4) Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь:
ΔРТ = 0,02*Sнн = 0,02*322,68 = 6,45 кВт,
ΔQТ = 0,1*Sнн = 0,1*322,68 = 38,86 квар;
9. Выбор силового трансформатора.
По справочнику (Приложение 7) выбираем трансформатор ТМ – 400 со стандартной мощностью Sт = 400 кВА.
Паспортные данные трансформатора:
Uвн = 10 кВ;
Uнн = 0,4 кВ;
Рхх = 0,95 кВт;
Ркз = 5,5 кВт;
Uк = 4,5 %;
Iкз = 2,1 %.
Коэффициент загрузки трансформатора:
Кз = Sнн /Sт = 307,47 / 400 = 0,76
10. Расчет и выбор элементов системы электроснабжения.
10.1 Выбор аппаратов защиты и РУ.
При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ, вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.
Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок.
Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.
Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии.
Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые.
Тепловые срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые — как при перегрузках, так и при КЗ.
Наиболее современные автоматические выключатели «ВА» предназначены для замены устаревших А 37, АЕ, АВМ и «Электрон». Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы. Работают в сетях постоянного и переменного тока.
Предохранители с плавкими вставками являются наиболее простыми и дешевыми аппаратами защиты, требующими меньшей затраты материалов на изготовление. Основное назначение — защита от токов КЗ.
Плавкие предохранители наряду с простотой их устройства и малой стоимостью имеют ряд существенных недостатков:
- не могут защищать линию от перегрузки, так как допускают длительную перегрузку до момента плавления;
- не всегда обеспечивают избирательную защиту в сети вследствие разброса их характеристик;
- при КЗ в трехфазной линии возможно перегорание одного из трех предохранителей и линия остается в работе на двух фазах.
Тепловые реле (TP) обеспечивают защиту от токов перегрузки, встраиваются в магнитный пускатель. Чтобы обеспечить защиту линии от токов КЗ и перегрузки, TP применяются в сочетании с предохранителями или автоматическими выключателями с максимальным расцепителем (обычно ЭМР).
Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.
Линия 1 – ШНН, 1SF, линия без ЭД.
Токи (в амперах) в линии определяются по формуле:
где Sт — номинальная мощность трансформатора, кВА;
Vн.т — номинальное напряжение трансформатора, кВ.
Принимается Vн.т = 0,4 кВ.
 ;
 .
где IН,А – номинальный ток автомата, А;
IН.Р – номинальный ток расцепителя, А;
По справочнику (Приложение 8) выбираем ВА-55-39-3:
Uн.а = 380 В;
Iн.а = 630 А;
Iн.р = 630 А;
I у(п) = 1,25 Iн.р;
I у(кз) = 2 Iн.р;
Iоткл = 25 кА.
Автоматы выбираются согласно условиям:
I н.а ≥ I н.р I н.р ≥ Iдл – для линии без ЭД;
V н.а ≥ Vс Iн.р ≥ 1,25∙ Iдл - для линии с одним ЭД;
Iн.р ≥ 1,1 ∙ Iм - для групповой линии с несколькими ЭД (6.1)
где I н.а – номинальный ток автомата;
Iн.р - номинальный ток расцепителя, А;
Iдл - длительный ток в линии, А;
I м - максимальный ток в линии, А;
V н.а - номинальное напряжение автомата, В;
Vс – напряжение сети, В.
3) Рассчитаем токи в линиях, отходящих от РП:
Номинальный ток двигателей станков определяется по формуле:
 , (6.2)
где Рн – номинальная мощность двигателя, кВт;
cosφ и η – средний коэффициент мощности и КПД соответственно.
Принимаем cosφ = 0,7; η = 0,88.
Для электропечей и сварочных аппаратов принимают:
 (6.3)
Для токарных автоматов:
 ; Iн.р = 1,25*Iн.д =1,25*52,17 = 65,2 А
Соответственно из Таблицы (Приложение 8) выбираем выключатель ВА-51-31 с Iн.р =80 А;
Для зубофрезерных станков:
 ; Iн.р = 1,25*Iн.д =1,25*65,21 = 81,51 А
Выключатель ВА-51-31 с Iн.р =100 А;
Расчеты для других РП производятся аналогично вышеприведенным.
