Файл: Проектирование электроснабжения заготовительного цеха пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине системы электроснабжения кп 140211. 02. 000 Пз.doc

Расчёты токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ имеют ряд особенностей по сравнению с расчётами токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1 кВ. К ним относятся следующие [11]:

– учёт активных сопротивлений всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

– учёт индуктивных сопротивлений всех вышеперечисленных элементов короткозамкнутой цепи;

– учёт активных сопротивлений различных контактов и контактных соединений;

– учёт сопротивления электрической дуги в месте короткого замыкания;

– учёт параметров асинхронных двигателей, если суммарный номинальный ток этих двигателей превышает 10% начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания, рассчитанного без учёта электродвигателей.

Задачей расчёта токов короткого замыкания является проверка выбранного оборудования по устойчивости к протеканию этих рассчитанных токов короткого замыкания. Расчётная схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Расчётная схема для определения токов короткого замыкания.
При проведении расчётов воспользуемся рекомендациями изложенными в [11]. Сопротивление системы примем равным нулю.

Трансформатор ТП1 входит в схему замещения (рисунок 4) активным R_т и индуктивным Х_т сопротивлениями. Значения сопротивлений для выбранного трансформатора примем по таблице 1 [11]:

Ом;

Ом.

Рисунок 4 – Схема замещения при расчёте токов короткого замыкания
Трансформатор с выключателем В1 соединяют сборные шины

, длиной 4 м. Сопротивление сборных шин равно

r_0-СШ1=0,00003 Ом/м; х_0-СШ1=0,000014 Ом/м.

R_СШ1=r_0-СШ1l_СШ1=0,000034=0,00012 Ом;

Х_СШ1= х_0-СШ1l_СШ1=0,0000144=0,000056 Ом.

Сопротивления катушек и контактов выключателя В1 (таблица 13 [11]) равны

R_кв1=0,00014 Ом; Х_кв1=0,00008 Ом.

На вводе от силового трансформатора установлены трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 1500/5. Сопротивление их катушек равно

R_ТТ1=0,00001 Ом; Х_ТТ1=0,00002 Ом.

Выключатели В1 и В2 соединены между собой сборными шинами длиной 2 м. Их сопротивление равно:

R_СШ2=r_0-СШ1l_СШ2=0,000032=0,00006 Ом;

Х_СШ2= х_0-СШ1l_СШ2=0,0000142=0,000028 Ом.

Сопротивления катушек и контактов выключателей В2 и В3 (таблица 13 [11]) равны

R_кв2=R_кв3=0,00041 Ом; Х_кв2= Х_кв3=0,00013 Ом.

На отходящих линиях от ТП1 установлены трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 600/5. Сопротивление их катушек равно

R_ТТ2=0,00005 Ом; Х_ТТ2=0,00007 Ом.

Сопротивление кабеля СГ-1-4х185 определим по удельному сопротивлению и длине. Удельные активные и индуктивные сопротивления (таблица 10 [11])равны

r_0-КЛ1=0,000115 Ом/м; х_0-КЛ1=0,000069 Ом/м.

Вероятная длина кабеля СГ-1-4х185 составляет l_КЛ1=40 м. Сопротивление кабельной линии КЛ1 равно

R_КЛ1=r_0-КЛ1l_КЛ1=0,00011540=0,0046 Ом;

Х_КЛ1= х_0-КЛ1l_КЛ1=0,00006940=0,00276 Ом.

В распределительном устройстве ЩР1 между выключателями В3 и В4 ток проходит по сборным шинам длиной 1 м. Сопротивление шин равно:

r_0-СШ3=0,0001 Ом/м; х_0-СШ3=0,00013 Ом/м.

R_СШ3=r_0-СШ3l_СШ3=0,00011=0,0001 Ом;

Х_СШ3= х_0-СШ3l_СШ3=0,000131=0,00013 Ом.

Сопротивления катушек и контактов выключателя В4 (таблица 13 [11]) равны

R_кв4=0,0013 Ом; Х_кв4=0,0007 Ом.

Сопротивление кабеля АСГ-1-3х50+1х25 определим по удельному сопротивлению и длине. Удельные активные и индуктивные сопротивления (таблица 8 [11]) равны

r_0-КЛ2=0,000769 Ом/м; х_0-КЛ2=0,000068 Ом/м.

Вероятная длина кабеля АСГ-1-3х50+1х25 составляет l_КЛ2=25 м. Сопротивление кабельной линии КЛ2 равно

R_КЛ2=r_0-КЛ2l_КЛ2=0,00076925=0,019225 Ом;

Х_КЛ2= х_0-КЛ2l_КЛ2=0,00006825=0,0017 Ом.

