№ поз.

Наименование

Кол-во

1

Ковочный пресс

10

11,5

115

0,22

0,65

1,17

2

Тепл. завеса

2

3

6

0,7

0,8

0,75

3

Вентилятор

6

4

24

0,7

0,8

0,75

4

Печь сопротив. проходная трехфазн.

7

35

245

0,8

0,97

0,25

5

Печь сопротив. проходная трехфазн.

13

60

780

0,8

0,97

0,25

6

Печь сопротив. закалочная трехфазн.

7

20

140

0,65

0,97

0,25

7

Печь сопротив. закалочная трехфазн.

7

32

224

0,65

0,97

0,25

8

Муфельная печь сопротив. однофазн., 220 В

1

18

18

0,6

0,97

0,25

9

Печь индукционная однофазн., 220 В

1

24

24

0,7

0,4

2,29

кВАр, кВткВАр, кВА

Группа 1,

1

Ковочный пресс

10

11,5

115

0,22

0,65

1,17

25,3

29,6

10

46,5

29,6

Группа 2,

2

Тепл. завеса

2

3

6

0,7

0,8

0,75

4,2

3,15

3

Вентилятор

6

4

24

0,7

0,8

0,75

16,8

12,6

4

Печь сопротив. проходная трехфазн.

7

35

245

0,8

0,97

0,25

196

49

5

Печь сопротив. проходная трехфазн.

13

60

780

0,8

0,97

0,25

624

156

6

Печь сопротив. закалочная трехфазн.

7

20

140

0,65

0,97

0,25

91

22,8

7

Печь сопротив. закалочная трехфазн.

7

32

224

0,65

0,97

0,25

145,6

36,4

8

 Муфельн. печь сопротив. однофазн.220 В

1

18

18

0,6

0,97

0,25

10,8

2,7

9

Печь индукцион. однофазн.220 В

1

24

24

0,7

0,4

2,29

16,8

38,5

10

Освещение

92,2

0,95

0,53

1,58

87,6

138,4

Итого группа 2:

1553,2

1105,2

262

1192,8

459,6

Итого по цеху:

1239,3

489,2

1332,4

3. Расчет мощности компенсирующих устройств (КУ), выбор количества и мощности понижающих трансформаторов цеховой ТП, выбор рационального варианта размещения КУ

Варианты минимальной мощности цеховых трансформаторов:

,

где  - максимальный коэффициент загрузки трансформатора

Для двухтрансформаторных подстанций

Для однотрансформаторных подстанций

 - количество трансформаторов

Рассмотрим два варианта ТП:

. Однотрансформаторная ТП

Выбираем трансформатор

. Двухтрансформаторная ТП

Выбираем 2 трансформатора по

При нормативном максимальная мощность, поступающая из энергосистемы:

Требуемая мощность конденсаторной батареи (КБ)

Вариант 1: один трансформатор 1600 кВА.

Максимальная реактивная мощность, которую может пропустить трансформатор

Вариант 1а. Устанавливаем КБ полностью на стороне ВН.

; ;

Вариант 1б. Устанавливаем КБ на стороне НН.

Мощность КБ в варианте 1б:

Вариант 2: два трансформатора по 1000 кВА.

Максимальная реактивная мощность, которую могут пропустить трансформаторы

Вариант 2а. Устанавливаем КБ полностью на стороне ВН.

; ;

Вариант 2б. Устанавливаем КБ на стороне НН.

Мощность КБ в варианте 2б:

Технико-экономический расчет сравнения вариантов.

Расчетные затраты по варианту:

, где

 - затраты на КБ НН, не зависящие от ее мощности;

 - затраты на 1 МВАр КБ НН;

 - затраты на КБ ВН, не зависящие от ее мощности;

 - затраты на 1 МВАр КБ ВН;

  - стоимость электроэнергии;

 - потери мощности в трансформаторе;

 - приведенные затраты;

Вариант 1а:

Один трансформатор ТМЗ 1600/6-10/0,4-0,66У3, КБ на стороне ВН

По паспорту: потери КЗ , потери х. х.

Потери мощности в трансформаторе

Проходная КТП  кВА со шкафом ввода ВН (шкаф УВН) стоит

 т. руб. [46].

Приведенные затраты

Где  - нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений.

Приведенные затраты по варианту 1а:

Вариант 1б:

Один трансформатор ТМЗ 1600/6-10/0,4-0,66У3, КБ на стороне НН

Приведенные затраты по варианту 1б:

Вариант 2а:

Два трансформатора ТМЗ 1000/6-10/0,4-0,66У3, КБ на стороне ВН

По паспорту: потери КЗ , потери х. х.

Потери мощности в трансформаторе

Потери мощности в двух трансформаторах:

Двухтрансформаторная проходная КТП  кВА стоит

Приведенные затраты

Приведенные затраты по варианту 2а:

Вариант 2б:

Два трансформатора ТМЗ 1000/6-10/0,4-0,66У3, КБ на стороне НН

Потери мощности в двух трансформаторах:

Двухтрансформаторная проходная КТП  кВА без шкафов ВН (УВН) стоит

Приведенные затраты

Приведенные затраты по варианту 2б:

Наименьшие затраты () соответствуют варианту 1б:

Выбираем комплектную конденсаторную установку УКМ58-0,4-268-67 [2, c 23 таб.14]

УК - установка конденсаторная,

М - автоматически регулируемая по реактивной мощности,

- заводской номер схемы,

,4 - номинальное напряжение, кВ,

- номинальная мощность, кВАр,

- мощность ступени регулирования (мощность секции), квар,

У - климатическое исполнение (для умеренного климата),

- категория размещения (3 - помещение без искусственного климата).

. Выбор местоположения цеховой ТП, определение схемы и конфигурации цеховой распределительной сети

Минимальные приведенные затраты на распределительную цеховую эл. сеть НН имеют место при размещении ТП в центре электрических нагрузок (ЦЭН), координаты которого определяются по формулам [3, c 18 лекц.7]

 где

 - установленная мощность i-того ЭП,

,  - координаты i-того ЭП относительно произвольно назначенных осей координат.

Т.к. ЭП сильно различаются по режиму работы, воспользуемся среднесменной активной нагрузкой за наиболее загруженную смену

ЦЭН групп цеховых ЭП:

В - вентиляторы ,

КП - ковочн. пресс ,

П35 - печь сопр. проходная трехфазн.35 кВт ,

П60 - печь сопр. проходная трехфазн.60 кВт ,

П20 - печь сопр. закалочная трехфазн.20 кВт ,

П32 - печь сопр. закалочная трехфазн.32 кВт ,

ПМ - муфельная печь сопр. однофазн.220 В 6 кВт ,

ПИ - печь индукционная однофазн.220 В 20 кВА ,

Найдем ЦЭН цеха

Разместить цеховую ТП в центре нагрузок не возможно из-за размещенного там технологического оборудования. В данном случае наиболее рационально разместить ее на ближайшем к ЦЭН доступном месте: по стороне или .

Разместим ТП по стороне .

Для питания цеховых ЭП выберем магистральную схему электроснабжения по схеме трансформатор-магистраль.

Особенность схемы - отсутствие щита низкого напряжения на подстанции.

Недостатки - невысокая надежность, при сварке на ШМ (например КЗ) - отключаются все ЭП.

Достоинства - применяется при питании значительного количества ЭП, относительно равномерно распределенных по площади. Выполняется компактно с помощью колец шинопроводов, то есть гибкость и универсальность. Возможна перепланировка ЭП.

С помощью магистрального шинопровода, проложенного по нижнему поясу ферм поперек пролетов, питание подается к распределительным шинопроводам, которые монтируются вдоль пролетов и к которым подключаются ЭП. Также от магистрального шинопровода получают питание распределительные силовые пункты (распределительные шкафы).

Расположение КТП и конфигурация силовой распределительной сети 0,4 кВ

5. Расчет нагрузок на отдельные участки цеховой сети, выбор сечений участков, выбор коммутационной и защитной аппаратуры

Выбор магистрального шинопровода.