Полученные данные и паспортные данные автоматов заносятся в ведомость монтируемого оборудования (Таблица)
4) При выборе выключателя для линии с группой электродвигателей (РП) необходимо выполнить следующее условие:
Iн.р ≥ 1,1Iм (6.1)
где Iм – максимальный ток в линии, берется из сводной ведомости электрических нагрузок.
Для РП-1 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*64,6 = 71,06 А
Выбираем выключатель ВА-51-31 с Iн.р =80 А;
Для РП-2 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*151,49 = 166,63 А
Выбираем выключатель ВА-51-35 с Iн.р =200 А;
5) При выборе предохранителей необходимо выполнить следующее условие:
I вс ≥ I дл – для линии без ЭД;
I вс ≥ I п/1,6 – для линии с ЭД и тяжелым пуском;
I вс ≥ I п/2,5 – для линии с ЭД и легким пуском;
I вс ≥ (I п + I дл)/2,5 – для линии к РУ (РП или шинопровод);
I вс ≥ 1,2 I св √ПВ – для линии к сварочному трансформатору,
где I вс – ток плавкой вставки, А;
I н.п ≥ I вс,
где I н.п – номинальный ток предохранителя, А.
Наиболее современными являются предохранители серии ПР и ПН.
5.1 Определяем длительный ток в линии с одним ЭД:
5.2 Тепловое реле выбираем согласно условию:
По справочнику (Приложение 9) выбирается 2хРТЛ-80, Iср = 40 А, диапазон (30…40) А.
5.3. Определяем пусковой ток согласно условию:
где I п – пусковой ток, А;
Кп – кратность пускового тока. Принимается Кп = 6,5 … 7,5 – для АД; Кп =2…3 – для СД и МПТ;
I н.д – номинальный ток двигателя, А.
5.4 Определяем данные и выбираем АЗ типа ПН2:
где I вс – ток плавкой вставки, А;
I п – пусковой ток, А;
α = 2,5 - для легкого пуска;
α = 1,6 - для тяжелого пуска;
5.5 Номинальный ток предохранителя выбираем из условия:
I н.п ≥ Iвс
По справочнику (Приложение 10) выбирается 3 х ПН2-50:
I вс = 50 А;
I откл = 10 кА.
10.2 Выбор проводников линий электроснабжения
Для внутрицехового электроснабжения, для питания электрооборудования применяем медный и алюминиевый четырехжильный кабель с поливинилхлоридной изоляцией марки ВВГ и АВВГ. Для питания мостовых кранов применяем гибкий кабель марки КПГС.
Кабель марок ВВГ и АВВГ применяются для электроснабжения электроприемников. Способ прокладки в сухих и влажных производственных помещениях, на специальных кабельных эстакадах и в блоках.
Кабель марки КПГС применяется для присоединения передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное переменное напряжение до 660 В частотой до 400 Гц или постоянное напряжение до 1000 В.
Сечения кабелей выбираем из справочных данных (Приложение 10). Основное условие выбора:
Iдоп ≥ Iн.д
где Iдоп - допустимая токовая нагрузка для данного кабеля с данным сечением;
Iн.д – расчетный ток в линии, найденный из раздела 6.1.
Сравнивая эти токи, подбираем стандартные сечения кабелей ВВГ и КПГС. Данные о выбранных проводниках заносятся в ведомость монтируемого оборудования (Таблица ).
Для линий от ТП к распределительным пунктам применяем кабель марки СПШв, в соответствии с расчетными токами находим сечения:
- для РП-1 СПШв- 416, Iдоп = 80 А;
- для РП-2 СПШв- 470, Iдоп = 185 А;
- для РП-3 ВВГ - 44, Iдоп = 35 А;
- для РП-4 СПШв- 450, Iдоп = 145 А;
- для РП-5 ВВГ- 44, Iдоп = 35 А;
- для РП-6 СПШв- 470, Iдоп = 185 А;
СПШв - кабель с медными жилами с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами, в свинцовой оболочке, прокладываемый в воздухе. Кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц. Кабели предназначены для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом, для прокладки в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью на трассах с наличием или отсутствием блуждающих токов, если в процессе эксплуатации подвергаются значительным растягивающим усилиям (насыпные, болотистые, пучинистые и многолетнемерзлые грунты, вертикальные участки трасс). С - Свинцовая оболочка; П - Броня из стальных оцинкованных проволок; Шв - Защитный покров в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката.
