Создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха

 

где Iпик – пиковый ток.

Пиковый ток рассчитывается по формуле:

 

iпик= iп.max+(Ip-kи∙iном.max),  (6.8)

здесь iп.max – наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников;

Iр – расчетный ток группы приемников;

kи – коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

iном.max – номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током.

Выбор автоматического выключателя, защищающего РЩ1:

Ip.max=68,65 A,

Iпик.= 7,5∙62,26+(68,65-0,16∙62,26)=525,64А,

1,2· Ip.max =1,2·68,65=82,38 А

1,25·iпик=1,25∙525,64=657,05А

Выбираем автоматический выключатель марки ВА-88-32 [1,табл.А.6]:

Iном.а =100 A

Uном.а =0,4 кВ,

Iном.рас =125 A;

I рас.ном.э =1250 A

Аналогично выбираем остальные автоматические выключатели, результаты показаны в таблице 6.2.

Таблица 6.2.

Выбор автоматических выключателей

Защищаемый элемент	Iр, А	1,2·Iр, A	Выключатель	Iном, А	Iрас.ном, А	iпик, А	1,25∙iпик,  А	Iрас.ном.э,А
ГРЩ1	734,02	880,824	ВА-88-43	1000	1600	1718,02	2147,53	8000
РЩ1	68,65	82,38	ВА-88-32	100	125	525,64	657,05	1250
РЩ2	274,64	329,568	ВА-88-37	400	400	1258,64	1573,30	4000
РЩ3	22,94	27,528	АЕ2046МП-100	31,5	378	166,51	208,14	4500
РЩ4	32,73	39,276	АЕ2046МП-100	40	480	331,84	414,79	4500
РЩ5	72,65	87,18	ВА-88-32	100	125	529,64	662,05	1250
РЩ6	32,97	39,564	АЕ2046МП-100	40	480	201,20	251,50	4500
ЩО	30,35	36,42	АЕ2046МП-100	40	480	30,35	37,94	4500

 

7.РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

 

Для проверки выбранного электрооборудования необходимо провести расчет токов трехфазного короткого замыкания.

7.1 Расчет токов трехфазного  КЗ.

Для расчетов тока КЗ составляем схемы замещения для всех типовых расчетных точек КЗ (Ввод ГРЩ1 и наиболее удаленный ЭП) Составленные схемы предоставлены на рисунке 7.1)

 

Рисунок 7.1.

Схемы для расчетов тока КЗ в типовых точках.

 

Сопротивление системы, приведено к напряжение 0,4 кВ 

 

 

             (7.1)

 

 

здесь Iоткл=20 кА – среднее значение отключающей способности современных выключателей 6 кВ.

 

 

 

 

             Сопротивление трансформатора ТМ-630 [6.табл.2.50] приведенных к стороне 0,4 кВ:

                                                          

;                                     (7.2)

  

                       

                          (7.3)

 

 

 

Rт=3,1 мОм;

Qт=13,6 мОм

 

Сопротивления кабельных линий определяются по удельным сопротивлениям [6. c. 138,139] и их длине:

 

Z=zуд·L,                        (7.4)

 

 

 

Л1:

R0=1,69·50·2=169 мОм

 X0=0,606·50·2=60,6 мОм

Л2:

 R0=8,51·46=391,46мОм;

 X0= 2,274·46=104,6 мОм

Л3:

 R0=12,5·12=150 мОм;

 X0= 0,116·12=1,39 мОм

 

Находим сопротивление автоматических выключателей

Zкв1- R0=0,25; X0=0,1 мОм

Zкв2- R0=7; X0=4,5 мОм

Сопротивление плавкой вставки предохранителя перед ЭП 34

 Rпр=40мОм   [6, табл. 2.54]

Rрез=760,81 мОм; Xрез=185,23 мОм

Результирующее сопротивление при КЗ на ЭП-34:

 

                                                         (7.5)

 

                                       

 

 

Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ на ЭП-34:

 

                                (7.6)

 

Аналогичным образом найдены токи трехфазного КЗ для остальных типовых точек КЗ.

Ударный ток находится по формуле[6,с.127]:

 

                                        (7.7)

 

где Куд – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та. Постоянная времени [6,с.125] и ударный коэффициент [7,с.46]:

 

                              (7.8)

 

 

     

             (7.9)

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.1

Расчет токов КЗ

Точка КЗ	Z∑, мОм	Z0∑,мОм	IПО, кА	Iуд,кА
РУнн	14,38	143,8	16,05	25
ГРЩ1	187,85	1868,5	1,23	1,91
ЭП-34	783,09	7830,9	0,3	0,46

 

 

8.ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЙ ВЫБРАННЫХ  ПРОВОДНИКОВ И КОМУТАЦИОННО –  ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

 

8.1 Проверка выбранных сечений  кабелей по потере напряжения.

Потери напряжения рассчитываются по формуле:

 

                                ΔU-√3·Ip·(rудcosφ+xудsinφ)·L/1000,                      (8.1)

 

где Ip- расчетный ток в кабеле, А;

rуд, худ- удельное активное и индуктивное сопротивление кабеля;

L – Длина кабельной линии

Определяем потерю напряжения в проводе ЭП 34, который является наиболее удаленным от ТП:

 

ΔU=√3·13,58·(12,5·0,5+0,116·0,8)·12/1000=1,8 В,

Складывая данное значение с аналогично найденными потерями в кабельной линии от ТП к ГРЩ1 (1,3В) и в РЩ4 (3,5В), получаем наибольшую потерю напряжения в размере 6.6, что составляет 1,7% при допустимых 5%. Следовательно, кабель, питающий РЩ, и кабель к ЭП 34 успешно прошли проверку по допустимой потере напряжения.

 

8.2 Проверка выбранных сечений  кабелей по условию соответствия  выбранному аппарату МТЗ.

Принятые сечения проводов и жил кабелей должны соответствовать защитному устройству:

 

                                                         Iдл.доп.≥Iз·kзащ,     (8.2)

где Iз – параметр защитного устройства (ток срабатывания, номинальный ток);

kзащ – коэффициент защиты [3,табл.7.6].

Проверка выполнения условия (8.2) сделана в таблицах 8.1и 8.2 из которых хорошо видно, что условие (8.2) везде соблюдается

 

Таблица 8.1.

Согласование питающих кабелей и выключателей

КЛ	Выключатель	kзащ	Iрас.ном,А	Iдл.доп.для кабеля,А	Iрас.ном∙kзащ
ТП-ГРЩ1	ВА-88-43	0,66	1000	770	660
ГРЩ1-СП1	ВА-88-32	0,66	100	75	66
ГРЩ1-СП2	ВА-88-37	0,66	400	295	264
ГРЩ1-СП3	АЕ2046МП-100	0,66	31,5	38	20,79
ГРЩ1-СП4	АЕ2046МП-100	0,66	40	38	26,4
ГРЩ1-СП5	ВА-88-32	0,66	100	75	66
ГРЩ1-СП6	АЕ2046МП-100	0,66	40	38	26,4
ГРЩ1-ЩО	АЕ2046МП-100	0,66	40	38	26,4

 

 

Таблица 8.2.

Согласование сечений проводов и предохранителей у ЭП

Номер ЭП на плане	Провод(кабель)	Iдл.доп.	Предохранитель	Iвст, А	kзащ	Iвст∙kзащ
1,4	АВВГ-3х35	75	ПН2-250	200	0,33	24,75
2	АВВГ-3х16	55	ПН2-250	160	0,33	18,15
3,9,13,16,41	АВВГ-3х4	21	НПН2-60	63	0,33	6,93
5-7	АВВГ-3х10	38	ПН2-250	125	0,33	12,54
8,10	АВВГ-3х10	38	ПН2-250	125	0,33	12,54
11,12,14,15	АВВГ-3х10	38	ПН2-250	80	0,33	12,54
17,21,44,46	АВВГ-3х16	55	ПН2-250	160	0,33	18,15
18-20	АВВГ-3х95	165	ПН2-600	500	0,33	54,45
22-26,28	АВВГ-3х10	38	ПН2-250	80	0,33	12,54
27,35,37-39	АВВГ-3х2,5	16	НПН2-60	25	0,33	5,28
29	АВВГ-3х2,5	16	НПН2-60	25	0,33	5,28
30,34	АВВГ-3х2,5	16	НПН2-60	25	0,33	5,28
31-33,36	АВВГ-3х2,5	16	НПН2-60	63	0,33	5,28
40	АВВГ-3х10	38	ПН2-250	80	0,33	12,54
42,43	АВВГ-3х4	21	НПН2-60	63	0,33	6,93
45	АВВГ-3х2,5	16	НПН2-60	10	0,33	5,28

 

 

 

 

 

 

8.3. Проверка выключателей по  токам КЗ

Выбранные выключатели должны удовлетворять требованиям чувствительности: минимальный ток КЗ в самой удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителя замедленного срабатывания не менее чем в 3 раза [3,с.291]:

 

Iоткл > I(3)п0,     (8.4)

 

Условие (8.4) также соблюдается во всех выключателях (таблица 8.4).

 

Таблица 8.4.

Проверка автоматических выключателей

Точка КЗ	Выключатель	Iрас.ном, А	3·Iрас.ном, А	Iоткл.кА	I(3)п0.кА
ГРЩ1	ВА-88-43	1000	3000	8	1,91
ЭП-34	АЕ2046МП-100	40	120	4,5	0,46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 

 

Для сравнения экономической оценки вариантов технических решений в качестве одного из показателей используется суммарные затраты, представляющие собой сумму капиталовложений и издержек за срок службы объекта:

З = КОБЩ + И                                (9.1)

 

где З – сумма дисконтированных затрат;

КОБЩ - капитальные затраты в год t;

И – эксплуатационные издержки в год t;

В  формуле (9.1) амортизационные отчисления на реновацию ар в составе И не учитываются, поскольку в условиях рыночных отношений в экономике источником финансирования капитальных вложений (на новое строительство или замену выбывающего объектов) могут быть любые поступления: кредиты банков, накопленная прибыль и др. При этом амортизационные отчисления могут расходоваться не только на финансирование КОБЩ, но и на другие цели.

Критерием для выбора варианта развития сети, её части или отдельного объекта является минимум суммарных дисконтированных приведенных затрат.

Капитальные вложения(K), как и все экономические показатели сравниваемых вариантов должны определяться в прогнозных ценах одного уровня и по источникам равной достоверности.