)

где 1,05 - коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5% выше номинального электроприемника;

 - коэффициент запаса;

 - коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пиковом токе электроприемника;

 - коэффициент, учитывающий возможный разброс срабатывания отсечки, относительно уставки;

 - коэффициент надежности отстройки.

Величина пикового тока зависит от вида электроприемника. Для защит электродвигателей пиковый ток является пусковым и определяется по формуле:

, А                                                                             (7.9)

где  - кратность пускового тока электродвигателя (принимается по справочнику);

 - номинальный ток двигателя, А.

Для защиты группы электродвигателей:

 , А                                                                     (7.10)

Пиковый ток на шинах КТП или шинопроводе определяется по формуле:

, А                      (7.11)

где  принимается в зависимости от соотношения видов электроприемников на шинах КТП или шинопровода.

Для вводных автоматических выключателей КТП необходимо учитывать бросок пикового тока при действии устройства АВР секционного выключателя:

, А            (7.12)

4) защита от перегрузки:

«Необходимо иметь в виду, что контроль за перегрузкой электро приемников ложится на тепловой или аналогичный ему электронный расцепитель автоматического выключателя, поэтому уставка последнего выбирается из соображения допустимой перегрузки электро приемника электрической сети»[11].

Для защиты от перегрузки трансформаторов уставки выбираются исходя из перегрузочной способности трансформатора:с.п. £ 1,4 × Iн.тр , А

Для электродвигателей защита от перегрузки считается эффективной, если

с.п. £ (1,2 ¸ 1,4) × Iн.д , А.                                                              (7.13)

)        выбор времени срабатывания:

«Время срабатывания отсечки автоматического выключателя, защищающего группу электро приемников (шино проводы, кабельную сеть с распределительными шкафами), секционных и вводных выключателей определяется по условию»[11]:

, с                                                                            (7.14)

где  - наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей от источника питания защиты, с;

 - ступень селективности, с;

) проверка по условиям стойкости при КЗ:

«Предельной коммутационной способностью выключателя (ПКС) называется максимальное значение тока КЗ, которое выключатель способен включить и отключить несколько раз, оставаясь в исправном состоянии. Одноразовой ПКС (ОПКС) называют наибольшее значение тока, которое выключатель может отключить один раз. После этого дальнейшая работа выключателя не гарантируется. Каталожное значение ПКС должно быть не меньше значения тока КЗ, протекающего в цепи в момент расхождения контактов выключателя»[11]:

                                                                                        (7.15)

где  - ток металлического КЗ для вводных и секционного выключателей.

«Допускается установка нестойких к КЗ выключателей или группы выключателей, если они защищены расположенным ближе к источнику питания стойким к КЗ выключателем, обеспечивающим мгновенное отключение всех КЗ с током, равным или большим тока ОПКС указанных нестойких выключателей. В тех случаях, когда заводом-изготовителем в качестве ПКС задается ток динамической стойкости проверка осуществляется по условию»[11]: