Проектирование электроснабжения цеха

где R_уд ф-0, X_уд ф-0 – удельное сопротивление кабеля петли фаза-ноль, мОм/м.

Сопротивление кабеля петли фаза-ноль, питающего двигатель насоса (ВВГ 3×6+1,4) определяется по формулам (12.9) и (12.10):

Определяем суммарное сопротивление  до точек короткого замыкания:

• до точки K3:

	(12.22)
	(12.23)

• до точки K2:

	(12.24)
	(12.25)

 

• до точки K1:

	(12.25)
	(12.26)

 

12.2.2  Расчет токов короткого замыкания без учета сопротивления дуги

 

Определим токи металлического трехфазного  короткого замыкания:

• в точке K3:

(12.27)

где U_Ф – фазное напряжение сети, В.

• в точке K2:

• в точке K1:

 

12.2.3 Расчет токов короткого замыкания с учетом сопротивления дуги

 

Определяем токи однофазного короткого  замыкания с учетом сопротивления  дуги:

• в точки K3:

• в точке K2:

• в точке K1:

Сведем все рассчитанные токи короткого  замыкания в таблицу 12.1.

 

     Таблица 12.1 – Токи короткого замыкания цепи питания насоса

Точка КЗ	, кА	, кА	, кА	, кА
К1	0,65	0,628	1,407	1,363
К2	2,9	2,756	6,605	6,28
К3	31,215	25,134	38,866	27,586

12.3 Построение карты селективности

 

Перед построением карты селективности  необходимо выбрать все аппараты защиты цепи питания электроприёмника. Автоматический выключатель для защиты секции шин 0,4 кВ КТП.

Расчетный ток трансформатора КТП был определен ранее в пункте 9.2: I_{р п ГПП 0,4} = 3233,16 А.

На ввод в КТП от трансформатора выбран автоматический выключатель серии «Электрон» Э40В-УХЛ3 с номинальным током теплового расцепителя равным 4000 А, ток срабатывания отсечки равен 3·I_Н.Р. = 12000 А. Уставка по времени срабатывания при 6-и кратном токе – 4 с.

Выбор автоматического выключателя  защиты распределительного пункта ПР-4, от которого питается насос, произведён в пункте 6.8 – выключатель ВА51-37 с номинальным током I_{ном. выкл.} = 400 А и уставкой номинального тока расцепителя I_{ном. т.расц.} = 320 А.

Выбор автоматического выключателя  защиты насоса произведён в пункте 4.2 – выключатель АЕ2046М-10РУЗ-Б с номинальным током I_{ном. выкл.} = 63 А и уставкой номинального тока теплового расцепителя I_{ном. т.расц.} = 45 А, ток срабатывания отсечки равен 12·I_Н.Р. = 540 А.

Типы и уставки автоматических выключателей цепи питания станка представлены в таблице 12.2.

Карта селективности изображена на рисунке 12.3.

 

Таблица 12.2 – Параметры автоматических выключателей цепи питания насоса для построения карты селективности

Место установки автоматического выключателя	Тип автоматического выключателя	IН, А	Iр, А	Iн.р, А	Iс.о, А	tс.о, с	Iс.мгн, А
Ввод  в КТП от трансформатора	Э40В	4000	3233,16	4000	12000	0,04	31200
Отходящая линия к ПР-4	ВА51-37	400	275,7	320	3200	0,02	-
Линия к электроприёмнику (насос)	АЕ2046М	63	28,61	45	540	0,02	-

 

Проверка аппаратов защиты на селективность  производиться по следующему условию:

(12.28)

где t₁ – время срабатывания «младшей» защиты, с;

t₂ – время срабатывания «старшей» защиты, с.

Определим время срабатывания защит  по карте селективности (рисунок 12.3) и полученные значения сведем в таблицу 12.3.

 

Таблица 12.3 – Время срабатывания аппаратов защиты

Точка КЗ	Время срабатывания аппарата защиты, с
	А1	А2	А3
К1	0,02	60	более 1000
К2	–	0,02	750
К3	–	–	0,04

 

Произведем проверку селективности.

Для точки K1: условие селективности выполняется, так как время «старшей» защиты (60 с) во много раз превышает время срабатывания «младшей» защиты (0,02 с).

Для точки K2: условие селективности выполняется, так как время «старшей» защиты (750 с) во много раз превышает время срабатывания «младшей» защиты (0,02 с).

Для точки K3: защита A3 должна селективно срабатывать с защитой, установленной на ГПП предприятия, которая нам не известна.

На основании проверки на селективность  можно сделать вывод, что аппараты выбраны верно, так как они прошли проверку на селективность.

13 Расчёт показателей качества электрической энергии

13.1 Расчёт уровня напряжения для режима минимума нагрузки

 

Выбираем для расчета приёмник цеха – насос, расположенный на ПР-4.

 

Рисунок 13.1 – Схема электроснабжения вентилятора

 

Расчёт отклонения напряжения проверим в период минимума нагрузки. Минимальную  нагрузку принимаем равной 36% (из задания на курсовой проект) от расчётной нагрузки.

	(13.1)
	(13.2)

где δU₁^" – уровень напряжения на шинах 10 кВ РП, питающей цех в период         минимума нагрузки, %;

ΔU_ТП^"  – потеря напряжения в цеховом понижающем трансформаторе, %;

ΔU_КЛ3^"– потеря напряжения в линии высокого напряжения от РП до цеховой ТП,%;

ΔU_КЛ2^" , ΔU_КЛ1^"– потеря напряжения в кабельных линиях, %;

δU_доб^"– добавка напряжения, которая создается ПБВ цехового трансформатора, %.

(13.3)

Найдём потерю напряжения в высоковольтной кабельной линии КЛ3.

Сопротивление кабеля 10 кВ, питающего КТП цеха (АПвП 3×150) (пункт 12.1.1):

Падение напряжения в кабеле, питающем цеховой трансформатор:

	(13.4)
	(13.5)
	(13.6)

где P_р.ц. = 2001,4 кВт, Q_р.ц. = 479,63 кВар, S_р.ц. = 2058,06 кВ∙А – расчетная активная, реактивная и полная мощности в целом по цеху (пункт 6.2).

Найдём потерю напряжения в трансформаторе.

Активное и реактивное сопротивления трансформатора КТП:

Потеря напряжения в кабеле от шин 0,4 кВ КТП до ПР-4 (ВВГ 3×95+50).

Сопротивление кабеля 0,4 кВ, питающего  ПР-4 (пункт 12.1.1):

	(13.7)

где P_р.пр4., Q_р.пр4. – расчетная активная и реактивная мощности распределительного пункта ПР-4 (пункт 6.4).

Потеря напряжения в кабеле присоединения  электродвигателя насоса (кабель марки  ВВГ 3×6+1,5; пункт 12.1.1):

Данные электродвигателя АИР160S4, установленного в насосе:

cosφ = 0,89;
РР = РНОМ = 15 кВт;
	(13.8)

Отклонение напряжения в период минимума нагрузки:

(13.9)

где δU₁^" = 7 % (из задания на курсовой проект);  δU_{ДОБ ТП}^" = 0.

Следовательно, отклонение напряжения в период минимума нагрузки не превышает  допустимого значения.

 

13.2 Расчёт уровня напряжения для режима максимума нагрузки

 

Расчёт отклонения напряжения проверим в период максимума нагрузки.

(13.10)

где δU₁^’ – уровень напряжения на шинах 10кВ РП, питающей цех в период         максимума нагрузки, %;

ΔU_ТП^"  – потеря напряжения в цеховом понижающем трансформаторе, %;

ΔU_КЛ3^"– потеря напряжения в линии высокого напряжения от РП до цеховой ТП,%;

ΔU_КЛ2^" , ΔU_КЛ1^"– потеря напряжения в кабельных линиях, %;

δU_доб^"– добавка напряжения, которая создается ПБВ цехового трансформатора, %.