Электроснабжение промышленных предприятий

где     r_т –  активное сопротивление трансформатора;

x_т –  индуктивное сопротивление трансформатора;

r_a –  активное сопротивление аппаратуры защиты;

x_a – индуктивное сопротивление аппаратуры защиты;

r_тт –  активное сопротивление трансформатора тока;

x_тт – индуктивное сопротивление трансформатора тока;

r_к - активное сопротивление кабеля на высокой стороне.  

 

                                              Рисунок 4

            

Активное сопротивление  трансформатора определяем по формуле, мОм

                                                     (48)

где      DР_м – потери трансформатора в меди, кВт;

U_ср.ном – среднее номинальное напряжение на низкой стороне, В;

S_ном – номинальная мощность трансформатора,  кВА.

Индуктивное сопротивление  трансформатора определяем по формуле, мОм

                              (49)

где      U_к – потери напряжения в трансформаторе, %.

 Сопротивления трансформатора тока и аппаратуры защиты выбираем по ([1], таб.2.54) с учётом номинального тока силового трансформатора на низкой стороне. 

Определяем активное сопротивление трансформатора по формуле 48, мОм

.

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора по формуле 44, мОм

             ^·          ·    = 27,52.

Номинальный ток силового трансформатора на низкой стороне определяем по формуле, А

                                                     (50)

По ([3],  таб.2.54) определяем

r_тт = 0,05 мОм;     х_тт = 0,07 мОм;    r_а = 0,12 мОм;   х_а = 0,084 мОм.

Рассчитываем активное и индуктивное сопротивления  трансформатора по формулам 45 и 46

r_т = 3 мОм;      х_т = 13,68 мОм;     r_к = 15 мОм – по условию.

Определяем активное результирующее сопротивление от точки  К1 до точки К2, мОм

r_{рез к2} = 0,12+0.05+15+3=18,17.

Определяем индуктивное  результирующее сопротивление от точки  К1 до точки К2, мОм

х_{рез к2} = 0,084+0,07+13,68=13,83.

Определяем полное результирующее сопротивление в точке К2 по формуле, мОм

                            (51)

Определяем трёхфазный ток короткого замыкания в  точке К2 по формуле 46, кА

Определяем значение ударного тока по формуле 47, кА, учитывая ударный коэффициент К_у=1,06.

i_{у к2} = 1,06× Ö 2× 10,13 =15,2 .

Для расчётов тока короткого  замыкания в точке К3 составляем схему замещения рисунок 5

 

 

 

 

 

 

 

где     r_к.н. – активное сопротивление линии низкого напряжения, мОм;

х_к.н.– индуктивное сопротивление линии низкого напряжения,     мОм

                         

Рисунок 5

 

Выбираем по ([5], таб.2.8) кабель на низкой стороне для ЩР-2 с учётом

номинального тока расцепителя автоматического выключателя на вводе в шкаф       ( l_к.н.= 0,19 км)

Определяем активное и индуктивное сопротивление  кабеля на низкой стороне по формуле 42 и 43, мОм

r_к.н.= 0,21Í190= 39,9;

х_к.н.= 0,06Í190=11,4.

Определяем результирующие значения сопротивлений в точке К3, мОм

r_{рез к3} = 18,17+39,9=58,1;

х_{рез к3}= 13,83+11,4=25,23.

Определяем полное результирующее сопротивление в точке К3 по формуле 45, мОм

Z_{рез к3}= Ö 58,1²+ 25,23²  = 63,34

Определяем ток короткого  трехфазного замыкания в точке  К3 по формуле 46, кА

I⁽³⁾_к3 =                     = 3,65.

 

Определяем значение ударного тока по формуле 47, кА, учитывая ударный коэффициент К_у=1,02.

iук3 = 1,02× Ö 2× 3,65= 5,25.

Определяем значение однофазного тока короткого замыкания    по формуле, кА

                                            (52)

где       Uф – фазное напряжение сети, В;

Zтр – полное сопротивление трансформатора току однофазного короткого замыкания на корпус с учётом сопротивлений прямой и нулевой последовательности, мОм;

Zпетли – полное сопротивление петли фаза-нуль кабеля.

Определяем по ([4], стр. 407)

Zтр= 43 мОм.

Определяем по ([3], табл. 7)

Zоп= 0,54 мОм/м;

Zпетли=0,54Í190=102,6.

Определяем значение однофазного тока короткого замыкания    по формуле 52, кА

Все данные расчетов по токам  К.З. занесем в таблицу 5

 

Таблица 5

№ точки	3 фазное К.З.						Однофазное К.З.
	Xк	rк	Zрез	Iк.з.	Ку	iуд	Zпетли	Iк.з.
1 2 3	0,032 13,8 25.2	0,045 18,1 58,1	0,2 22,8 63,68	30,3 10,1 3,65	1,08 1,06 1,02	46,3 15,2 5,25	102,	1,51

 

2.4.2 Проверка элементов по токам КЗ

Выбор и проверка высоковольтного  оборудования на токи короткого замыкания. Данные плавкого предохранителя ПКТ-103-10 ([1], с. 188, таблица 2,85) и заносим в таблицу 6

Таблица 6

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=36,42×2,2=87,41А IK(3) = 3,65 кА Вк1=28,4 кА2/с	Uном=10кВ Iном.р.= 100A     Iотк = 20 кА             Вкв = 1600 кА 2/с

 

Находим тепловой импульс для разъединителя  по формуле, кА²с

,                                              (53)

где t_защ.- время срабатывания защиты от короткого замыкания, с;

T_a - постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания, с ([4], c.359).

Находим тепловой импульс для разъединителя  по формуле 53

Выбираем и проверяем выключатель нагрузки на высокой стороне РВ-10/200-У2.Данные высоковольтного предохранителя сводим в таблицу 7.

Таблица 7

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=36,42 А iУ=5,25кА Вк1=28,4 кА2/с	Uном=10кВ Iном=1000 A iУ=41 кА Вкв = 1600 кА2/с

 

 

Находим тепловой импульс  для разъединителя по формуле, кА²с

 

,

(54)

 

где t_защ.- время срабатывания защиты от короткого замыкания, с;

T_a - постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания, с ([4], c.359).

Находим тепловой импульс для разъединителя по формуле 54

Выбираем и проверяем  выключатель нагрузки на высокой  стороне РВ-10/200-У2.Данные высоковольтного  предохранителя сводим в таблицу 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=14,5 iУ=2,91кА Вк1=1,6 кА2/с	Uном=10кВ Iном=200 A iУ=41 кА Вкв = 1024 кА2/с

 

 

2.5 Расчет заземляющих устройств и зануления

 

Грунт – сухой песок, материал-уголок размером 50×50×5 l=3,0 м. Климатическая зона II, расстояние между уголками, а=3,0 м.

Горизонтальный заземлитель - стальная полоса 40×5

Определяем удельное сопротивление грунта ([3], с.145).

r=300 Ом×м.

Определяем допустимое значение грунта с учетом удельного  сопротивления грунта по формуле

(55)

Определяем допустимое значение грунта с учетом удельного сопротивления грунта по формуле 55

Находим коэффициент  сезонности по ([3], с.146).

К_с=1,5

Рассчитываем сопротивление  грунта с учетом коэффициента сезонности по формуле, Ом×м.

rрасч=r.Кс,

(56)

Рассчитываем сопротивление  грунта с учетом коэффициента сезонности по формуле 56

r_расч=300×1,5=450

Определяем расчетное  сопротивление вертикального электрода  по формуле, Ом

(57)

где      L-длинна уголка, м;

d=0,95Íb, где b=0,05 ширина полки уголка.

t`= t₀ + 0,5l

Определяем расчетное  сопротивление вертикального электрода  по формуле 57

Определяем  предварительное число вертикальных заземлителей по формуле

                                              (58)

Определяем  предварительное число вертикальных заземлителей по формуле 58

Определяем  число вертикальных электродов по формуле, шт.

,                                              (59)

где R_з.ст.- допустимое сопротивление грунта, Ом.

Определяем  число вертикальных электродов по формуле 59

Принимаем 18

Длина горизонтального  заземлителя определяется по формуле

(60)

Определим длину горизонтального заземлителя определяется по формуле 60

Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя (полосы)

(61)

где       p_расг=р_гр·К_сг (значение К_сг для горизонтальной полосы и II климатической зоны по[3], табл. 64) К_с=4

d- для полосы шириной b

d=0,95×0,05=0,0475 м

t¹- 0,7м глубина заложения полосы, тогда

Определим сопротивление растеканию горизонтального заземлителя (полосы) по формуле 61

Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с  учетом коэффициента использования  η_г по [3, табл. 68] η_г=0,27

Сопротивление растеканию заземлителей с учетом сопротивления  горизонтального заземлителя

(62)

Определим сопротивление растеканию заземлителей с учетом сопротивления горизонтального заземлителя по формуле 62

Уточненное количество вертикальных заземлителей

(63)

Уточненное количество вертикальных заземлителей по формуле 63

Принимаем 12 уголков

 

 

 

Рисунок 6

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В своем курсовом проекте  я выполнила расчет  и выбор аппаратов системы электроснабжения сварочного участка. Сейчас большинство предприятий и цехов развивается, и увеличивают свою производственную мощность, закупает оборудование отечественного и импортного производства.

В проекте выбраны системы электроснабжения с учетом современных требований и установлены современные аппараты электроснабжения (автоматические выключатели серии ВА, выбраны распределительные пункты серии ПР8501 и кабели АВВГ, ВВГ). Электрические схемы сварочного участка построила таким образом, чтобы обеспечить удобство и безопасность их обслуживания, необходимое качество электроэнергии и бесперебойность электроснабжения потребителей в нормальных и аварийных условиях. В то же самое время схемы электроснабжения экономична по затратам, ежегодным расходам, потерям электроэнергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. При сооружении главных понизительных подстанций (ГПП) и других источников электроснабжения (питания) учитывала потребность в электроэнергии близлежащих потребителей.