В цеховых распределительных сетях, выполненных по схеме трансформатор-магистраль, сечение магистрального шинопровода выбирают по номинальному току трансформатора с учетом его допустимой перегрузки:

Выбираем магистральный шинопровод ШМА4 [1, c 138 таб.2.52] с характеристиками:

; сопротивление петли фаза - ноль , ток динамической стойкости .

Основные типы секций, из которых комплектуется шинопровод: прямая, угловая, тройниковая, ответвительная с автоматическим выключателем . Расчет и выбор распределительного шинопровода ШР 1 и ответвления к нему от магистрального шинопровода.

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР 1.

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА4 [1, c 138 таб.2.52] с характеристиками:

,

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу, установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода:

, ВА57-39-35 [4],   номинальный ток тепл. расцепителя , , кратность тока отсечки , ток отсечки

Предельная коммутационная способность (ПКС) .

Проверка несрабатывания отсечки при пиковом токе: :

Пиковый ток группы ЭП: ,

где

 - расчетный ток группы,

 - кратность пускового тока самого мощного ЭП,

 - номинальный ток самого мощного ЭП.

Рассмотрим ЭП, с большим пусковым током. Среди ЭП можно выделить ковочный пресс, приводимый в движение асинхронным эл. двигателем,

Его номинальный ток:

При этом пиковый ток группы составит:

Расчетный пиковый ток составляет , , что говорит о том, что в момент пуска самого мощного ЭП, при работающих остальных ЭП группы, отсечка автоматического выключателя не сработает. Ложного отключения не произойдет.

Выбор сечения кабельной линии от магистрального к распределительному шинопроводу.

Кабель АВВГ (алюминиевые жилы, изоляция жил и оболочки из ПВХ, без защитного покрова - голый) проложен открыто по стенам и конструкциям здания с креплением скобами.

При , сеть напряжением ниже 1000 В, в соответствии с ПУЭ сечение проводников должно выбираться по нагреву рабочим током.

По соответствующей таблице длительно допустимых токов выбираем сечение по трем нагруженным жилам по условию  Для максимального сечения  длительно допустимый  недостаточен (). Выбираем два параллельных кабеля: АВВГ 3х185 + 1х95 с . Полная пропускная способность двух кабелей составляет

Проверка согласования уставки защитного аппарата  с выбранным сечением  (наличие защиты от перегрузки):  где нормативный

Для автоматов с комбинированным расцепителем, кабели с изоляцией из ПВХ, нормативный .

 условие соблюдается. Это означает, что в случае перегрузки кабеля, он будет успешно защищен расцепителем с обратно зависимой от тока характеристикой (тепловым расцепителем).

Расчет и выбор распределительного шинопровода ШР 2 и ответвления к нему от магистрального шинопровода.

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР 2.

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА4 с характеристиками:

, ток динамической стойкости

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу, установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода:

, ВА57-39-35,   номинальный ток тепл. расцепителя , , кратность тока отсечки , ток отсечки

Предельная коммутационная способность (ПКС) .

Проверка несрабатывания отсечки при пиковом токе: :

Пиковый ток группы ЭП:

Среди ЭП можно выделить ковочный пресс, приводимый в движение асинхронным эл. двигателем,

Его номинальный ток:

Пиковый ток группы:

Расчетный пиковый ток составляет ,

Выбор сечения кабельной линии от магистрального к распределительному шинопроводу.

Кабель АВВГ (алюминиевые жилы, изоляция жил и оболочки из ПВХ, без защитного покрова - голый) проложен открыто по стенам и конструкциям здания с креплением скобами.

По соответствующей таблице длительно допустимых токов выбираем сечение по трем нагруженным жилам по условию  Выбираем два параллельных кабеля: АВВГ 3х185+1х95 с . Полная пропускная способность двух кабелей составляет

Проверка согласования уставки защитного аппарата  с выбранным сечением  (наличие защиты от перегрузки):

Для автоматов с комбинированным расцепителем, кабели с изоляцией из ПВХ, нормативный .

 условие соблюдается.

Расчет и выбор распределительного шинопровода ШР 3 и ответвления к нему от магистрального шинопровода.

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР 3.

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА4 с характеристиками:

,

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу, установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода: , ВА57-39-35,   номинальный ток тепл. расцепителя , , кратность тока отсечки , ток отсечки ,

Предельная коммутационная способность (ПКС) .

Проверка несрабатывания отсечки при пиковом токе: :

Пиковый ток группы ЭП:

Среди ЭП можно выделить ковочный пресс, приводимый в движение асинхронным эл. двигателем,

Его номинальный ток:

Пиковый ток группы:

Расчетный пиковый ток составляет ,

Выбор сечения кабельной линии от магистрального к распределительному шинопроводу.

Кабель АВВГ (алюминиевые жилы, изоляция жил и оболочки из ПВХ, без защитного покрова - голый) проложен открыто по стенам и конструкциям здания с креплением скобами.

По соответствующей таблице длительно допустимых токов выбираем сечение по трем нагруженным жилам по условию  Выбираем два параллельных кабеля: АВВГ 3х185 + 1х95 с . Полная пропускная способность двух кабелей составляет  

Проверка согласования уставки защитного аппарата  с выбранным сечением  (наличие защиты от перегрузки):

Для автоматов с комбинированным расцепителем, кабели с изоляцией из ПВХ, нормативный .

 условие соблюдается.

Расчет и выбор распределительного шинопровода ШР 4 и ответвления к нему от магистрального шинопровода.

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР 4.

Наимен.                 Кол-во  , (приведенная)

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА4 с характеристиками:

,

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу, установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода:

, ВА57-39-35,   номинальный ток тепл. расцепителя , , кратность тока отсечки , ток отсечки

Предельная коммутационная способность (ПКС) .

Проверка несрабатывания отсечки при пиковом токе: :

Пиковый ток группы ЭП:

Среди ЭП можно выделить ковочный пресс, приводимый в движение асинхронным эл. двигателем,

Его номинальный ток:

Пиковый ток группы:

Расчетный пиковый ток составляет ,

Выбор сечения кабельной линии от магистрального к распределительному шинопроводу.

Кабель АВВГ (алюминиевые жилы, изоляция жил и оболочки из ПВХ, без защитного покрова - голый) проложен открыто по стенам и конструкциям здания с креплением скобами.

По соответствующей таблице длительно допустимых токов выбираем сечение по трем нагруженным жилам по условию  Выбираем два параллельных кабеля: АВВГ 3х185 + 1х95 с . Полная пропускная способность двух кабелей составляет  

Проверка согласования уставки защитного аппарата  с выбранным сечением  (наличие защиты от перегрузки):

Для автоматов с комбинированным расцепителем, кабели с изоляцией из ПВХ, нормативный .

 условие соблюдается.

Расчеты и выбор проводов ответвлений к ЭП и аппаратов защиты ответвлений.

В представленной таблице:

ЭП 1 - печь сопротив. проходная трехфазн.,

Бросок пускового тока короткий, поэтому  Ответвление выполнено в системе TN-C: четырехпроводной линией (три фазы и РЕN-проводник).

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2056МП [5]  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к.

ЭП 2 - печь сопротив. проходная трехфазн.,

Бросок пускового тока короткий, поэтому  Ответвление выполнено в системеC.

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2056МП  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки не выполняется, т.к.  Поэтому выбираем провод большего сечения: ,

ЭП 3 - печь сопротив. закалочная трехфазн.,

Бросок пускового тока короткий, поэтому  Ответвление выполнено в системе TN-С.

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2046МТ [5]  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к.

ЭП 4 - печь сопротив. закалочная трехфазн.,

Бросок пускового тока короткий, поэтому  Ответвление выполнено в системеС.

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2046МТ  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к.

ЭП 5 - Печь индукционная однофазн., ,

Бросок пускового тока короткий, поэтому Кп = 1. Ответвление в системе TN-S - трехпроводное: фаза, нейтраль и РЕ, рабочих проводников - 2.

Сечение, , , способ прокладки - в металлорукаве.

Автоматический выключатель АЕ2056МП  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к.

ЭП 6 - муфельная печь сопротив. однофазн., ,

Бросок пускового тока короткий, поэтому Кп = 1. Ответвление в системе TN-S - трехпроводное: фаза, нейтраль и РЕ, рабочих проводников - 2.

Сечение , , , способ прокладки - в металлорукаве.

Автоматический выключатель АЕ2046МТ  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки не выполняется, т.к.  Поэтому выбираем провод большего сечения: ,

ЭП 7 - ковочный пресс,  приводимый в движение трехфазным асинхронным эл. двигателем.

Ответвление может быть выполнено в системе TNС.

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2046МТ  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки не выполняется, т.к.  Поэтому выбираем провод большего сечения: ,

ЭП 8 - вентилятор,  приводимый в движение трехфазным асинхронным эл. двигателем.

Ответвление может быть выполнено в системе TN-С.

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2026 [6]  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к.

ЭП 9 - тепловая завеса,  приводимая в движение трехфазным асинхронным эл. двигателем.

Ответвление может быть выполнено в системе TN-С.

Сечение , , способ прокладки - в металлорукаве. В системе TNS ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ2026 [6]  номинальный ток теплового расцепителя , , ток отсечки .

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к.

6. Выбор ячейки 6 - 10 кВ, расчет сечения высоковольтного кабеля, расчет уставок защит на стороне 6 - 10 кВ

Расчетный ток кабеля 6 кВ в нормальном режиме

Кабель с бумажной изоляцией марки ААБ (алюминиевые жилы, бумажная изоляция, алюминиевая оболочка, бронированный), проложен в земле. Экономическая плотность тока при  = 4000 -

Экономическое сечение

Предварительно выбираем кабель ААБ 3х95 ,.

Расчетный ток в режиме допустимой 20% -ной перегрузки трансформатора

Проверка кабеля на термичекую стойкость при КЗ.

Ток трехфазного КЗ в начале кабельной линии (точка К1)

Максимально-токовая защита (МТЗ) выключателя  отстраивается по времени от срабатывания выключателя  (t = 0,3 c), поэтому время выдержки защиты на выключателе :

Кроме МТЗ на выключателе  обычно устанавливается токовая отсечка, которая имеет . Время протекания тока КЗ где  - время действия выключателя (примерно 0,1 с),  - время апериодической слагающей тока КЗ.

Минимальное термически устойчивое сечение кабеля

При надежной работе токовой отсечки (ТО)

где С = 92 из справочника [1, c 174 таб.2.72].

Если существует определенная вероятность отказа ТО, то в качестве резервной защиты будет выступать МТЗ. Тогда

,

,

т.е. сечение кабеля следует увеличить более, чем в два раза.

Полагая отказ ТО маловероятным, примем стандартное сечение кабеля ,

,

Выбор ячейки отходящей линии 6 кВ.

По максимальному току линии к КТП   выбираем:

Вариант 1: шкаф КРУ 10 кВ типа КМВ-10-20 с вакуумным выключателем ВВ/TEL-10-20/630-У2 (РК "Таврида Электрик" г. Москва),

 - ударный коэффициент, нормированный для выключателей [1, c 154] Вариант 2: шкаф КРУ 10 кВ типа СЭЩ-70 с вакуумным выключателем ВВУ-СЭЩ-П6-10-20/630У2 ("Электрощит" г. Самара),

Ударный ток         Ток электродинамической стойкости

Вариант 3: шкаф КРУ 10 кВ типа К10-06М с вакуумным выключателем ВБПВ-10-20/630 У3 ("БЭСТЭР монтаж" г. Новосибирск),

Ударный ток         Ток электродинамической стойкости

Все три варианта - выключатели одного класса со схожими техническими характеристиками. Поэтому выбор осуществляется по ряду дополнительных показателей. Это стоимость, надежность, удобство обслуживания, универсальность, ремонтопригодность и т.д.

В конце ХХ века вакуумный выключатель ВВ/TEL произвел переворот в мире коммутационной аппаратуры 6-10кВ и позволил совершить прорыв на пути создания современных КРУ высокой надежности, которые не требовали бы обслуживания коммутационного аппарата на протяжении всего срока службы. Легкость и неприхотливость конструкции ВВ/TEL позволяет встроить выключатель в любую существующую ячейку КРУ или КСО или создать новую с уникальными потребительскими качествами.