Сопротивление распределительного шинопровода ШР1 также найдём по удельным сопротивлениям и длине. Удельные активные и индуктивные сопротивления (таблица 4.2.1 [10])равны

r_0-ШР1= 0,00015 Ом/м; х_0-ШР1= 0,00013 Ом/м.

Длина шинопровода до места ответвления составляет l_ШР1=21 м. Сопротивление шинопровода равно

R_ШР1=r_0-ШР1l_ШР1=0,0001521= 0,00315 Ом;

Х_ШР1= х_0-ШР1l_ШР1=0,0001321= 0,00273 Ом.

Сопротивления катушек и контактов выключателей В5 и В6 (таблица 13 [11]) равны

R_кв5=R_кв6=0,007 Ом; Х_кв5= Х_кв6=0,0045 Ом.

Сопротивление кабеля АВВГнг–LS–0,66–4х10 определим по удельному сопротивлению и длине. Удельные активные и индуктивные сопротивления (таблица 8 [11])равны

r_0-КЛ3=0,00961 Ом/м; х_0-КЛ3=0,000098 Ом/м.

Вероятная длина кабеля АВВГнг–LS–0,66–4х2,5 составляет l_КЛ3=9 м. Сопротивление кабельной линии КЛ3 равно

R_КЛ3=r_0-КЛ3l_КЛ3=0,003849=0,03456 Ом;

Х_КЛ3= х_0-КЛ3l_КЛ3=0,0000889=0,000792 Ом.

Поскольку силовые трансформаторы и автоматические выключатели В1 включены параллельно друг другу из результирующее сопротивление будет вдвое меньше, чем сопротивление цепочки последовательно соединённого трансформатора и автоматического выключателя. Определим сопротивления в точках короткого замыкания. Результаты сведём в таблицу 4. Полное сопротивление в точке короткого замыкания определяется по выражению

Таблица 4 – Сопротивления в точках короткого замыкания

Участки	Активное сопротивление участка, Ом	Реактивное сопротивление участка, Ом	Активное сопротивление в точке КЗ R_К, Ом	Реактивное сопротивление в точке КЗ Х_К, Ом	Полное сопротивление в точке КЗ Z_К, Ом
Система–Трансформатор– –сборные шины – ТТ1 – В1	(0+0,0055+ +0,00012+ +0,00001+ +0,00014)/2= =0,002885	(0+0,0171+ +0,000056+ + 0,00002+ +0,00008)/2= =0,008628	0,002885	0,00863	0,00909756
Сборные шины+ +В2+ТТ2	0,00006+ +0,00041+ +0,00005= =0,00052	0,000028+ +0,00013+ +0,00007= =0,000228	0,003405	0,00886	0,00948803
КЛ1	0,0046	0,00276	0,008005	0,01162	0,01410714
В3+Сборные шины	0,00041+ +0,0001= =0,00051	0,00013+ +0,00013= =0,00026	0,008515	0,01188	0,01461317
В4	0,0013	0,0007	0,009815	0,01258	0,01595274
КЛ2	0,019225	0,0017	0,02904	0,01428	0,03235932
ШР1	0,00015	0,00013	0,02919	0,01441	0,03255133
В5	0,007	0,0045	0,03619	0,01891	0,04083078
КЛ3	0,03456	0,000792	0,07075	0,0197	0,07344095
В6	0,007	0,0045	0,07775	0,0242	0,08142853

Токи короткого замыкания рассчитаем с использованием выражения

Значение ударный коэффициент k_уд зависит от отношения

. Значение этого коэффициента определим по рисунку 5 [11]. Ударный ток короткого замыкания определим по формуле

.

Результаты расчёта сведём в таблицу 5.

Таблица 5 – Токи короткого замыкания

Точка короткого замыкания	Ток короткого замыкания , кА	Отношение	Ударный коэффициент k_уд	Ударный ток , кА
К1	25,385	2,9906	1,25	44,874
К2	24,34	2,6009	1,22	41,995
К3	16,37	1,4511	1,1	25,466
К4	15,804	1,3947	1,08	24,138
К5	14,477	1,2813	1,07	21,906
К6	7,1367	0,4916	1	10,093
К7	7,0946	0,4935	1	10,033
К8	5,656	0,5224	1	7,9988
К9	3,1446	0,2784	1	4,4471
К10	2,8361	0,3112	1	4,0109

6.5 Проверка выбранных токопроводов и аппаратов по условиям короткого замыкания

Проверим выбранные автоматические выключатели по термическому и динамическому действию короткого замыкания.

Автоматический выключатель В1 («Schneider Electric» Masterpact NT16H1):

– проверка по динамической стойкости: