Электроснабжение насосной

 

I_дд^’ ≥ I_{н р}

 

I_дд^’ = I_дд * k_п1 * k_п2 * 0,92 (19)

 

где  k_п1 – поправочный температурный коэффициент (Кнорринг Г.М. таблицы 12.10);

k_п2 – коэффициент, зависящий от количества параллельно прокладываемых рядов кабелей и от расстояния между ними (Кнорринг Г.М. таблицы 12.33).

2.10.3. Проверка по потере напряжения

 

Рис.2 Проверка по потерям напряжения

                                                 ∆U_доп > ∆U_общ                  (20)

 

∆U_общ = ∆U₁ + ∆U₂ (21)

 

                                              ∆U = М  ∕  C * S        (22)

 

                           М = Р_{max 1Щ} * L            (23)

 

 

где  М – момент участка;

  L – длина кабеля;

  S – сечение кабеля;

C – коэффициент учитывающий конструкцию сети, т.е. напряжение и материал (Кнорринг Г.М. таблица 12.46 );

∆U₁ ; ∆U₂ – потери напряжения на первом и втором участках

∆U_доп – допустимые потери в сети (Кнорринг Г.М. таблица 12.45).

 

 

2.10.4 Проверка по чувствительности автоматов к токам однофазных КЗ

                          I_кз^’ =  U_ф  ∕  (Z_тр  ∕ 3 + Z_{n ф-0})   (24)

 

Z_{n ф-0} = Z_{уд.n ф-0} * L     (25)

 

I_кз^’ ≥ 3 I_{н р} – для электроприёников расположенных в нормальной среде и взрывоопасной класса  В-1г;

I_кз^’ ≥ 6 I_{н р} – для электроприёников расположенных во  взрывоопасной среде класса  В-1;  В-1а.

где  Z_тр – полное сопротивление трансформатора берётся из  методических указаний к выполнению курсового проекта, таблица

П-30;

Z_{n ф-0} – сопротивление фаза – ноль;

Z_{уд.n ф-0} – сопротивление фаза – ноль удельное (Беляев таблица 7).

Пример  расчёта. Выбираем кабели для электродвигателей М104.1, М104.2 насосов Н102.1, Н104,2 (кабели проходят от блоков управления до электродвигателей).   

1. Проверка  по нагреву

I_дд ≥ I_расч

Iном = = 30 ∕ 1,73 * 0,38 * 0,85*0,9 = 63,82 (А);

I_дд = 75 А,  выбираем кабель АВВГ 4*25 (мм);

75 А ≥ 63,82 А – условие выполняется, кабель проходит по нагреву.

2. Проверка  сечения по отключающей способности  автомата

I_дд^’ ≥ I_расч

I_дд^’ = I_дд * k_п1 * k_п2 * 0,92 = 75 * 1 *0,92 =69 (А);

69 А ≥ 68 А – условие выполняется, кабель проходит по отключающей способности автомата.

Выбираем кабели для электродвигателей М102,1, М102.2 насосов Н102.1 и Н102.2 (кабели проходят от щита 0,4кВ до блоков управления).

 

    1. Проверка по нагреву

I_дд ≥ I_расч

I_расч = = 75 ∕ 1,73 * 0,38 * 0,85*0,9 = 158,4 (А);

I_дд = 200 А,  выбирается кабель АВВГ 4*120 ;

200А ≥ 158,4 А –условие выполняется, кабель проходит по нагреву.

2. Проверка  сечения по отключающей способности  автомата

I_дд^’ ≥ I_расч

I_дд^’ = I_дд * k_п1 * k_п2 * 0,92 = 200 * 1 *0,92 =184 (А);

184 А ≥ 160 А – условие выполняется, кабель проходит по отключающей способности автомата.

Выбирается кабель от щита 0,4кВ до 1Щ

1 Проверка по нагреву

I_дд ≥ I_расч

I_расч =68,79 (А);(таблица 1 расчет нагрузок)

I_дд = 110 А,  выбирается кабель АВВГ 4*50 (мм);

110 А ≥ 68,79 А – усл. выполняется, кабель проходит по нагреву.

2 Проверка сечения по отключающей способности автомата

I_дд^’ ≥ I_расч 

I_дд^’ = I_дд * k_п1 * k_п2 * 0,92 =110  * 1 *0,92 =101,2 (А);

101,2 А ≥ 100 А – условие выполняется, кабель проходит по отключающей способности автомата.

 

 

 

 

     Провода и кабели напряжением выше 1 кВ выбираются по экономической плотности тока

   S_эк. = I_расч.  ∕  j_эк.        (26)

где  I_расч. – ток нормального режима;

      j_эк – экономическая плотность тока (определяется по ПУЭ

таблица 1.3.36).

Пример  расчёта. Выбирается кабели напряжением 10кВ, подходящие  к КТП от КРУ 10кВ.

Вычисляется ток нормального режима

I_расч =1,4*S_{н тр.}  ∕ √3 * U_н = 1,4*160/1,73*10=12,9 (А).