Сегодня ВВ/TEL применяется на пяти континентах мира, чем подтверждает свое соответствие самым жестким требованиям эксплуатации, будь это Кольский полуостров с зимним морским климатом, либо Египет с его изнуряющим зноем зимой и летом, либо Вьетнам с его влажным климатом.

Многообразие решений по применению вакуумных выключателей ВВ/TEL позволяет использовать аппарат как при модернизации существующих распределительных устройств, так и при новом строительстве.

Вакуумный выключатель ВВ/TEL в своём составе содержит коммутационный модуль серии ISM15, а также блок управления серий BU/TEL-220-05А, БУ/TEL-12А или БУ/TEL-21. Блок управления BU/TEL-220-05А используют исключительно совместно с блоком питания BP/TEL-220-02А.

ВВ/TEL-10-20/630-У2

В - выключатель

В - вакуумный- наименование серии

- номинальное напряжение, кВ

- номинальный ток отключения, кА

- номинальный ток, А

У - климатическое исполнение

- категория размещения

Расчет уставок релейной защиты на стороне 6 кВ.

Виды защит.

а) Токовая отсечка.

б) Максимально токовая с выдержкой времени.

в) Защита от перегрузки.

г) Токовая защита от замыканий на землю с действием на сигнал.

д) Защита минимального напряжения.

Все защиты реализованы с помощью микропроцессорного блока защиты, контроля и управления, установленного в шкафу отходящей линии КРУ.

а) Расчет первичного тока отсечки и коэффициента чувствительности (первая ступень токовой защиты).

Ток трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ КТП:

Сопротивление цепи КЗ включает в себя сопротивления: питающей системы , кабельной ЛЭП , , трансформатора , ,

Сопротивление системы, приведенное к напряжению 6 кВ:

Для кабеля 70  ,  [1, c 139 таб.2.53]

;

Трансформатор ТМЗ 1600 - 6-10/0,4-0,66-У3:  [2 с 7 таб.2]

Ток, протекающий через выключатель  при трехфазном КЗ в точке К3:

Первичный ток уставки токовой отсечки:

,

где  - коэффициент надежности.

При КЗ на шинах 0,4 кВ КТП отсечка работать не будет, т.к. ток уставки выше тока КЗ:

Коэффициент чувствительности ТО проверяется по току двухфазного КЗ в конце кабельной ЛЭП (точка К2).

Ток трехфазного КЗ:

Ток двухфазного КЗ:

Коэффициент чувствительности ТО:

нормируемый нижний предел чувствительности для основной защиты. Констатируем: требуемая чувствительность обеспечивается.

б) Расчет первичного тока МТЗ и коэффициента чувствительности (вторая ступень).

Ток возврата МТЗ должен быть больше пикового тока группового самозапуска, который протекает при возобновления питания после кратковременного перерыва

Ток через  при КЗ в точке К4:

- момент появления КЗ;

- момент отключения КЗ;

- окончание самозапуска двигателей на оставшихся в работе фидерах;

 - начальный ток самозапуска,  - ток возврата МТЗ,  - ток уставки (ток срабатывания) МТЗ.

Расчетный ток ЛЭП: .

Ток уставки МТЗ

 - коффициент надежности, для микропроцессорных реле

 - коэффициент самозапуска, ;

 - коэффициент возврата, для электромагнитных реле , для микропроцессорных реле .

МТЗ должна быть чувствительной к двухфазным КЗ на шинах 0,4 кВ ТП.

Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ: .

Коэффициент чувствительности

 - нормируемый нижний предел чувствительности для резервной защиты. Констатируем: имеется значительный запас чувствительности.

Выдержка времени МТЗ.

Вводной выключатель 0,4 кВ КТП () селектив*ного исполнения имеет выдержку времени . Для обеспечения селективности работы защиты при КЗ в точках К4 или К3 необходимо, чтобы МТЗ на выключателе , которая "видит" эти замыкания, имела выдержку времени  - ступень селективности для микропроцессорных защит.

в) Расчет первичного тока защиты от перегрузки с действием на сигнал (третья ступень).

