1.6.5 Расчёт троллейных линий
Выбор троллей осуществляем по двум условиям:
1) По нагреву в длительном режиме работы:
Iм. £ Iдоп.
2) По допустимой потере напряжения в пиковом режиме:
ΔU £ ΔUдоп.,
где ΔU доп. – допустимая потеря напряжения, %. Δ Uдоп. = 15%; [3]
ΔU – потеря напряжения, %. Определяется по формуле:
Δ U = m ´ ℓ, (26)
где m – удельная потеря напряжения, %/м;
ℓ – длина троллей, м.
Выбираем троллейный шинопровод для крана G = 5 т.
Рн1 = 7 кВт Iн1 = 20 А
Рн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А = 3 ПВ = 25%
Рн3 = 11 кВт Iн3 = 28 А
Максимальный расчётный ток в ПКР Iпкр, А:
(27)
Iпкр = 7 + 20 + 28 = 55 А.
При Iпкр. < 60 А пересчет к ПВ = 100% не производится и Iн.пв=100% принимается равным Iпкр..
Пиковый ток Iпик, А:
(28)
Iпик. =7 + 20 + 3 ´ 28 = 111 А
Выбираем ближайший по номинальному току троллейный шинопровод ШТМ‑76, Iдоп. = 100 А. [4]
Iм. = 55 А < Iдоп. = 100 А.
Выбранные троллеи проверяем по допустимой потере напряжения в пиковом режиме.
Определяем потери напряжения выбранного шинопровода ΔU, %. Удельная потеря напряжения m = 0,085%/м, [6] Длина троллеи ℓ = 60 м.
ΔU = 0,085 ´ 60 = 5,1%
ΔU = 5,1% < ΔUдоп. = 15%.
Выбранные троллеи удовлетворяют обоим условиям.
1.7 Выбор аппаратов защиты: ШМА, ШРА, СП и отдельных приемников на участке с подробной планировкой
В качестве защиты в сети 0,4 кВ принимаем автоматические воздушные выключатели серии АВМ, А3700Б и АЕ‑2443.
1.7.1 Выбор вводного автомата 0,4 кВ на КТП [7]
В качестве вводного автомата на КТП принимаем автомат серии АМ с расцепителем 3, с селективной приставкой, выкатной.
Расчётный ток трансформатора с учётом перегрузки Iм., А
Iм. = (29)
Iм. = = 1975А
Принимаем в качестве вводных автоматы типа АВМ‑20 СВ ,
Iн.ав. = 2000 А > Iм. = 1975А
Iн.расц. = 2000 А > Iм. = 1975А
1.7.2 Защита распределительных шинопроводов ШРА [2]
На ответвления от ШМА к ШРА устанавливаем автоматические выключатели типа А3700Б с комбинированным расцепителем.
Условия выбора автоматического выключателя:
а) по напряжению
Uн.авт. ³ Uн.уст.
б) по току
Iн.авт. ³ Iм.шра
Условия выбора расцепителя:
в) тепловой расцепитель
Iт.расц. ³ Iм.шра
г) электромагнитный расцепитель
Iэл.маг.расц. ³ 1,25 ´ Iпик.
Пример выбора автоматического выключателя для 5 ШРА, Iм. = 157,9А,
Iпик. = 584,3 А:
а) Uн.авт. = 660 В > Uн.уст. = 380 В
б) Iн.авт. = 160А > Iм.шра = 157,9А
в) Iт.расц. = 160А > Iм.шра = 157,9А
г) Iэл.маг.расц. = 4000 > 1,25 ´ Iпик. = 1,25 ´ 584 = 730А.
Для остальных ШРА выбор производим аналогично.
Таблица 8 Данные выбора защиты для ШРА
№ШРА
Тип ШРА
I м, А
Тип автомата
1ШРА
ШРА – 4
254
А3736Б
2ШРА
3ШРА
149
А3716Б
4ШРА
5ШРА
157
6ШРА
210
А3726Б
7ШРА
197
8ШРА
1.7.3 Защита отдельных электроприемников на участке с подробной планировкой [5]
Для защиты электроприемников применяем автоматические выключатели серии А3700Б, АЕ‑2443.
Uн.авт. ³ Uн.
Iн.авт. ³ Iн.
Iт.расц. ³ Iн.
Iэл.маг.расц. ³ 1,25 ´ Iпуск.
Пример выбора автоматического выключателя для станка №9, МРС
Рн. = 30 кВт, Iн. =93,9А, Iпуск. =469,5 А:
а) Uн.авт. = 660 В > Uн. = 380 В
б) Iн.авт. = 160 А > Iн. = 93,9 А
в) Iт.расц. = 100 А = Iн. = 93,9 А
г) Iэл.маг.расц. = 2000 > 1,25 ´ Iпуск. = 1,25 ´ 469,5 = 587 А
Выбор остальных автоматических выключателей производим аналогично.
Таблица 9 Данные выбора защиты электроприемников
Наименование
электроприёмников
Рн., кВт
Кол-во
Iн., А
МРС
30
8
63,1
22
11
43,2
13
19
27,3
10
20,9
7,5
6
15,7
5,5
20
11,5
Сварочные машины точечные
100
5
263,1
Сварочные машины шовные
150
2
394,7
Электропечи неавтоматизированные
40,5
3
61,3
60
123,7
Вентиляторы
17
35,5
Насосы
1.7.4 Защита троллейных линий [5]
Защита троллейных линий кранов осуществляется предохранителями ПН‑2, установленными в силовом ящике типа ЯБПВУ.
Условия выбора плавкого предохранителя:
1) Uн.пр. ³ Uуст.
2) Iн.пп ³ Iпл.вст.
3) Iпл.вст. ³ ,
где α – коэффициент снижения пускового тока.
Выбираем защиту для крана G = 5 т.
Рн1 = 7 кВт Iн1 = 20 А IнS. = 55 А
Рн2 = 2,2 кВт Iн2 = 7 А Iпик. = 111 А
Рн3 = 11 кВт Iн3 = 28 А a = 1,6, пуск тяжёлый
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
3) Iпл.вст. = 80 А > = = 75 А,
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)
кА
Все 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]
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]
хтр = 8,56 мОм = 0,00856 Ом;
rтр = 1,95 мОм = 0,00195 Ом;
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.
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
Находим ток короткого замыкания в точке К‑4:
Находим ток короткого замыкания в точке К‑3:
Находим 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:
Для того, чтобы проверить селективность действия реле РТ‑81/1 ток короткого замыкания в точке К‑2 пересчитываем на U = 0,4 кВ по формуле:
(43)
1.9 Выбор и расчет релейной защиты. Построение карты селективности
1.9.1 Выбор и расчет релейной защиты
Для защиты фидера 10 кВ предусматривается максимальнотоковая защита и токовая отсечка. Защиту выполняем на реле типа РТ‑80.
Ток срабатывания определяем по формуле:
(44)
где Imax нагр. – максимальный ток нагрузки, который может проходить по защищаемому элементу в наиболее тяжелом режиме при аварийном отключении параллельно работающих трансформаторов и линии 10 кВ, А:
(45)
А
ктт – коэффициент трансформации тока:
;
кн. – коэффициент надежности. кн. = 1,6; [8]
ксх. – коэффициент схемы. ксх. = 1 (трансформаторы тока включены в неполную звезду); [8]
кр. – кратность тока нагрузки. кр = 2,2;
кв – коэффициент возврата реле. Для реле типа РТ‑80 кв = 0,85, но при кр > 1,6 кв не учитывается. [8]
Принимаем ток установки реле iуст. = 5 А. Определяем ток срабатывания защиты Iс.з., А:
(46)
Определяем коэффициент чувствительности защиты кч.:
(47)
Условие кч 1,5 выполняется.
Коэффициент чувствительности защиты, как резервной:
Iкз3(0,4) = 20,8 кА
Согласование защиты трансформатора ТП на стороне 0,4 кВ и фидера 10 кВ по току:
iн.уст. = (4 – 10) А, принимаем iуст. = 5 А;
tн.ср. = (0,5 – 4) с.
Время уставки срабатывания защиты tуст. определяется:
tуст. = tср.АВМ + t, (48)
где tср.АВМ – уставка времени срабатывания АВМ. tср.АВМ = 0,25 с;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
