величину ТКЗ в сетях до 1000 В существенное влияние оказывают:
сопротивления таких элементов короткозамкнутой сети, как провода небольшой длины, кабели, трансформаторы тока, токовые катушки автоматических выключателей и др.;
сопротивления контактных соединений, особенно контактов аппаратов, распределительных устройств;
переходные сопротивления в местеКЗ.
а) б)
Рисунок 1 - а) расчетная схема; б) схема замещения.
23
2.7.1 Для расчета тока трехфазного к. з. в точке К1 определим сопротивление трансформатора напряжения мощностью 630 кВА по формуле 9.68 (1, стр.171)
rт = ΔPк · U²н / S²н; (34)
где, ΔPк = 8, 5 кВт по таблице 45 (1, стр. 103)
S²н – мощность трансформатора
rт = 8, 5 · 0, 4² / 630² = 0, 003 мОМ
2.7.2 Определим полное сопротивление трансформатора напряжения по формуле 9.72 (1, стр.173)
zт = Uк% · U²н / 100 · Sн; (35)
где, Uк = 4, 5 % по таблице 45 (1, стр. 103)
zт = 5, 5 · 0, 4² / 100 · 630 = 0, 013 мОм
2.7.3 Определим индуктивное сопротивление трансформатора напряжения по формуле 9.68 (1, стр. 171)
xт = √ zт² - rт²; (36)
xт = √ 0, 013² - 0, 003² = 0, 0126 мОм
Сопротивление трансформатора тока 1000 / 5 принимаем по табл. 47 (1, стр. 104) rт.т. = 0, 05 мОм; xт.т = 0, 07 мОм.
Для автоматического выключателя АВМ - 15 принимаем по табл. 46 (1, стр. 103): активное сопротивление rа = 0, 06 мОм;
индуктивное сопротивление ха = 0, 13 мОм.
2.7.4 Выбираем плоские алюминиевые шины типа ШМА4-1250-44-1УЗ сечением 1(8х100) мм², длиной от трансформатора до распределительной шины lш = 5м, с сопротивлениями rо = 0,034 Ом/км и Xо = 0,156 Ом/км.
2.7.5 Определим активное сопротивление для плоских алюминиевых шин по всей длине по формуле 9.75
24
(1, стр. 173)
rш = rо × lш (37)
где rо - активное сопротивление плоской алюминиевой шины,
Ом/км
lш - длина шин, км
rш = 0,034 · 0,005 = 0, 17 м0м/м
2.7.6 Определим индуктивное сопротивление плоских алюминиевых шин по всей длине по формуле 9.76 (1, стр. 173)
Хш = Хо × lш (38)
где Хо - индуктивное сопротивление алюминиевой плоской шины,
Ом/км
lш - длина шин, км
Хш =0,156 × 0,005 =0,78 мОм/м
В соответствии с ПУЭ суммарное сопротивление контактов при коротком замыкании rк = 15 мОм.
2.7.7 Определим активное сопротивление всего электрооборудования по формуле 9.77 (1, стр. 174)
år = rт + rтт + rа + rш + rк (39)
år = 0, 003 + 0, 05 + 0, 06 + 0, 17 + 15 = 15, 28 мОМ
2.7.8 Определим индуктивное сопротивление всего электрооборудования по формуле 9.78 (1, стр. 174)
åX = Хт + Хтт + Ха + Хш (40)
åX = 0, 0126 + 0, 07 + 0, 13 + 0, 78 = 1 мОм
2.7.9 Определим ток трехфазного замыкания в точке К1 по
25
формуле 9.70 (1, стр. 172)
Iпо = Ucp.ном / Ö 3 × Ö år2 + åX2 (41)
где Ucp.ном - среднее номинальное напряжение сети, кВ
Iпо(3) = 400 / Ö 3 ×Ö 15,282 + 12 = 15 кА
Линия длинной 50 м выполнена кабелем с алюминиевыми жилами 3x50 мм². Сопротивление кабеля rк находим по табл. 37
(1, стр. 89) rк = 0, 666 мОм/м.
