Файл: Расчет системы электроснабжения объекта.docx

Проверка сети на успешный запуск электродвигателей

Нормами определены следующие допущения номинального напряжения на зажимах электродвигателя:

а) при длительной работе в установившемся режиме: V = +5%;

б) у электродвигателей присоединенных к электрическим сетям общего назначения –5%, +10%;

в) при длительной работе в установившемся режиме для отдельных особо удаленных электродвигателей в номинальных условиях допускаются, снижения напряжения на –8…-10%, а в аварийных –10…-12%;

г) при кратковременной работе в установившемся режиме, например, при пуске соседних электродвигателей на –20…-30%;

д) на зажимах пускаемого электродвигателя: при частых пусках –10%, при редких пусках –15%;

В тех случаях, когда начальный момент не превышает 1/3 Мном рабочей машины, допускается снижение напряжения на 40%. Это как правило приводы с ременной передачей, приводы насосов и вентиляторов.

Потери напряжения в сети при пуске электродвигателя от трансформатора или генератора приблизительно составляет:
(8.1)

Где - полное сопротивление сети, Ом;

-сопротивление электродвигателя в пусковом режиме, Ом:



Где k – кратность пускового тока;

– ток номинальный.

Выбираем электродвигатель 4А180М2У3:

= 30 кВт;

k = 7,5;

cos = 0,9;

= 90,5 %.

Определяем номинальный ток:





Сопротивление электродвигателя в пусковом режиме:



При пуске электродвигателя от сети с трансформатором:

---

где - напряжение к.з. трансформатора (ТП-5), = 4,5 %.



Выбираем провод А240:















Потери напряжения в сети при пуске электродвигателя:



Условие выполняется.

2. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания будем производить с помощью программы IVAN.tkz. Для этого необходимо составить схему замещения, рисунок 9.2, составленный по рисунку 9.1, на котором указаны все точки короткого замыкания. В таблице 9.1 указаны все необходимые для расчета данные, полученные после введения ветвей и их параметров в программу. Каждая ветвь задается двумя узлами. Признаком конца списка является ветвь 0- 0.

Параметрах генераторов и систем:
(9.1)

(9.2)

Расчётные данные заносятся в таблицу 9.2:


Рисунок 9.1 Исходная схема электропередачи для расчета токов к.з.

Таблица 9.1 Параметры ветвей схемы

Номера узлов	Тип	ZA	ZR
1 – 2	Линия	2,131	1,368
2 – 20	Линия	0,414	0,266
20 –21	двухобм.трансф.	0	0,134
2 – 3	Линия	2,013	1,292
3 – 30	Линия	0,414	0,266
30 – 31	двухобм.трансф.	0	0,053
3 - 4	Линия	0,888	0,57
4 - 5	Линия	0,888	0,57
5 - 50	Линия	0,414	0,266
50 - 51	двухобм.трансф.	0	0,084
5 - 6	Линия	0,947	0,608
6 - 60	Линия	0,414	0,266
60 - 61	двухобм.трансф.	0	0,053
4 - 7	линия	2,25	1,444
7 - 8	линия	0,237	0,152
8 - 80	линия	0,414	0,266
80 - 81	двухобм.трансф.	0	0,084
81 - 82	линия	91,413	205,679
81 - 83	линия	51,108	61,496
83 - 84	линия	68,144	81,994
7 - 9	линия	4,203	2,698
9 - 90	линия	0,414	0,266
90 - 91	двухобм.трансф.	0	0,053
9 - 0	линия	0,944	0,60

---

После определения параметров ветвей уходим в главное меню, записав данные на диск, в подпрограмму расчета токов к.з. Затем выбирают режим и точку короткого замыкания, определят напряжения в узлах и токи короткого замыкания. Расчет повторяется столько раз, сколько точек короткого замыкания.

Программа не определяет двухфазные и однофазные токи к.з. их просчитывают в ручную и результаты сводят в таблицу 9.2.



Рисунок 9.2 Схема замещения электропередачи для расчета токов к.з.

Таблица 9.2 Результаты расчета токов к.з.

