Проектирование системы электроснабжения производственного участка, страница 4

Число часов использования максимума нагрузки Тmax может быть определено по типовому графику нагрузки.

Определим количество израсходованной энергии в сутки в относительных единицах:

Wг=ΣSi*ti=2*(0.1+0.2+0.2+0.3+0.5+0.9+1+0.6+0.8+0.6+0.5+0.3)=12                                                                                         (1.22)                                                                                                 

где Si – мощность нагрузки (в относительных единицах) за промежуток времени ti.

Тогда Тmax=(Wг/Smax)*365=(12/1)*365=4380 ч                                    (1.23)

где Smax – максимальная мощность нагрузки в течение суток в относительных единицах.

Исходя из Tmax, определяем jэ для кабелей с бумажной изоляцией с алюминиевыми жилами: jэ = 1,4 А/мм² [3, табл. 1.3.36].

Экономическое сечение определяется по выражению:

Fэк=Iр/jэ=31.955/1.4=22.825 мм²                           (1.24)

Выбираем сечение кабеля ближайшее к экономическому [3, табл.1.3.16]:

Sэк = 25 мм² с Iдд = 90 А.

Таким образом, экономическое сечение кабеля не совпало с сечением кабеля, выбранным по нагреву рабочим током.

3.2.  Расчет тока трехфазного короткого замыкания и проверка кабеля

 В данном пункте будет определено минимальное сечение кабеля, при котором он не будет поврежден при протекании по нему тока трехфазного короткого замыкания.

При расчете токов короткого замыкания питающая электроэнергетическая система представляется в виде одного источника энергии с неизменной по амплитуде ЭДС и результирующим эквивалентным индуктивным сопротивлением (рис. 1.4.).

Рис.1.4. Схема замещения трехфазного короткого замыкания

При этом результирующее эквивалентное сопротивление системы Xс определяется, исходя из известной мощности КЗ питающей системы:

Xc=U/Sкз=(10*10³)²/165*10³*10³=0.606 Ом                                       (1.25)

Ток трехфазного короткого замыкания Iкз(3) определяется по формуле:

Iкз(3)=Г/Xc*1.732=(10*10³)/(0.606*1.732)=9.527 кА                    (1.26)

Минимально допустимое сечение, способное выдержать ток короткого замыкания, определяется следующим образом:

                                                                                        (1.27)

где Вк – тепловой импульс, определяемый по формуле:

,                                                                                      (1.28)

l – коэффициент, зависящий от типа проводника.

Для кабелей до 10 кВ с алюминиевыми жилами l = 90 (А*с^1/2)/мм² [4, стр. 174, табл. 2.72].

tкз – время протекания тока короткого замыкания, которое определяется по формуле:

tкз = tоткл + Tа,                                                                                          (1.29)

где tоткл – время отключения автоматов,

Tа – апериодическая составляющая тока короткого замыкания.

Принимаем: tкз = 0,125 с.

Тогда  Вк=(9.527*10³)²*0.125=11346019.09 А²/с, а по формуле (1.27): 

Fmin.доп=   мм²

 Так как выбранное ранее сечение кабеля не удовлетворяет условию термической стойкости к токам короткого замыкания, то необходимо выбрать кабель большего сечения. Выбираем сечение кабеля ближайшее большее к Fmin.доп., т.е. F≥Fmin.доп. Таким образом, выбираем кабель ААБ 3*35 со следующими параметрами:           F = 35 мм²,   Iдд = 125 А.

При этом условие Iдд>Iр также выполняются, так как 115>31.955.

         2.Проектирование низковольтной сети

         2.1. Выбор и обоснование схемы

Питание деревообрабатывающего участка осуществляется от однотрансформаторной подстанции  10/0,4 кВ. Подстанция может быть внутренней, встроенной, отдельно стоящей или пристроенной. Наиболее экономичной по затратам на строительство является внутренняя подстанция. К тому же при таком способе размещения трансформаторной подстанции не происходит загромождение территории. Однако в нашем случае сделать подстанцию встроенной не представляется возможным, ввиду очень плотного расположения электроприемников на участке. Следовательно, можно сделать либо  пристроенную, либо отдельно стоящую  подстанции. Выбираем пристроенную подстанцию, так как этот вариант является более экономичным по затратам на строительство по сравнению с отдельно стоящей.

Все электроприемники необходимо разделить на несколько пунктов разветвления (силовых пунктов) для снижения затрат на строительство линии, для увеличения токов короткого замыкания, а следовательно для увеличения чувствительности защиты. Исходя из количества электроприемников, сделаем три силовых пункта: СП1, СП2, СП3. Подключение электроприемников  к силовым пунктам осуществляем таким образом, чтобы длина линии была минимальной. Схема деревообрабатывающего участка с пристроенной трансформаторной подстанцией и делением электроприемников на силовые пункты приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема деревообрабатывающего участка

2.2. Расчет электрической нагрузки по пунктам разветвления

Расчет электрической нагрузки по пунктам разветвления ведется аналогично пункту 1.2 по формулам (1.1) – (1.11). Результаты расчета сведены в таблицу 2.1.

Для силовых распределительных пунктов необходимо выбрать распределительные шкафы. Распределительные шкафы выбираются по количеству электроприемников, подключаемых к силовому пункту, по типу распределительных выключателей, а также по номинальному току распределительного шкафа [5/НКУ/ДЗНВА/ПР85,87, стр12]. Если расчетный ток кабеля, питающего электроприемник, превышает номинальный ток распределительного шкафа, то электроприемник необходимо подключить напрямую к распределительному устройству 0,4 кВ (РУ 0,4 кВ). Выбор распределительных шкафов сведен в таблицу 2.2.