2.7.10 Определим активное сопротивление кабеля по всей длине по формуле 9.73 (1, стр. 173)
rк = rо × ℓпр. (42)
где rо - активное сопротивление кабеля, мОм / м
ℓпр. - длина кабеля, м
rк = 0, 666 · 50 = 33, 3 мОм
2.7.11 Чтобы рассчитать ток однофазного короткого замыкания в точке К2, выбираем плоскую алюминиевую шину типа ШРА4-250-32-1У3 сечением 35х5 мм2 с активным сопротивлением фазы rо = 0,21 Ом/км и индуктивным сопротивлением хо = 0,1 Ом/км.
2.7.12 Определим активное сопротивление для плоской алюминиевой шины по всей длине по формуле 9.75 (1, стр. 173)
rш = rо × lш (43)
где rо - активное сопротивление плоской алюминиевой шины,
Ом/км
lш - длина шин, км
rш = 0,21 · 0,001 = 0,21 мОм/м
2.7.13 Определим индуктивное сопротивление плоской
26
алюминиевой шины по всей длине по формуле 9.76 (1, стр. 173)
Хш = Хо × lш (44)
где Хо - индуктивное сопротивление алюминиевой плоской шины,
Ом/км
lш - длина шин, км
Хш = 0,1 × 0,001 = 0,1 мОм/м
2.7.14 Определим общее сопротивление шины по формуле
Zш = √ rш2 + Хш2 (45)
Zш = √0, 212 + 0, 12 = 0, 23 мОм/м
2.7.15 Рассчитаем полное сопротивление петли фаза – нуль, пренебрегая индуктивным сопротивлением кабеля, по формуле (1, стр. 109)
Zп = Zт + rк + rтр. (46)
Но т.к. у нас кабель проложен в воздухе, не будем учитывать сопротивление трубы rтр но, вместо этого будем учитывать сопротивление шины Zш.
Zп = Zт + rк + Zш
Zп = 0, 0114 + 33, 3 + 0, 23 = 33, 54 мОм
2.7.16 Определим ток короткого однофазного замыкания в точке К2 по формуле 9.84 (1, стр. 176)
Iпо1 = Ucp.ном / Ö 3 × (Zт / 3 + Zп) (47)
где Zт / 3 - сопротивление фаз трансформатора, мОм
Zп - полное сопротивление петли фаза – нуль линии от низшего напряжения трансформатора до точки КЗ
27
Iпо1 = 400 / Ö 3 × (0, 0114 / 3 + 33, 54) = 7 кА
2.7.17 Определим ударный ток по формуле 9.5 (4, стр. 143)
lу = Ö 2 × Ку × lпо(3) (48)
где Ку - ударный коэффициент для трансформаторов мощностью
1000-630 кВА равен 1, 3 по таблице 9.1 (4, стр. 144)
lпо(3) - ток трехфазного замыкания, кА
lу = Ö 2 × 1,3 × 15 = 27,57 кА
2.8 Выбор питающего кабеля и оборудования КТП
2.8.1 Рассчитаем расчетный ток на стороне 6кВ, по формуле
4.9 (2, стр.39)
Ip = Sном / Ö3 × Uном (49)
где Sном - номинальная мощность трансформатора, кВА
Iр = 630/ Ö3 × 6 = 61, 76 А
2.8.2 Рассчитаем сечение кабеля по формуле 6.83 (2,стр. 247)
Sмин = I¥ Ötпр / c (50)
где I¥ - ток короткого замыкания, А
tпр – приведенное время действия короткого замыкания, с
c = Aк – Aнач, коэффициент, соответствующий разности выделенной теплоты в проводнике после и до короткого замыкания
Sмин = 15000 × Ö 0, 6 / 85 = 150 мм2
28
Принимаем к установке кабель марки АВВГ сечением150 мм2.
2.8.3 Проверим кабель на потерю напряжения по формуле
2.96 (2, стр. 93)
DU = (Ö3 × 100 × Iр × (ro × cos j + xo × sin j)) / Uн (51)
DU = (Ö3 × 100 × 61, 76 (0,447 × 0, 8 + 0, 06 × 0, 6)) / 6000 = 0, 68%
Если потеря напряжения DU меньше чем установлено в ПУЭ 5 %, то кабель выбран правильно.
2.8.4 Рассчитаем расчетный ток на стороне 0,4 кВ по формуле 4.9 (2, стр.39)
Ip = Sном / Ö3 × Uном (52)
где Sном - номинальная мощность трансформатора, кВА
Iр = 630 / Ö3 × 0, 4 = 910 А
Выбираем оборудование для данного объекта: шины, вводной выключатель типа AВМ -15: Iном = 1500 A, внутренней установки.
2.8.5 Выберем вводной автомат для защиты по условию 6.26
(4, стр.74)
Iн.а ³ Iр (53)
1500 А ³ 910 А
2.8.6 Выберем уставку тока мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя юля автомата по условию
6.27 (4, стр.74)
Iу.э ³ (1,25 ¸ 1,5) Iпик (54)
Iпик = КІ · Ідл
Iпик = 5 · 910 = 4550 А
29
8000 А ³ 1,5 · 4550 = 6825 А
2.8.7 Выберем уставку тепловых расцепителей для автомата по условию 6.28 (4, стр.76)
Iу.т ³ 1, 6 · Iр (55)
Iу.т ³ 1, 6 · 910 = 1456 А
1500 А ³ 1456 А
Так как условие выполняется марка автомата АВМ - 15
Iн.а = 1500 А, Iу.э = 8000 А, Iу.т = 1500 А.
Выключатель выбрали по номинальному току, месту установки.
Шины распределительных устройств выбирают по номинальном параметру - току, в соответствии с максимальными расчетными нагрузками и проверяют на электродинамическое действие токов короткого замыкания.
Выбираем алюминиевые шины по одной полосе на фазу сечением 1 (8х100) мм2 с допустимым током 1250 А, так как условие выполняется
Iдоп ³ Ip
1250 А ³ 910 А.
2.8.8 Рассчитаем момент нагрузки сопротивления при расположении шин плашмя по формуле 6.75 (2, стр.243)
W = b × h2 / 6 (56)
где b - высота, см
h - ширина, см
W = 0, 8 × 102 / 6 = 13, 3 см3
2.8.9 Проверим шины на электродинамическую устойчивость
30
по формуле 6.74 (2, стр. 243)
s = 1,76 × 10-3 × iу2 × l2 / a × W (57) где iy - ударный ток, кА
l - расстояние между опорными изоляторами, см а - расстояние между осями шин смежных фаз, см
s = 1,76 × 10-3 × 27,572 × 1502 / 40 × 13,3 = 56,57 МПа
Так как sдоп = 80 МПа то при условии
sдоп³ sр
80 МПа ³ 56,57 МПа шины динамически устойчивы.
2.9 Расчет заземления
2.9.1 При использовании железобетонного фундамента в качестве заземлителя сопротивление одной сваи определяем по формуле 17.5 (4, стр. 322)
Rс = (0, 366 × 1, 75 r) / lс × lg (4lс / d) (58)
где lс – длина сваи, м
d – диаметр сваи, м
r - сопротивление грунта, Ом × м
Rс = (0,366 × 1, 75 × 8, 0 × 102) / 6 × lg (4 × 6 / 0, 5) = 50 Ом
2.9.2 Определим сопротивление заземлителя свайного фундамента портальных опор жилого дома по формуле 17.6 (4, стр. 322)
31
Rс.ф = Rс / h × n (59)
где h = 0,7 – для одностоечной опоры
n – число свай в фундаменте
Rс.ф = 50 / 0, 7 × 120 = 0, 6 Ом £ 4 Ом
Если естественное заземление менее установленного по ПУЭ 4 Ом, то сопротивление заземлителя обеспечивает заземление механического цеха без установки искусственного заземлителя.
2.10 Описание схемы электроснабжения.
Электроснабжение механического участка цеха по ремонту электрооборудования ЛУЭХ НГДУ “Лянторнефть” осуществляется от двух трансформаторных пунктов 6/0,4 кВ мощностью 630 кВА. На стороне 0,4 кВ имеется перемычка между двумя трансформаторами на случай выхода из строя одного из них, так как цех является потребителем второй категории. После перемычки имеется распределительный щит №1 в котором есть 2 рубильника осуществляющие подключение к трансформаторам всего цеха. За распределительным щитом №1 идет распределительный щит №2 которые
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
