Проектирование системы электроснабжения механического цеха (стр. 5 из 17)
где α – коэффициент снижения пускового тока.
Выбираем защиту для крана G = 5 т.
Рн1 = 7 кВт Iн1 = 20 А IнS. = 55 АРн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А Iпик. = 111 А
Рн3 = 11 кВт Iн3 = 28 А a = 1,6, пуск тяжёлый
Условия выбора плавкого предохранителя:
1) Uн.пр. = 380 В = Uуст. = 380 В
2) Iн.пп = 100 А > Iпл.вст. = 80 А
3) Iпл.вст. = 80 А >
= 
= 69,38 А,Принимаем для защиты ЯБПВУ‑1
. 
Выбираем защиту для крана G = 10 т.Рн1 = 11 кВт Iн1 = 32 А IнS. = 59 А
Рн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А Iпик. = 120 А
Рн3 = 16 кВт Iн3 = 20 А a = 1,6, пуск тяжёлый
Условия выбора плавкого предохранителя:
1) Uн.пр. = 380 В = Uуст. = 380 В
2) Iн.пп = 100 А > Iпл.вст. = 80 А
3) Iпл.вст. = 80 А >
= 
= 75 А,Принимаем для защиты ЯБПВУ‑1
.1.8 Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ и 0,4 кВ
1.8.1 Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ
ГПП завода питается от шин 110 кВ Волжской подстанции по ЛЭП‑110, длинной ℓ = 4 км. На ГПП‑1 установлены два силовых трансформатора Sн.тр.1 = 40 МВА Sн.тр.2 = 32 МВА, с расщепленными вторичными обмотками, работа шин 10 кВ раздельная. На районной подстанции установлены выключатели МКП‑110, их отключающая мощность по каталогу Sн.отк. = 4000 МВА.
 |
Рисунок 4 Расчетная схема токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания ведем в относительных базисных единицах.
За базисную мощность принимаем мощность системы, т.е.
Sб. = Sс. = 3500 МВА.
За базисное напряжение принимаем то напряжение, где произошло короткое замыкание, т.е. Uб. = 10,5 кВ.
Тогда базисный ток на ступени 10,5 кВ составит:
(30) 
кАВсе сопротивления отдельных элементов расчетной схемы приводим к базисным условиям:
· сопротивление системы х*б.с1
, (31)где S²с. – мощность системы сверхпереходная, МВА. S²с. = 4000 МВА (согласно задания).
· сопротивление линии ЛЭП‑110‑х*бл2
, (32)где х0 – индуктивное сопротивление линии, Ом/км. х0 = 0,4 Ом/км;
ℓ – длина линии, км. ℓ = 4 км (согласно задания).
· сопротивление трансформатора – х*бт3
, (33)где uк% – напряжение короткого замыкания, %. uк% = 10,5% (по паспорту трансформатора);
Sн.тр. – номинальная мощность трансформатора, МВА. Sн.тр. = 32 МВА (по паспорту трансформатора).
Сворачиваем расчетную схему относительно точки короткого замыкания и составляем схему замещения.
Результирующее базисное сопротивление х*б.рез. составит:
х*б.рез. = х*б.с1 + х*б.л2 + х*б.т3 = 0,875 + 0,42 + 22,97 = 24,26
Находим сверхпереходный ток короткого замыкания в точке К‑1:
кА (34)Так как Sc. = Sб., то х*б.рас. = х*б.рез. = 24,26.
При хб.рас.> 3 точка К‑1 считается электрически удаленной от источника питания, поэтому установившееся значение тока короткого замыкания I¥ будет равно сверхпереходному току короткого замыкания I².