ВВГ - Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ и 1,0 кВ частоты 50Гц или на постоянное напряжение в 2,4 раза больше переменного напряжения.
Кабели изготавливаются для эксплуатации в районах с умеренным, холодным и тропическим климатом. Кабели предназначены для эксплуатации на суше, реках и озерах на высотах до 4300 м над уровнем моря.
Кабель ВВГ применяется для прокладки:
- в воздухе при отсутствии опасности механических повреждений в ходе эксплуатации;
- для прокладки в сухих или сырых помещениях (туннелях), каналах, кабельных полуэтажах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, частично затапливаемых сооружениях при наличии среды со слабой, средней и высокой коррозионной активностью;
- для прокладки на специальных кабельных эстакадах, по мостам и в блоках;
- для прокладки в пожароопасных помещениях;
- для прокладки во взрывоопасных зонах класса B-Iб, B-Iг, В-II, В-IIа;
- кабели с медными жилами применяются для прокладки групповых осветительных сетей во взрывоопасных зонах класса В-Iа.
Кабели предназначены для вертикальных, наклонных и горизонтальных трасс. Небронированные кабели могут использоваться в местах подверженных вибрации. Кабели не распространяют горение при одиночной прокладке (нормы МЭК 60332-1). Допустимый нагрев токопроводящих жил в аварийном режиме не должен превышать +80°С и продолжительность работы в аварийном режиме не должна быть более 8 часов в сутки, но не более 1000 часов за срок службы.
Срок службы кабеля ВВГ - 30 лет.
11. Расчет токов КЗ
Теоретическая часть по расчетам токов КЗ
11 Расчет токов короткого замыкания
11.1 Причины возникновения коротких замыканий и их виды
Коротким замыканием (КЗ) называется всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землей, при котором токи в аппаратах и проводниках, примыкающих к точке КЗ, резко возрастают, превышая расчетные значения нормального режима.
Короткое замыкание может происходить вследствие дефекта изоляции (например, из-за нарушения изоляции, вызванного старением, изменением изоляции из-за постоянной нагрузки на изолирующие материалы высокими электрическими полями, так называемыми частичными разрядами). Также короткие замыкания могут возникать вследствие механических повреждений на стройплощадках и так далее, а также вследствие человеческого фактора (неправильная коммутационная операция в электрических распределительных устройствах из-за невнимательности к правилам техники безопасности).
Различаются короткое замыкание через металлический контакт («насыщенное» короткое замыкание) и короткое замыкание через аварийное сопротивление (активное и реактивное сопротивление).
При коротком замыкании через аварийное сопротивление может возникнуть электрическая дуга со своим напряжением дуги. Электрическая дуга носит сильно индуктивный характер, она является индуктивным сопротивлением и является причиной фазового сдвига [12].
В трехфазных электрических сетях различают следующие виды коротких замыканий:
1) Однофазное (замыкание фазы на землю) — K(1);
2) Двухфазное (замыкание двух фаз между собой) — K(2);
3) Двухфазное на землю (2 фазы между собой и одновременно на землю) — K(1,1);
4) Трёхфазное (3 фазы между собой) — K(3).
В электрических машинах возможны короткие замыкания:
1) Межвитковые — замыкание между собой витков обмоток ротора или статора;
2) Замыкание обмотки на металлический корпус.
Двухфазное короткое замыкание к тому же является тем видом, при котором протекает наибольший ток короткого замыкания просто потому, что источник питания переменного тока несмотря на короткое замыкание «еще» относительно «мало» нагружен, и при этом коротком замыкании еще располагает большими резервами энергии. По этой причине должны быть рассчитаны по максимальному возникающему двухфазному току короткого замыкания в килоамперах а также по термическим (тепловым воздействиям) и динамическим (силовым воздействиям) технологическое оснащение (алюминиевые провода, разъединители, силовые выключатели, трансформаторы тока, даже несущие металлические конструкции), а также над- и подземные (закопанные в землю) заземляющие устройства из меди или оцинкованной полосовой стали. Электротехнические инструкции и директивы по расчету токов короткого замыкания для электрических (высоковольтных) распределительных устройств соответствуют норме VDE Norm 0102.
11.2 Величина тока короткого замыкания
Большой ток короткого замыкания может возникнуть только тогда, когда в месте соединения больше нет активного и индуктивного сопротивления. Если между находящимися под напряжением проводниками есть сопротивление хотя бы очень маленькой величины, тогда речь идет о процессе, подобном короткому замыканию.
Между фазовым проводом (например, L1) и N (нулевой провод) прилаживается напряжение 230 В, 50 Гц аварийного тока относительно потенциала земли, так как N заземлен и представляет собой противоположный полюс, и между фазовым проводом (L1) относительно фазового провода (L2) и /или (L3) прилаживается напряжение ~400 В тока короткого замыкания.
Этот ток во время длительности короткого замыкания tk определяется, точнее ограничивается, внутренним сопротивлением Ri источника питания (практически вторичной обмоткой предвключенного трансформатора местной электросети) или также сопротивлением дуги в месте короткого замыкания, аварийным сопротивлением в месте короткого замыкания и сопротивлениями проводников (активное и реактивное сопротивление) прямого и обратного провода[2].
11.3 Последствия возникновения коротких замыканий
Недостаточное ограничение тока короткого замыкания или же подобных короткому замыканию аварийных токов может привести к повреждениям из-за перегрева проводов или кабелей, или же электрических компонентов распределительных устройств, если они не защищены предохранителями.
Предохранители должны при появлении большого тока короткого замыкания расплавляться и при этом как можно скорее отделять место короткого замыкания от остальной «здоровой» сети электроснабжения. Отключение должно происходить очень быстро в зависимости от установки (максимально в течении 1/10 секунды), должно различаться в зависимости от характеристики области применения (домашнее оборудование, защита электроники, защита управления и т.д.), для того, чтобы уменьшить последствия пробоя изоляции и тока короткого замыкания.
Если это не произойдет, не исключена возможность возникновения пожара. Для предотвращения последствий коротких замыканий в сетях низкого напряжения применяются так называемые линейные защитные автоматы и плавкие предохранители различных характеристик.
В сетях высокого и среднего напряжения применяются специальные реле защиты сети.
Также существует механическая прочность, например сборных шин, которую оценивают по току короткого замыкания. Вследствие большого тока появляются невероятные прямо и противоположно направленные магнитные поля. Из-за частоты сети эти механические нагрузки имеют динамический характер поведения [4].
11.4 Методы защиты от токов короткого замыкания
Для защиты от короткого замыкания принимают специальные меры:
а) Ограничивающие ток короткого замыкания:
1) устанавливают токоограничивающие электрические реакторы;
2) применяют распараллеливание электрических цепей, то есть отключение секционных и шиносоединительных выключателей;
3) используют понижающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения;
4) используют отключающее оборудование - быстродействующее коммутационные аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания то есть плавкие предохранители, автоматические выключатели.
б) Применяют устройства релейной защиты для отключения поврежденных участков цепи
11.5 Цели расчета токов коротких замыканий
Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания (КЗ); для выбора уставок и оценки возможного действия релейной защиты и автоматики; для определения влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи; для выбора заземляющих устройств.
По режиму КЗ электрооборудование проверяется на электродинамическую и термическую стойкость, а коммутационные аппараты - также на коммутационную способность.
Расчету для выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ подлежат:
1) начальное значение периодической составляющей тока КЗ;
2) апериодическая составляющая тока КЗ;
3) ударный ток КЗ;
4) действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи.
11.6 Условия и основные допущения, принимаемые при расчетах токов короткого замыкания
При расчетах токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ допускается:
1) использовать упрошенные методы расчетов, если их погрешность не превышает 10%;
2) максимально упрощать и эквивалентировать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту КЗ;
3) не учитывать ток намагничивания трансформаторов;
4) не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;
5) принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения сетей, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 37; 24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ;
6) не учитывать влияние синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки, если их суммарный номинальный ток не превышает 1,0% начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей или комплексной нагрузки.
Учитывая дискретный характер изменения параметров электрооборудования, расчет токов КЗ для его проверки допускается производить приближенно, с принятием ряда допущений, при этом погрешность расчетов токов КЗ не должна превышать 5 - 10 % (РД 153-34.0-20.527-98).
Расчет токов КЗ
Пример задачи.
Дано:
ЭМЦ получает ЭСН от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой ТП – 0,5 км, а от ЭНС до ПГВ – 10 км. Напряжение на ПГВ – 10 кВ.
Решение:
Составляем схему замещения и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.
 Рис. 1. Схема ЭСН расчетная
Вычисляем сопротивления элементов и наносим на схему замещения.
2.1 Данные для трансформатора ТМ-630-10/0,4 находим по таблице (Приложение 14).
Соединение «Υ-Υ».
Полная мощность трансформатора ST=630 KB·A;
Линейное напряжение обмотки ВН UНВН=10 кВ;
Линейное напряжение обмотки НН UННН=0,4 кВ
RT = 3,1 мОм;
ХТ = 13,6 мОм;
ZT = 14 мОм;
 = 129 мОм.
2.2) Данные для трансформатора тока КТТ 500/5 находим по таблице (Приложение 15).
RTT = 0,05 мОм;
XTT = 0,07 мОм.
2.3 Рассчитываем сопротивление ВЛ.
ВЛ – АС-3х10/1,8. Длина ВЛ = 9,5 км
Для линий кабельных, воздушных и шинопроводов находим из соотношений:
 ; 
где r0 и x0 – удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м.
Lл – протяженность линии
r0 – определяем по формуле 
где S – сечение проводника, мм2;
γ – удельная проводимость материала, м/(Ом·мм2)
Принимается γ=30 м/(Ом·мм2) – для алюминия
γ=50 м/(Ом·мм2) – для меди
γ=10 м/(Ом·мм2) – для стали
 мОм/м
х0 - принимается равным:
х0ВЛ = 0,4 мОм/м – для воздушных линий;
х0КЛ = 0,06 мОм/м – для кабельных линий;
х0ПР = 0,09 мОм/м – для проводов;
х0ш = 0,15 мОм/м – для шинопроводов.
Rл’ = 3,33 · 9,5 = 31,6 Ом
Хл’ = 0,4 · 9,5 = 3,8 Ом
Сопротивления элементов ВН приводим к НН по формулам:
 
2.4 Данные для кабельных линий находим по таблице (Приложение 16):
КЛ1 кабель АВВГ – 3х (3х95)
r0’= 0,33 мОм х0=0,08 мОм
Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то
 мОм/м
Rкл1=r0·Lкл1=0,11·500 = 55 мОм
Хкл1=х0·Lкл1=0,08·500 = 40 мОм
КЛ2 кабель АВВГ – 3х (3х16)
r0’= 1,95 мОм х0=0,095 мОм
Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то
 мОм/м
Rкл2=r0·Lкл2=0,65·53 = 34,4 мОм
Хкл2=х0·Lкл2=0,095·53 = 5,0 мОм
2.5 Данные на ступени распределения (РП-1) определяем по таблице (Приложение 17).
Rcт1 = 15 мОм
Rст2 = 20 мОм
2.6 Для шинопровода ШРА-630 данные определяем из таблицы (Приложение 18)
r0 = 0,1 мОм; х0 = 0,13 мОм
Rш=r0 · Lш = 0,1 · 2 = 0,2 мОм
Хш=х0 · Lш = 0,13 · 2 = 0,26 мОм
2.7 Для автоматов данные находим из таблицы (Приложение 19).
Сопротивления предохранителей не учитываются, а у рубильников учитываются только переходное сопротивление контактов.
Rа – активное сопротивление;
Ха – реактивное сопротивление;
Rп – переходное сопротивление.
SF1 (600A) Ra = 11.12 Xa = 0,13 Rп = 0,25 мОм
SF2 (200A) Ra = 0.4 Xa = 0,5 Rп = 0,6 мОм
SF3 (70A) Ra = 2.4 Xa = 2 Rп = 15 мОм
2.8) Упрощаем схему (рис.2) и строим упрощенную схему замещения (рис.3):
Рис.2 Рис.3
2.9) Вычисляем сопротивления активное, реактивное и полное до каждой точки КЗ и заносим в сводную ведомость:
КЗ 1
Rk1=61,12 Xk1=17,6
КЗ 2
Rk2=Rk1+76,2=61,12+76,2=137,32мОм
Хл2=Хк1+40,76=17,6+40,76=58,36мОм
КЗ 3
Rk3=Rk2+37,8=137,32+37,8=175,12 мОм
Хл3=Хк2+40,76=17,6+40,76=58,36 мОм
2.10 Для расчета ударных коэффициентов рассчитываем соотношения:
Rk1/Xk1 = 61,12/17,6 = 3,47
Rk2/Xk2 = 137,32/58,36 = 2,35
Rk3/Xk3 = 175,12/58,36 = 3,0
2.11 Рассчитываем коэффициенты Ку – ударный коэффициент по формуле:
Данные находим по зависимости , по графику 1:
График 1. Зависимость 
2.12 Коэффициент действующего значения ударного тока:
q1=q2=q3=1
2.13 Трехфазное КЗ:
2.14 Действующее значение трехфазного ударного тока:
Ударный ток определяем по формуле:
2.15 Двухфазное КЗ находим по формуле:
2.16 Составляется схема замещения для 1-фазных токов КЗ:
Удельное активное сопротивление «фаза-ноль»
Rплк1=2·r0·Lкл1=2·0,329·500=329 Ом
Хпкл1=х0·Lкл1=0,15·500=75 мОм
где r0 и x0 – удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м
r0 – из таблицы (приложения № 16)
х0 - принимается равным (повторение, см выше):
х0ВЛ = 0,4 мОм/м – для воздушных линий;
х0КЛ = 0,06 мОм/м – для кабельных линий;
х0ПР = 0,09 мОм/м – для проводов;
х0ш = 0,15 мОм/м – для шинопроводов.
Rш=r0·Lш=0,2 мОм (повтор)
Хш=х0·Lш=0,26 мОм (повтор)
Rплк2=2·r0·Lкл2=2·1,95·53=206,7 мОм
Хпкл2=х0·Lкл2=0,095·53=5,0 мОм
Упрощаем схему:
Полное сопротивление Zп «фаза-ноль» до точки КЗ, Ом:
Zп1=15
Расчет 1-фазного КЗ производим по формуле:
где Uкф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;
Zп – полное сопротивление петли «фаза-нуль» до точки КЗ, Ом;
ZТ(1)- полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом (Таблица 1, п.2.1 (см выше)).
2.17 Сводная таблица токов КЗ:
№ точек КЗ
|
Трехфазные токи КЗ
|
Двух-фазные токи КЗ
|
Однофазные токи КЗ
|
Точка КЗ
|
Rк, мОм
|
Хк, мОм
|
Zк, мОм
|
Rк/Xк
|
Ку
|
q
|
Iк(3), кА
|
iу, кА
|
I∞(3), кА
|
Iк(2), кА
|
Rп, мОм
|
Хп, мОм
|
Zп, мОм
|
Iк(1), кА
|
К1
|
61,12
|
17,6
|
63,5
|
3,47
|
1,0
|
1
|
3,65
|
5,14
|
3,65
|
3,17
|
15
|
-
|
15
|
3,9
|
К2
|
137,32
|
58,36
|
148,8
|
2,35
|
1,0
|
1
|
1,55
|
2,18
|
1,55
|
1,34
|
349,2
|
75,26
|
371,9
|
0,55
|
К3
|
175,12
|
65,36
|
186,7
|
2,66
|
1,0
|
1
|
1,24
|
1,74
|
1,24
|
1,07
|
206,7
|
5
|
576,5
|
0,37
|
12. Расчет заземляющегося устройства
12.1 Значение полного тока замыкания на землю на стороне высокого напряжения Iз , А, определяется из выражения
Для шин 35кА значение емкостного тока равно
 .
Сопротивление заземляющего устройства для сети высокого напряжения Rз, Ом, равно
 ,
Принимаем Rз=50 Ом.
В качестве заземлителя необходимо выбрать прутовой электрод длиной  и диаметром  . Тогда сопротивление одиночного прутового электрода такого исполнения определяется по эмпирической формуле
где  - удельное сопротивление грунта.
Количество заземлителей n определятся из выражения
 ,
где  - коэффициент использования заземления.
Для шин 35кВ
 .
Приложение А
Перечень тем курсовых проектов
1.Электроснабжение и электрооборудование ремонтно-механического цеха.
2. Электроснабжение и электрооборудование участка кузнечно-прессового цеха.
3. Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха.
4. Электроснабжение и электрооборудование автоматизированного цеха.
5. Электроснабжение и электрооборудование механического цеха тяжелого машиностроения.
6. Электроснабжение и электрооборудование цеха обработки корпусных деталей.
7. Электроснабжение и электрооборудование механического цеха серийного производства.
8. Электроснабжение и электрооборудование насосной станции.
9. Электроснабжение и электрооборудование учебных мастерских.
10. Электроснабжение и электрооборудование цеха механической обработки деталей.
11. Электроснабжение и электрооборудование инструментального цеха.
12. Электроснабжение и электрооборудование механического цеха.
13. Электроснабжение и электрооборудование цеха металлоизделий.
14. Электроснабжение и электрооборудование участка механосборочного цеха.
15. Электроснабжение и электрооборудование цеха металлорежущих станков.
16. Электроснабжение и электрооборудование сварочного участка.
17. Электроснабжение и электрооборудование прессового участка.
18. Электроснабжение и электрооборудование участка токарного цеха.
19. Электроснабжение и электрооборудование строительной площадки жилого дома.
20. Электроснабжение и электрооборудование узловой распределительной подстанции.
21. Электроснабжение и электрооборудование комплекса томатного сока.
22. Электроснабжение и электрооборудование гранитной мастерской.
23. Электроснабжение и электрооборудование деревообрабатывающего цеха.
24. Электроснабжение и электрооборудование шлифовального цеха.
25. Электроснабжение и электрооборудование комплекса овощных закусочных консервов.
26. Электроснабжение и электрооборудование светонепроницаемой теплицы.
Приложение Б
График выполнения курсового проекта
Номер
недели
|
Содержание работы
|
часы
|
1
|
2
|
3
|
1
|
Выдача задания на курсовое проектирование
|
|
2
|
Краткое описание технологического процесса с отнесением
отдельных приемников и потребителей по надежности электро-
снабжения к соответствующей категории, краткая
характеристика среды производственных помещений
|
3
|
3
|
Определение электрических нагрузок по цехам и предприятию в целом
|
3
|
4
|
Выбор рационального напряжения питающей сети. Выбор
числа и мощности трансформаторов главной понизительной
(ГПП) и цеховых подстанций
|
4
|
5
|
Выбор схемы электроснабжения завода
|
3
|
6
|
Расчет компенсации реактивной мощности. Выбор схемы
электрических соединений главной понизительной подстанции
или центрального распределительного пункта . СОДЕРЖАНИЕ И
|
2
|
7
|
Расчет токов короткого замыкания и выбор коммутационно-
защитной аппаратуры в сети высокого и низкого напряжения
|
3
|
8
|
Выбор конструкции распределительного устройства высокого
напряжения ГПП, ГРП или распределительного пункта,
трансформаторной подстанции
|
2
|
9
|
Расчет цеховой сети одного из цехов промышленного предприятия, электроснабжение которого подробно разрабатывается в проекте
|
3
|
10-12
|
Оформление чертежей
|
7
|
13
|
Сдача готового проекта на проверку преподавателю
|
14
|
Защита курсового проекта
|
Приложение В
Автономная некоммерческая профессиональная образовательная организация
«УРАЛЬСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Задание на курсовой проект
№__________
Студенту (ке)________________________________________________________________________________________
гр. аЭП-305 специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»
по разделу МДК.01.03.02 «Электроснабжение отрасли»
Задание выдано «___» ____________ 20__ г.
Срок окончания «___» ____________ 20__ г.
Руководитель________________________________
|