В зависимости  от материала проводника, его изоляции, а также от количества часов использования  максимальной нагрузки в год,  определяем экономическую плотность тока

j_эк. = 1,2.(таблица П-28 метод. Указания)

 

Вычисляется экономическое сечение проводника

S_эк. = I_расч. ∕  j_эк = 12,9 ∕ 1,2 = 10,75 (мм²).

По  полученному экономическому сечению  выбираем марку кабеля – АСБ - 3*16  (мм²)-(ПУЭ таб.1.3.18)

I_дд = 75 (А);

I_дд^’ = I_дд * k_п1 * k_п2 * 0,92 = 75 * 1 *0,92 =69 (А);

I_дд^’ ≥ I_расч ;

69 А ≥ 12,9 А – условие выполняется, кабель проходит по нагреву.

    Выбор остальных кабелей смотри в однолинейной схеме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка кабеля по потерям напряжения

Расчёты выполняется для самого удалённого электроприёмника, в данном случае для электродвигателя М101.2 насос Н-101,2. Длину кабеля определяется по чертежу, от щита 0,4кВ до 1Щ и от 1Щ до электродвигателя М101.1.

Определяются потери напряжения на первом и втором участках КЛ

 

 

∆U₁ = Р_{max 1Щ} * L  ∕ C * S = 35,13 * 12 ∕ 44 * 50 = 0,21 % ;

∆U₂ = Р_двиг. * L ∕ C * S = 30* 60 ∕ 72 * 16Ф = 0,15 % ;

Находим общие потери напряжения на кабельной  линии 

∆U_общ = ∆U₁ + ∆U₂ = 0,15 + 0,21 = 0,36 % ;

В зависимости  от мощности трансформатора, коэффициента загрузки трансформатора и коэффициента мощности нагрузки определяем допустимые потери напряжения. Кноринг (12.45) 

∆U_доп = 4,9 % ;

∆U_доп > ∆U_общ

4,9 % > 0,36 % - условие выполняется, кабель проходит по потерям напряжения.

  Проверка по чувствительности автоматов к однофазным токам КЗ

I_кз^’ ≥3 I_{н р}- для электроприемников в среде В-1г.

           I_кз^’ =  U_ф  ∕  (Z_тр  + Z_{n ф-0})  (27)

где Z_{n ф-0} = Z_{уд.n ф-0} * L-(Беляев ст.38)

Z_тр –(Шеховцов таб.1.9.1) Z_тр =47 (мОм / м);

В зависимости  от сечений фазного и нулевого проводов определяется полное удельное сопротивление петли фаза-ноль 

Z_{уд.n ф-0} = 2,12 (мОм / м);  

Определяется полное сопротивление петли фаза-ноль 

Z_{n ф-0} = Z_{уд.n ф-0} * L = 2,12*60 =93,28 (мОм / м);

Вычисляется ток однофазного КЗ

I_{н р} =40 А

I_кз^’= 220 ∕ (47 + 93,28) = 1570 (А).

1570 А ≥ 120 А – условие выполняется, кабель проходит по чувствительности автоматов к однофазным токам КЗ.

 

 

 2.11 Расчёт токов короткого замыкания

 

Токи короткого замыкания рассчитывают для тех точек сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжелых условиях.

Расчет  токов короткого замыкания в  системе электроснабжения  промышленных предприятий производится упрощенным способом.

Для расчетов токов КЗ составляется расчетная  схема – упрощенная однолинейная схема электроустановки, в которой учитываются все источники питания , трансформаторы, КЛ.

По  расчетной схеме составляется схема  замещения, в которой указывают сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчета токов КЗ.

Генераторы, трансформаторы большой мощности, ВЛ, обычно представляют в схеме замещения  их индуктивными сопротивлениями, так  как их активные сопротивления  во много раз меньше индуктивных. КЛ 10 кВ, трансформаторы мощностью менее 1600 кВА в схеме замещения представляются активным и реактивным сопротивлениями.

Все сопротивления считаются двумя  способами: в именованных или  относительных единицах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Рассчитывается ток КЗ в точке К₁. Расчет ведем в относительных единицах. Сначала определяется сопротивление энергосистемы: X_1*=S_б/S_кз=1000/1100=0,9

Рассчитывается сопротивление воздушных линий: Х_{2 *}=(Х₀*L* S_б/U_ср² )/4=(0,4*4*1000/115² )/4=0,03.

Определяется результирующее сопротивление в точке К₁: Х_рез=Х_1*+Х_2*=0,9+0,03= 0,93

Вычисляется ударный ток в точке К₁: I_б=S_б/(√3*U_ср)=1000/(1,73*115)=5,02 кА;  

I_пок1=I_б/Х_рез=5,02/0,93=5,4 кА;

i_у=√2*I_пок1*K_у=1,41*1,96*5,4=14,96 кА.

Вычисляется К_у для точки К₁:

х/r=∞, К_у=1,96 – (К_у определяется по графику, по методическим указаниям к выполнению курсового проекта, стр. 65).