Ток уставки

где

 - номинальный ток трансформатора;

где

 - коффициент надежности, для микропроцессорных реле ;

 - коэффициент возврата, для микропроцессорных реле .

Время выдержки защиты от перегрузки .

7. Расчет токов трехфазного КЗ в сети 0,4 кВ, проверка электрооборудования на устойчивость к токам КЗ, проверка чувствительности защиты

Выбор расчетных точек.

К1 - за вводным выключателем  - для проверки  на отключающую и включающую способность и шинопровода ШМА на динамическую стойкость;

К2 - за выключателем  - для его проверки на отключающую и включающую способность;

К3 - в начале шинопровода ШР1 - для его проверки на динамическую стойкость;

К4 - в начале ответвления от распределительного шинопровода к ЭП - для проверки выключателя  на отключающую и включающую способность;

К5 - в конце шинопровода Ш4 - для проверки чувствительности защиты от однофазных КЗ.

Расчет сопротивлений элементов эл. сети и эквивалентных сопротивлений до выбранных расчетных точек КЗ.

Сопротивление системы, приведенное к :

;

Сопротивление кабельной ЛЭП 6 кВ, приведенное к 0,4 кВ

Сопротивление трансформатора, приведенное к 0,4 кВ

Автоматический выключатель  типа Э-25В,

, [1, с 139];

переходное сопротивление контактных соединений до точки К1  [1, с 137].

Эквивалентное сопротивление до точки К1

Точка К2 расположена за автоматом ответвления к ближайшему распределительному шинопроводу:

; сопротивление петли фаза - ноль .

Сопротивление участка магистрального шинопровода длиной 13 м

Сопротивление автомата  ВА57-39-35, установленного в ответвительной секции магистрального шинопровода [1 c 139 таб.2.54]

Переходное сопротивление контактных соединений .

Эквивалентное сопротивление до точки К2

Точка К3 расположена в начале распределительного шинопровода ШР1 типа ШРА4: сопротивление двух параллельно проложенных кабелей: АВВГ 3х185 + 1х95 длиной 15 м - ответвления от магистрального к распределительному шинопроводу

Переходное сопротивление контактных соединений .

Эквивалентное сопротивление до точки К3

Точка К4 расположена непосредственно за автоматом  типа АЕ 2056 :

 [1 c 139 таб.2.54]

Эквивалентное сопротивление до точки К4

Расчет токов КЗ и проверка оборудования на устойчивость к токам КЗ.

Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К1:

Ударный коэффициент можно определить по кривым в зависимости от отношения  или по формуле:

Вводной выключатель КТПП-1600  типа Э-25В имеет номинальную рабочую наибольшую отключающую способность  - проходит.

Ток динамической стойкости вводного шкафа ШНВ-11,0 составляет  - проходит. Ток динамической стойкости магистрального шинопровода ШМА4 равен  - шинопровод проходит по динамической стойкости. Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К2:

Автоматический выключатель  типа ВА57-39-35, установленный в ответвительной секции ШМА имеет номинальную рабочую наибольшую отключающую способность  - проходит.

Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К3:

Ударный коэффициент:

Динамическая стойкость распределительного шинопровода ШРА4  - шинопровод проходит.

Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К4:

Автоматический выключатель  типа АЕ2056МП, установленный в ответвительной коробке ШРА4, имеет предельную коммутационную способность  - по отключающей способности выключатель проходит.

Расчет тока однофазного КЗ в удаленной точке сети 0,4 кВ и проверка

чувствительности работы защиты.

Расчетная точка К5 выбрана в конце распределительного шинопровода ШРА4 длиной 54 м. Параметры цепи КЗ:

сопротивление системы ;

сопротивление кабеля 6 кВ, приведенное к напряжению  ;

сопротивление трех последовательностей трансформатора  треугольник - звезда ;

сопротивление автоматического выключателя ;

сопротивление петли фаза-ноль ШМА длиной 35 м ; [1 c 138 таб.2.52]

сопротивление автоматического выключателя  ;

сопротивление петли фаза-ноль кабельной вставки - 2х (АВВГ 3х185 + 1х95) длиной 15 м к распределительному шинопроводу ШР4 определяется:

, ,

активное сопротивление кабелей 2х185

реактивное сопротивление кабелей 2х185

активное сопротивление нейтралей 2х95

реактивное сопротивление нейтралей 2х95

полное сопротивление кабелей 185+150

полное сопротивление нейтралей 95+95

Сопротивление петли фаза-ноль кабельной вставки - 2х (АВВГ 3х185 + 1х95) длиной 15 м к распределительному шинопроводу ШР4:

сопротивление петли фаза-ноль распределительного шинопровода ШРА типа ШРА4 длиной 54 м находится:

,

активное сопротивление одной шины шинопровода

реактивное сопротивление одной шины шинопровода

полное сопротивление одной шины шинопровода

Сопротивление петли фаза-ноль распределительного шинопровода ШРА типа ШРА4 длиной 54 м

сопротивление контактных соединений ;

Ток однофазного КЗ в точке К5

 где

 - сумма сопротивлений ШМА, кабельной вставки и ШРА.

сумма сопротвлений системы, кабеля 6 кВ, автоматов ,  и контактных соединений, для которых в справочниках приводятся активные и индуктивные сопротивления раздельно.

Замечание: полное сопротивление петли фаза-ноль  определено с некоторой ошибкой в сторону завышения, т.к. его слагаемые имеют различные фазовые углы.

Проверка чувствительности защиты в голове ШР4 (трансформатор треугольник - звезда).

При однофазном КЗ на ШР4 должна сработать отсечка автоматического выключателя ответвления ВА57-39, , с коэффициентом чувствительности не менее 1,4.

Коэффициент чувствительности

Требуемая чувствительность не обеспечивается. Для ее обеспечения понизим уставку отсечки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя: . Тогда коэффициент чувствительности  обеспечивается.

8. Расчет потерь напряжения в электрической сети и выбор положения переключателя отпаек силового трансформатора

Расчет сопротивлений элементов сети.

Кабельная линия 6 кВ  (на стороне 6 кВ, см. выше);

Понижающий трансформатор 6/0,4 кВ  (приведено к напряжению 0,4 кВ, см. выше);

Магистральный шинопровод длиной  с нагрузкой, равномерно распределенной по длине

Распределительный шинопровод ШР4

Расчет потерь мощности в понижающем трансформаторе

.

Схема замещения

Расчетная мощность на стороне 6 кВ

Потери напряжения в элементах сети в максимальном и минимальном режимах: кабельная линия 6 кВ

Трансформатор

Магистральный шинопровод ШМА

Распределительный шинопровод ШР4

Суммарная потеря напряжения до удаленных ЭП в максимальном режиме

Суммарная потеря напряжения до ближайших ЭП в минимальном режиме

Отклонение напряжения на зажимах ЭП:

, где

 - отклонение напряжения на шинах РП;

 - суммарная потеря напряжения от РП до ЭП;

 - добавка напряжения, зависящая от положения переключателя отпаек.

Выбираем положение переключателя отпаек по минимальному режиму из условия

допустимого отклонения напряжения на зажимах ближайшего ЭП: .

Принимаем , что соответствует отпайке .

Отклонение напряжения на зажимах ближайшего ЭП при  в минимальном режиме:

Отклонение напряжения на зажимах удаленного ЭП при D = 0% в максимальном режиме:

Все отклонения напряжения соответствуют ГОСТ 13109-97, т.к. находятся в пределах .

Библиографический список

1. Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Барыбина Ю.Г., "Энергоатомиздат", М., 1990.

. "Промышленные комплектные трансформаторные подстанции". Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Лыков Ю.Ф. СамГТУ, Самара, 2007.

. Курс лекций по дисциплине "Электроснабжение", СамГТУ, Самара 2013.

. www.expoelectro.ru/netcat_files/86/49/va57_39. pdf

. www.orionautomatic.ru/pdf/orion_automatic. pdf

. leg. co.ua. Технические характеристики автоматических выключателей типов АЕ20 и АЕ20М.

© 2003 - 2025 «Библиофонд»

Обратная связь

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Полная версия

Помощь по учебным работам

Консультация по курсовой работе

Консультация по дипломной работе ВКР

Консультация по реферату

Консультация по отчетам о практике