Файл: Курсовая работа Электроснабжение.pdf

Сопротивление электродвигателя при пуске:

(2.10)

где – мощность двигателя при пуске, кВА.

(2.11)

где – номинальная мощность двигателя, кВт;

– к.п.д. двигателя, отн.ед.;

сosφ – коэффициент мощности двигателя; Kп – кратность пускового тока.

Для двигателя 4А160S4 (прил. 12): = 15 кВт, = 0,89, сosφ = 0,88. Кратность пускового тока принимаем Kп = 6,5.

Потеря напряжения при пуске электродвигателя:

что не выходит за пределы допустимой величины (30%).

27

3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 10/0,4 КВ

3.1Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания (КЗ) рассчитываются с целью проверки выбранных элементов электроустановок на динамическую и термическую стойкость, для настройки и проверки защиты от КЗ, ограничения токов КЗ и термической стойкости элементов заземляющих устройств на подстанциях.

Для расчета составляют расчетную схему замещения с обозначением элементов сети, по которым он протекает, от точки, где напряжение считается неизменным, до вводов к потребителям.

В схемах замещения на 0,4 кВ учитывают продольные сопротивления линий и трансформатора. В качестве расчетных точек КЗ принимают шины 10 и 0,4 кВ подстанций (точки Кв и Кн) и места ввода к потребителям в конце ВЛ 0,38 кВ (точки К1, К2, К3). ТП включает один трансформатор и три ВЛ 0,38 кВ.

Ток КЗ на шинах ТП 35/10 в точке Кс имеет значение IКс = 1,5 кА. Расчетная схема ТП-1 представлена на рисунке 3.1.

Схема замещения сети КЗ представлена на рисунке 3.2. Все сопротивления приведены к низкому напряжению 0,4 кВ.

Рис. 3.1. Расчетная схема ТП-1 и сети 0,38 кВ для расчета токов КЗ

Рис. 3.2. Схема замещения сети для расчета токов КЗ

28

Zc – сопротивление системы – отражает сопротивление трансформатора 35/10 кВ и других элементов сети высокого напряжения энергосистемы. При его расчете вместо действующего напряжения ступени используют ближайшее напряжение из следующего ряда (действующее значение напряжения,

умноженное на 1,05), Uср, кВ: 770; 515; 340; 230; 115; 37; 24; 10,5;

6,3; 3,15.

Сопротивление системы определяется по формуле:

(3.1)

По данным энергосистемы, установившийся ток трехфазного короткого замыкания на шинах 10 кВ районной ТП составляет 1,5 кА. Ближайшее к 10 кВ напряжение из стандартного ряда

10,5 кВ.

Тогда сопротивление системы будет:

Сопротивление системы, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

(3.2)

где kт – коэффициент трансформации (kт = 0,4/10).

ВЛ 10 кВ: выбран провод А-25, длина линии l10=12 км. Сопротивления линии составляют:

R10 = r0∙l10, Х10 = х0∙l10,

R10= 12∙1,38 = 16,56 Ом.

Х10= 12∙0,38 = 4,56 Ом.

29

Сопротивление ВЛ 10 кВ, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

ВЛ-1: выбран провод СИП-1 3х35+1х50, длина линии l1=0,23км.

R1 = r0∙l1, Х1 = х0∙l1,

R1= 1,111∙0,23 = 0,2553 Ом.

Х1= 0,0791∙0,23 = 0,0182 Ом.

ВЛ-2: выбран провод СИП-1 3х25+1х35, длина линии l2=0,06 км.

R2 = r0∙l2, Х2 = х0∙l2,

R2= 1,54∙0,06 = 0,0924 Ом.

Х2= 0,0816∙0,06 = 0,0049 Ом.

ВЛ-3: выбран провод СИП-1 3х35+1х50, длина линии l3=0,27 км.

R3= r0∙l3, Х3 = х0∙l3,

R3= 1,111∙0,27= 0,2999 Ом.

Х3= 0,0791∙0,27 = 0,0213 Ом.

Для ТП ток трехфазного короткого замыкания (КЗ) в точке Кв составит:

(3.3)

30

Ток трехфазного КЗ в точке Кв, приведенный к напряжению

10 кВ:

Ток трехфазного КЗ в точке Кн составит:

(3.4)

Ток трехфазного КЗ в точке К1 ВЛ1:

(3.5)

Ток двухфазного КЗ в точке К1 ВЛ1:

(3.6)

Ток однофазного КЗ в точке К1 ВЛ1:

(3.7)

31

где = 220 В – фазное напряжение;

– полное сопротивление трансформатора при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ (прил. 15);

– сопротивление петли «фаза – ноль».

Ток трехфазного КЗ в точке К2 ВЛ2:

Ток двухфазного КЗ в точке К2 ВЛ2:

Ток однофазного КЗ в точке К2 ВЛ2:

32

Ток трехфазного КЗ в точке К3 ВЛ3:

Ток двухфазного КЗ в точке К3 ВЛ3:

Ток однофазного КЗ в точке К3 ВЛ3:

Результаты расчета токов КЗ представим в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Расчетные токи короткого замыкания в сети ТП

33

3.2 Выбор электрических аппаратов ТП 10/0,4 кВ

Для ТП максимальный рабочий ток на стороне высокого напряжения (ВН) составит:

(3.9)

Максимальный рабочий ток на стороне низкого напряжения

(НН):

(3.10)

Ударный ток при трехфазном КЗ на шинах 10 кВ:

(3.11)

где Iк – действующее значение установившегося тока КЗ, А;

– ударный коэффициент.

(3.12)

где Та – постоянная времени затухания. Определяется из соотношения параметров сети короткого замыкания:

(3.13)

где ω = 2πf – угловая частота, ω = 314 с-1.

34

тогда:

Ударный ток на шинах высокого напряжения ТП:

Ударный ток на шинах низкого напряжения ТП:

Результаты расчета представим в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Максимальные рабочие и аварийные токи на шинах ТП-1

В соответствии с ПУЭ электрическую аппаратуру выбирают по следующим параметрам:

-по конструкции и роду установки;

-по номинальному току и номинальному напряжению:

а затем проверяют по отключающей способности, режиму короткого замыкания, на термическую электродинамическую стойкость.

Выбор разъединителя

-номинальное напряжение Uн = 10 кВ;

-номинальный ток Iн = 200 А;

-предельный сквозной ток imax = 20 кА;

-ток термической стойкости Iт.с = 5 кА при времени tт.с = 3 с.

35