Расчет электроснабжения станкостроительного завода (стр. 16 из 21)
Определение периодической составляющей тока к.з.
В общем случае значение периодической составляющей равно, кА:
IП =
, (12.6)где Е*э - эквивалентная ЭДС источников питания, о.е.; Х*э - эквивалентное сопротивление схемы до точки к.з., о.е.;
базисное значение тока, кА
(12.7) 
Рисунок 12.10 Схема замещения для расчета токов к.з.
В дипломном проекте можно принять Е*э = 1, тогда
IП =
(12.8)1) для точки К-1
Х*Э1 = Х*с + Х*Л /2 = 1,1+7,43/2 = 4,82
По формуле (12.8) определим ток к.з.
IП1 =
.2) для точки К-2
Х*Э2 = Х*Э1 + Х*В/2 = 4,82+7,71/2 = 8,68
По формуле (3.4) определим ток к.з.
IП2 =
.3) для точки К-3
4)
а) выключатель разомкнут
Х*Э3 = Х*Э2 + Х*Н = 8,68+6 = 14,68
I’П3 =
.б) выключатель замкнут
Х*Э3 = Х*Э2 + Х*Н /2 = 8,68+6/2 = 11,68
I’’П3 =
.Для дальнейшего расчета будем использовать I’П3 = 11,24 кА.
12.4 Выбор кабельных линий к РП
Сечение кабелей должно удовлетворять следующим требованиям: экономичность, стойкость к нагреву в форсировочном режиме, термической стойкости при к.з.
Сечение кабелей рассчитывается по экономической плотности тока. Для кабелей с алюминиевыми жилами при Тmax= 4554,22 час jэк=1,4 А/мм2.
, (12.9)где Iр.м. – ток расчетный максимальный, А
(12.10)где n – число кабелей, проложенных в земле,
(12.11)При проверке кабелей на длительно допустимый ток учитывают число рядом проложенных в земле кабелей
Iр.ф.£ I’дл.доп
I’дл.доп = КN*Iдл.доп,
где КN – поправочный коэффициент на число работающих кабелей.
При проверке на термическую стойкость необходимо, чтобы выполнялось условие:
(12.12)С=92; tф = tРЗ + tПО + Та = 0,8+0,12+0,05=0,97 с
Например, для первого РП: n = 6
Выбираем стандартное сечение 3-х жильного кабеля с алюминиевыми жилами.
qст = 185 мм2
Для этого сечения длительно допустимый ток
Iдл.доп. = 340 А
Iр.ф = Iр.м. ·2 = 71,28×2 = 142,56 А
КN = 0,75 142,56 £ 255.
Выбранное сечение кабеля удовлетворяет условиям проверки на нагрев.
Выбор сечения кабелей на остальных РП осуществляется аналогично, поэтому результаты расчетов сведем в таблицу.
Таблица 12.2 Расчет сечения кабелей, отходящих от РП
| № РП | n | q, мм2 | qст, мм2 | Iр.м, А | Iр.ф, А | Iдл.доп, А | I’дл.доп, А | Iн.т, кА | Iп, кА |
| 1 | 6 | 50,91 | 185 | 71,28 | 142,56 | 340 | 255 | 17,3 | 11,2 |
| 2 | 6 | 58,37 | 150 | 81,71 | 163,43 | 300 | 225 | 14,0 | 11,2 |
| 3 | 6 | 44,08 | 150 | 61,71 | 123,43 | 300 | 225 | 14,0 | 11,2 |
| 4 | 4 | 55,10 | 185 | 77,14 | 154,29 | 340 | 255 | 17,3 | 11,2 |
| 5 | 6 | 58,37 | 185 | 81,71 | 163,43 | 340 | 255 | 17,3 | 11,2 |
| 6 | 6 | 58,37 | 185 | 81,71 | 163,43 | 340 | 255 | 17,3 | 11,2 |
| 7 | 4 | 32,24 | 120 | 45,14 | 90,29 | 260 | 195 | 11,2 | 11,2 |
Сечение шин выбирается по экономической плотности тока и проверяется на стойкость к нагреву в форсировочном режиме и электродинамическую стойкость.
Определим расчетный максимальный ток нормального режима:
Iр.ф.=2×Iр.м.=2749,28 А.
jЭ = 1,1 для алюминиевых шин при Тmax= 4554,22 час.
Выбираем шины коробчатого сечения
qст = 2440 мм2
Iдл.доп. = 6430 А > Iр.ф = 2749,28 А.
Основные параметры шин:
h =175 мм, b=80 мм, с=8мм, r=12 мм;
моменты сопротивления Wх-х = 122 см3, Wy-y = 25 см3, Wy0-y0 = 250 см3,
моменты инерции Jx-x = 1070 см4, Jy-y = 114 см4, Jy0-y0 = 2190 см4.
Проверка шин на электродинамическую стойкость производится по значению ударного тока трехфазного к.з.
где Ку = 1+е –0,01/Та = 1+е –0,01/0.05= 1.8 – ударный коэффициент.
При этом должно соблюдаться условие
(12.13)sдоп = 70 МПа
Усилие между фазами при протекании тока к.з.:
,где l = 1,2 м – длина шины между изоляторами,
а = 0,2м – расстояние между осями соседних фаз.
Напряжение в материале шин при взаимодействии фаз, МПа:
,т.е. условие (12.13) соблюдается.
12.6 Выбор гибких проводов на ВН и СН
Сечение шин выбирается по экономической плотности тока и проверяется на стойкость к нагреву в форсировочном режиме, термическую стойкость и по условиям коронирования.
Выбор проводов на ВН
jЭ = 1,1 для сталеалюминевых проводов при Тmax= 4956,31 час.
Выбираем провод АС-185/24, Iдл.доп. = 520 А
Iр.ф. = 2×Iр.м = 378,44 А, т.е. условие Iр.ф.£ Iдл.доп выполняется.
Проверка на термическую стойкость выполняется по условию:
Iн.т.³ IП1,
где IП1 = 3,12 кА – см. расчет токов к.з. для точки К-1.
С=90; tф = tРЗ + tПО + Та = 0,2+0,06+0,05=0,31с
29,9 > 3,21 кА, т.е. выбранное сечение термически стойко.
При проверке проводов по условиям коронирования должно выполняться условие:
1,07×Е £ 0,9×Е0 (12.14)
где Е – напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода, кВ/см;
Е0 – критическая начальная напряженность поля, при которой возникает разряд в виде короны, кВ/см.
(12.15)где r0– радиус провода, см;
r0 = DПР/2=1,89/2 = 0,945
DПР – диаметр провода, /15/;
Dср – среднегеометрическое расстояние между проводами фаз, см,
Dср = 1,26×D =1,26×400 = 504
D = 400 расстояние между проводами фаз, см.
(12.16)где m=0,82 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода.
Определим значения Е и Е0:
условие (12.14) 1,07×15,11 = 16,17 £ 0,9×32,49 = 29,24 не выполняется.
В РУ 110 кВ для уменьшения коронирования применяют расщепление проводов фаз. Напряженность электрического поля около поверхности расщепленного провода, кВ/см:
, (12.17)где К – коэффициент, учитывающий число проводов n в фазе;
rЭ – эквивалентный радиус расщепленного провода, см.
Возьмем число проводов в фазе n=4, тогда
,где а= 20 см – расстояние между расщепленными проводами.
условие (12.14) 1,07×6,08 = 6,51 £ 0,9×32,49 = 29,24 выполняется
Выбор проводов на СН