I¥ = I² = 7,94 кА
Действующее значение полного тока короткого замыкания за первый период Iу.:
Iу. = 1,52 ´I² = 1,52 ´ 7,94 = 12 кА (35)
Максимальное значение ударного тока короткого замыкания iу:
iу. = 2,55 ´I² = 2,55 ´ 7,94 = 20,24 кА (36)
Сверхпереходная мощность короткого замыкания S²:
S² =
´Uб.´I² = ´ 10,5 ´ 7,94 = 144,4 МВА (37)1.8.2 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ
При расчете токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ, кроме индуктивного сопротивления силовых трансформаторов, шинопроводов, кабелей, проводов, учитываем также их активное сопротивление. Определяем сопротивление системы при U = 10,5 кВ:
(38) 
Все расчеты токов коротких замыканий ведем относительно ступениU = 0,4 кВ, поэтому приводим сопротивление системы при U = 10,5 кВ к ступени U = 0,4 кВ.
(39) 
Определяем сопротивление кабельной линии хк:
, (40)где х0 – среднее значение реактивного сопротивления линии, Ом/км.
х0 = 0,08 Ом/км. [8]
Ом
Так как активное сопротивление кабельной линии мало, то им пренебрегаем, считая, что rк. = 0.
Для расчета токов короткого замыкания определяем сопротивление отдельных участков электрической цепи на ступени 0,4 кВ: [8]
Сопротивление трансформатора ТП‑1000–10/0,4:
хтр = 8,56 мОм = 0,00856 Ом;
rтр = 1,95 мОм = 0,00195 Ом;
Сопротивление ШМА4–1600–44–1УЗ:
х0 = 0,17 мОм/м = 0,00017 Ом/м;
r0 = 0,031 мОм/м = 0,000031 Ом/м.
хшма = х0´ ℓ2 = 0,00017 ´ 5,2 = 0,000884 Ом;
rшма = r0´ ℓ2 = 0,000031 ´ 5,2= 0,0001612 Ом.
Сопротивление ответвления от ШМА к ШРА проводом АПВ 7 (1 ´ 95):
х0 = 0,06 мОм/м = 0,00006 Ом/м;
r0 = 0,28 мОм/м = 0,00028 Ом/м.
хапв1 = х0´ ℓ3 = 0,00006 ´ 18,5 = 0,00111Ом;
rапв1 = r0´ ℓ3 = 0,00028 ´ 18,5 = 0,00518 Ом.
Сопротивление ШРА4–400–32–1УЗ:
х0 = 0,1 мОм/м = 0,0001 Ом/м;
r0 = 0,13 мОм/м = 0,00013 Ом/м.
хшра = х0´ ℓ4 = 0,0001 ´ 22,75 = 0,002275 Ом;
rшра = r0´ ℓ4 = 0,00013 ´ 22,75 = 0,0029575 Ом.
Сопротивление ответвления от ШРА к электроприемнику проводом АПВ‑4 (1 ´ 16)
х0 = 0,07 мОм/м = 0,00007 Ом/м;
r0 = 2,08 мОм/м = 0,00208 Ом/м.
хапв2 = х0´ ℓ5 = 0,00007 ´ 3,6 = 0,000252 Ом;
rапв2 = r0´ ℓ5 = 0,00208 ´ 3,6 = 0,007488 Ом.
Составляем схему замещения, на которой показываем отдельные элементы схемы в виде активного и индуктивного сопротивлений.
Находим ток короткого замыкания в заданных точках по формуле:
(41)где zкз – полное сопротивление электрической цепи до заданной точки короткого замыкания, Ом.
(42)Находим ток короткого замыкания в точке К‑5:
Ом 
кАНаходим ток короткого замыкания в точке К‑4:
Ом 
кАНаходим ток короткого замыкания в точке К‑3:
Ом 
кАНаходим ток короткого замыкания в точке К‑2:
Для этого определяем сопротивление участка цепи на стороне 10 кВ в относительных базисных единицах:
х*б.рез.кз2 = х*б.расч. + х*б.к.
где х*б.расч. = 24,26;
х*б.к. – сопротивление кабельной линии, в относительных базисных единицах:
х*б.рез.кз2 = 24,26 + 0,76 = 25,02
Тогда ток короткого замыкания в точке К‑2 будет равен:
кАДля того, чтобы проверить селективность действия реле РТ‑81/1 ток короткого замыкания в точке К‑2 пересчитываем на U = 0,4 кВ по формуле: