ЭСН и ЭО участка токарного цеха

,

где J эк. – экономическая плотность тока, А/мм , принимается на основании опыта эксплуатации;

J эк.- Выбираем по таблице с учетом марки провода и времени работы.

Из условия механической прочности кабель на 10кВ сечением меньше 10мм2 не применяется.

S эк=9,2/1=9,2

Выбираем провод сечением токопроводящих жил. ААБ 3×16 Iдл.доп =60А.

Iдл.доп ≥ Iр

60≥ 9,2 – равенство выполняется.

Проверяем провод на потери напряжения. Р=115кВА, L=1,2км.

ΔU=100/(10*103)2*115*1,2*(1,95+0,095*1,12)=1,06 В

1,2 ≤10%

Данный кабель удовлетворяет.

Проверяем на термическую стойкость.

I’ дл. доп. = Iдл.доп. х Кп х Кт

I’дл. доп Iр

Кп – поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом с землей, Кп = 0,85.

Кт – поправочный коэффициент тока для кабелей, для изолированных и неизолированных проводов и шин в зависимости от температуры воды и воздуха, Кт = 1,08, при температуре +8С.

I’ дл. доп. = 60х0,85х1,08 = 55,08

55,08А 9,2А

       Условие  выполняется. Выбираем провод с  сечением ААБ 3×16 Iдл.доп =60А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Расчет токов короткого замыкания.

Схема ЭСН расчетная рисунок 4

Рассчитать токи короткого замыкания это значит:

- по расчётной схеме  составить схему замещения, выбрать  точки КЗ

- рассчитать сопротивления 

- определить в каждой  выбранной точке 3-фазные, 2-фазные  и 1- фазные точки КЗ.

 Схема замещения представляет собой вариант расчётной  схемы, в которой все элементы замещены сопротивлениями, а магнитные связи электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике. Точки КЗ нумеруются сверху вниз начиная от источника.

 

Сопротивление схем замещения определяется следующим образом:

- для токовых трансформаторов  по таблице 15.

- для коммутационных и  защитных аппаратов по таблице 16. Сопротивления зависят от I н.а. аппарата.

-для линий ЭСН кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений:

Хл = хо*Lл, хо=0,4 Ом/км, Lл=12 км

Хл/ = 0,4*12=4,8 Ом

rо=103/γS=103/30*16=2 Ом/км

Rв.н./=2*12=24 Ом

где rо, хо – удельные активное и индуктивное сопротивление, мОм;

                 Lл – протяжённость линии, м.

Сопротивление элементов на высокое напряжение приводятся к низкому напряжению.

       

Rн.н.=24*(380/10000)2 =38,4 Ом

Xн.н.=4,8*(380/10000)2 = 7,7 Ом

Для того чтобы выбрать автомат рассчитываем ток.

Iр= S*103/1,73*Uф= 100*103/1,73*380=152А

Сопротивления кабеля берем из сводной таблицы по цеху.

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему:

Для трансформатора по таблице 1.9.1

Rт=31,5 мОм, Xт=64,7 мОм, Zт1=779 мОм

Для автоматов по таблице 1.9.3

R1SF=2,7 мОм X1SF=0,18 мОм  Rп1SF=0,5 мОм

R2SF= 1,3 мОм X2SF=1,2 мОм  Rп2SF=0,75 мОм

RSF=1,95 мОм XSF=1,8 мОм  RпSF=0,9 мОм

Для ступеней распределения по таблице 1.9.4

Rс1=15 мОм  Rс2=20 мОм

Rэ1=Rн.н.+Rт+R1SF+Rп1SF+Rc1

Rэ1=38,4+31,5+2,7+0,5+15=89,6 мОм

Rэ2=Rн.н.+Rт+R1SF+Rп1SF+Rc1+R3SF+ Rп3SF

Rэ2=38,4+31,6+2,7+0,5+15+0,4+0,88=70,15 мОм

Rэ= /

Rэ= /=34,3 мОм

Хэ1= Хн.н.+Хт+Х1SF+ Х3SF

Хэ1=7,7+64,7+0,18+0,26=72,8 мОм

Хэ2= Хн.н.+Хт+Х2SF

Хэ2= 7,7+6,4+1,2=15,3 мОм

Хэ= /

Хэ= /=8,4 мОм

Rэ2= RSF+RпSF+Rкл1+Rс2

Rэ2= 1,95+0,9+0,55+20=23,4 мОм

Хэ2= ХSF+Хкл

Хэ2= 1,8+0,4=2,2 мОм

Rэ3=R1SF+Rп1SF+Rкл2

Rэ3=2,7+0,5+12,6=15,8 мОм

Хэ3= Х1SF+Хкл2

Хэ3= 0,18+1,8=1,98 мОм

Rк1= Rэ=34,3 мОм

Хк1=Хэ=8,4 мОм

Zк1 = ,

Zк1= мОм

Rк2=Rэ+Rэ2

Rк2=34,3+23,4=57,7 мОм

Хк2=Хэ+Хэ2

Хк2=8,4+2,2=10,6 мОм

Zк2 = ,

Zк2 = мОм

Rк3 = Rк2 + Rэ3,

Rк3 = 57,7  +15,8=73,5 м Ом

Хк3 = Хк2 + Хэ3,

Хк3 = 10,6 + 1,98=11,8 мОм

Zк3 = ,

Zк3 = мОм

Хк1/ Rк1=8,4/34,3=0,24

Хк2/ Rк2=10,6/59=0,18

Хк3/ Rк3=11,8/73,5=0,16

Определяются коэффициенты Ку по рисунку1.9.1(Шеховцов) и

,

   где q – коэффициент действующего значения ударного тока;

qк1=

qк2=

qк3=

Для определения токов КЗ используются  следующие соотношения:

- для трёхфазного, кА

,

где Uк – линейное напряжение в точке КЗ., кВ;

                 Zк – полное сопротивление до точки КЗ., Ом;

   - для двухфазного, кА

;

- для однофазного, кА

,

где Uк.ф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

                 Zп. - полное сопротивление петли «фаза-нуль» для точки КЗ, Ом.;

                     - полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

Iк1(3)=0,4* 103/(1,73*35,3)=6,22 кА

Iк2(3)=0,4* 103/(1,73*59)=3,7 кА

Iк3(3)=0,4* 103/(1,73*74,3)=2,9 кА

Iк1(2)=√3/2* Iк1(3)

Iк1(2)=0,87*6,22= 5,4кА

Iк2(2)=0,87*3,7=3,2кА

Iк3(2)=0,87*2,9=2,5кА

iук1=√2* Ку1*Iк1(3)=1,41*1*6,22=8,7 кА

iук2=√2* Ку2*Iк2(3)=1,41*1*3,7=5,2 кА

iук3=√2* Ку3*Iк3(3)=1,41*1*2,9=4 кА

Для кабельных линий

Хпкл1=х0пLкл1=0,15*5=0,75 мОм

Rпкл1=2r0 Lкл1=2*0,11*5=1,1 мОм

Rпш=r0пш Lш=0,2*2=0,4мОм

Хпш=х0пшLш=0,26*2=0,52 мОм

Rпкл2=2r0 Lкл2=2*0,63*20=25,3 мОм

Хпкл2=х0пLкл2=0,15*20=3 мОм

Zп1=15 мОм

Rп2= Rс1+ Rпкл 1+ Rпш+ Rс2=15+1,1+0,4+20=36,6 мОм

Хп2= Хпкл 1+ Хпш=0,75+0,52=1,3 мОм

Zп2 = ==37 мОм

Rп3= Rп2+ Rпкл 2=36,5+25,5=61,7 мОм

Хп3= Хп2+ Хпкл2=13,+3=4,3 мОм

Zп3 = ==62,3 мОм

Iк1(1)===0,8 кА

Iк2(1)==0,74 кА

Iк3(1)==0,68 кА

Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rk, мОм	Xk, мОм	Zk, мОм		Ky	q	Ik(3), кА	iy, кА	Ik(3), кА	Ik(2), кА	Zn, мОм	Ik(1), кА
К1	34,3	8,4	35,3	0,24	1,02	1	6,22	8,7	6,22	5,4	15	0,8
К2	57	10,6	59	0,18	1,28	1	3,7	5,2	3,7	3,2	37	0,74
К3	73,5	11,8	74,3	0,16	1,04	1	2,9	4	2,9	2,5	62,3	0,68

 

 

 

 

 

 

Схема замещения рисунок 4

 

 

 

 

 

2.7 Расчет наружного  заземления и конструктивное  исполнение сети заземления

Глухо заземленная нейтраль.

В любое время года согласно ПУЭ.

Rз<125/Iз (не более 4 Ом)

где Rз-сопротивление заземляющего устройства,

Iз - расчетный ток замыкания на землю, А.

Расчетный (емкостной) ток замыкания на землю определяется приближенно: Iз =Uн(35Lкв+Lвл)/350=10(35*1)/350=1А

где Uн - номинальное линейное напряжение сети, кВ;

Lкв,Lвл- длина кабельных и воздушных электрически связанных линий, км.

Используем колонны здания и обвязываем полосой 4x40.

Определяем расчетное значение одного вертикального электрода:

rв=0.3р*Ксез=0.3*1.3*300=117

Ксез=1.3 коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта р=300 расчетное удельное сопротивление грунта, Ом-м.

Определяем количество вертикальных электродов без учета экранирования.

Nвр=rв/Rз*ή=117/12=9,75

ή- коэффициент использования вертикальных и горизонтальных электродов таблица 1.13.5 Шехавцов.

ή=0,69

С учетом экранирования Nвр = N’вр/ ή =10/0.69=15

По таблице 1.13.5 ή=F(тип ЗУ, вид заземления, а/L,Nв)=F (контурное, вертикальное, 2,10)=0.69

Размещается ЗУ на плане и уточняются расстояния, наносятся на план. Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1м, то длина по периметру закладки равна

L=(A+2)*2+(B+2)*2=(48+2)*2+(30+2)*2=192+120=312 m.

Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся- между ними.

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается Nв=15, тогда

ав=В’/пв-1 =50/8=6.2 м;   аа=А’/па-1=30/5=6 м

где ав - расстояние между электродами по ширине объекта, м;

аа- расстояние между электродами по длине объекта, м;

пв- количество электродов по ширине объекта;

па- количество электродов по длине объекта.

Определяются уточненные  значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов

Rr=0,4/Lnήr*pKceз*lg*2Ln2/bt=0.4/312*0.45*1.3*300*1.81*2*3122/40*10-3*0,7=54,2 Ом

Rв=rв/Nв*ήв=117/16*0,56=1,3 Ом

Определяем фактическое сопротивление ЗУ

Rзy.ф=RвRr/Rв+Rr=0,55 OM

Rзy.ф=13,1*54,1/13,1+54=10,6 OM

Rзy.ф (10,6)<Rзy(12),

Следовательно, ЗУ эффективно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8 Выбор оборудования цеховой  подстанции

Цеховые трансформаторные подстанции напряжением 6-10/(0,4÷0,69) кВ выполняются без сборных шин первичного напряжения как при радиальном питании. При радиальной схеме питания цеховой трансформатор обычно имеет глухое присоединение к линии 6-10 кВ идущей от распределительной подстанции 4УР. Коммутационный аппарат (разъединитель или выключатель нагрузки) перед цеховым трансформатором применяется в следующих случаях: источник питания находится в ведении другой эксплуатирующей организации, подстанция значительно (более 3 км) удалена от источника питания, она питается по воздушной линии.

При радиальной схеме питания на вводе к цеховому трансформатору в большинстве случаев устанавливают выключатель нагрузки последовательно с предохранителем или разъединитель в комплекте с предохранителем, позволяющий осуществить селективное отключение цеховой ТП при повреждении или ненормальном режиме работы трансформатора. Рекомендуется схема включения предохранителя — перед выключателем нагрузки.

Целью выбора трансформаторов 3УР является определение типа, количества, единичной мощности каждого, места размещения, способа присоединения со стороны высокого напряжения и выхода на щит (шкаф, магистраль) низкого напряжения. К моменту выбора размещения полного списка электроприемников 1УР не требуется и он обычно еще отсутствует, как и количество шкафов 2УР.

Для наружной установки применяют масляные трансформаторы. Для внутренней установки также преимущественно рекомендуется применение масляных трансформаторов.

Подстанция комплектуется трансформатором ТМ-160-10/0,4:

- устройством  высокого напряжения (УВН) из шкафов  ВН, камер КСО с разъединителями  типа ВА88-43, предохранителями типа ПР-2, 500 В.

- щитом  низкого напряжения из шкафов  НН, панелей ЩО-01 с выключателями-разъединителями, рубильниками, предохранителями, стационарными автоматическими выключателями серии ВА, «Электрон».

В подстанции имеются электрические и механические блокировки, обеспечивающие безопасную работу персонала. КТПН с воздушным вводом подключается к ВЛ посредством разъединителя РЛНД.1-10/400У1, который поставляется комплектно с подстанцией и устанавливается на ближайшей опоре. Количество отходящих линий -2, и их токи указаны выше в расчете. КТПН предусматривается фидер наружного освещения с режимами ручного или автоматического включения и отключения.