Рассчитывается ток КЗ в точке К₂. Определяется сопротивление трансформатора ТДТН-25000/110:

Х_Вн=(0,125*U_k% )/100* S_б/S_ном

Х_Нн=(1,75*U_k%)/100* S_б/S_ном

Х_В*=(0,125*10,5)/100*1000/25=0,52

Х_Н*=(1,75*10,5)/100*1000/25=7,32

Определяется результирующее сопротивление в точке К₂:

Х_рез=Х_резк1+Х_Вн+Х_Нн* =0,93+0,52+7,32=8,77

Определяется ударный ток в точке К₂:

I_б=S_б/(√3*U_ср)=1000/(1,73*10,5)=55,05 кА;

I_пок1=I_б/ Х_резк2=55,05/8,77=6,3 кА;

i_у=√2*I_пок2*K_у=1,41*6,3*1,96=17,46 кА.

Вычисляется К_у для точки К₂:

х/r=∞, К_у=1,96.  

Рассчитывается ток КЗ в точке К₃. Расчет ведем в именованных единицах. Определяем сопротивление трансформатора ТМЗ-160:

Х_5т=43,4 мОм, r_5т=18 мОм (индуктивное и активное сопротивление трансформатора находится по методическому указанию к выполнению курсового проекта, таблица П-20 стр.110).

 

 

 

Находится сопротивления автомата QF1 (вводной автомат А3744С I_на=500 А):

Х_6а=0,094 мОм, r_6а=0,12 мОм, r_к.а=0,25 мОм (сопротивления автомата находится по методическому указанию к выполнению курсового проекта, таблица П-21 стр.110).

Находится результирующее сопротивление в точке К₃:

Х_рез=Х_5т+Х_6а=43,4+0,094=43,5 мОм.

R_рез=R_5т+R_6а+R_6к.а=18+0,12+0,25=18,4 мОм.

Z_резк3=√(Х²_рез+R² _рез)=√43,5²+18,4²=47,21 мОм.

Определяется ударный ток в точке К₃:

I_пок3=U_ср/(√3*Z_рез)=0,4/(1,73*47,21)=4,89 кА.

i_у=√2*I_пок3*K_у=1,41*4,89*1,28=8,85 кА.

Вычисляется К_у для точки К₃:

  х/r=43,5/18,4=2,36 , К_у=1,28.  

Рассчитывается ток КЗ в точке К₄.

Определяется сопротивление автомата QF5 (автомат А3712Б I_на=160 А):

Х_7а=0,26 мОм, r₅=0,36 мОм, r₆=0,25 мОм.

Определяется сопротивление автомата QF6 (автомат ВА 51-31 I_на=100 А):

Х_8а=0,86 мОм, r_8а=1,3 мОм, r_8к.а=0,25 мОм.

Рассчитывается сопротивление автомата в блоке управления БМ 5130 4274 УХЛ 4 I_номА=160 А:

Х_9а=0,86 мОм r_9а=1,3 мОм, r_9а=0,25 мОм.

Рассчитывается сопротивление кабеля АВВГ 4х25мм²: (сопротивление кабеля определяется по методическому указанию к выполнению курсового проекта, таблица П-23 стр.111).

Х₀=0,066 мОм/км, r₀=1,335 мОм/км,

Х₁₀= Х₀*L=0,066*63=4,33 мОм, r₁₀=r₀*L=1,335*63=87,78 мОм.

Определяется результирующее сопротивление в точке К₄:

Х_резк4=Х_резк3+Х_7а+Х_8а+Х_9а+Х₁₀=43,5+0,26+0,86+0,86+4,33=95,89 мОм.

R_резк4=R_резк3+r_7а+ r_8а+ r_9а+ r₁₀+ r_7к.а+ r_8к.а+ r_9к,а = =18,4+0,36+1,3+1,3+87,78+0,25+0,25+10,25=119,89мОм.

Z_резк4=√(Х²_рез+R² _рез)=√95,89²+119,89²=153,15 мОм.

 

 

 

 

 

 

Рассчитывается ударный ток в точке К₄:

I_пок4=U_ср/(√3*Z_рез)=0,4/(1,73*153,15)=0,64 кА.

i_у=√2*I_пок3*K_у=1,41*0,64*1=0,89 кА.

Вычисляется К_у для точки К₄:

х/r=0,43, К_у=1

2.12 Проверка  оборудования и кабелей к току  короткого замыкания

 

Проверка  вводного шкафа ВН

Таблица-7

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные  данные
Uн.уст>Uн	10 кВ	10 кВ
Imax≤Iн	12,9 А	200 А
Iуд<Iскв	17,46 кА	70кА
Вк≤I2м*tоткл	27,58 кА2*с	450 кА2*с

 

   Проверка вводного шкафа НН

Таблица-8

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные  данные
Uн.уст>Uн	380 В	380 В
Imax≤Iн	258,24 А	630 А
Iуд<Iскв	8,85 кА	25 кА
Вк≤I2м*tоткл	16,6 кА2*с	100 кА2*с