Точк а к.з.	Uвн, кВ	Сопротивление, Ом			Ку		Токи, А				Sк(3), кВА
		R	X	Z			Iк(3)	Iк(2)	Iк(1)
К1	10	2,131	1,368	2,532		1,0075		1921	1671	-	33,27
К2	10	2,545	1,634	3,024		1,0075		1601	1393	-	27,73
К3	0,38	2,545	1,768	3,098		1,0108		1554	1352	-	1,023
К4	10	4,144	2,66	4,924		1,0074		1078	938	-	18,67
К5	10	4,558	2,926	5,416		1,0075		945	822	-	16,37
К6	0,38	4,558	2,979	5,445		1,0082		938	816	-	0,617
К7	10	5,032	3,23	5,979		1,0074		902	785	-	15,62
К8	10	5,92	3,8	7,034		1,0074		703	612	-	12,18
К9	10	6,334	4,066	7,526		1,0075		637	554	-	11,03
К10	0,38	6,334	4,15	7,572		1,0083		632	549	-	0,416
К11	10	6,867	4,408	8,159		1,0075		569	495	-	9,85
К12	10	7,281	4,674	8,651		1,0075		525	457	-	9,09
К13	0,38	7,281	4,727	8,68		1,0079		523	455	-	0,344
К14	10	7,282	4,674	8,652		1,0075		638	555	-	11,05
К15	10	7,519	4,826	8,933		1,0074		592	515	-	10,25
К16	0,4	7,519	4,91	8,98		1,0081		527	458	-	0,365
К17	10	11,485	7,372	13,646		1,0074		412	358	-	7,14
К18	10	11,899	7,638	14,138		1,0074		280	244	-	4,85
К19	0,38	11,899	7,691	14,168		1,0077		275	239	-	0,181
К20	0,38	98,932	209,869	234,058		1,2274		10	8,7	198,6	0,0066
К21	0,38	58,627	65,686	88,941		1,0605		28	24,36	-	0,1843
К22	0,38	126,771	147,68	195,555		1,0674		12	10,44	252,8	0,0079

---

Далее необходимо определить токи двухфазного короткого замыкания по формуле

(9.3)

где I(3)к.з – трехфазный ток короткого замыкания.

Ударные токи определим по формуле

(9.4)

где Ку – ударный коэффициент,

(9.5)

Мощность трехфазного короткого замыкания

(9.6)

Ток однофазного короткого замыкания

(9.7)

где Zт – полное сопротивление трансформатора току короткого замыкания, значения трансформаторов 10/0,4 со схемой соединений «звезда- звезда с нулевым проводом», значения приведены в таблице 9.3, Ом;

Uф min – минимальное фазное напряжение, В;

Zп –- полное сопротивление петли «фаза-нуль» oт шин 0,4 кВ ТП до конца линии 0,38 кВ /14/.

(9.8)

(9.9)

где rо и хо, rn и хn – активное и индуктивное сопротивления фазного и нулевого проводов;

l – длина линии.

Таблица 9.3 Значение полного сопротивления трансформатора току к.з.

Sт ном, кВА	25	40	63	100	160	250	400	630
1/3Zт, Ом	1,040	0,650	0,410	0,2 60	0,160	0,100	0,065	0,042

Результаты расчетов сводят в таблицу 9.2.

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

---

Защита от токов короткого замыкания

В проекте необходимо выбрать рассчитать проверить на чувствительность и согласовать между собой защиты следующих электроустановок линий 0,38 кВ, трансформатора 10/0,4 кВ (ТП-5) и линии 10 кВ. Линии защищаются направленной максимальной токовой защитой (НМТЗ), действующей с выдержкой времени, и токовой отсечкой ТО, действующей без выдержки времени. Линии 0,38 кВ защищаются автоматическими выключателями (АВ), магнитными пускателями (МП) и плавкими предохранителями (ПП), трансформатopы - пpедoxpанитeлями, а линии 10 кВ – релейной защитой.

Линии 0,38 кВ, питающие трехфазные потребители, защищаются в основном автоматическими выключателями типа АЕ2000, А3700 и А3110 с электромеханическими выключателями расцепителями (при этом тепловой расцепитель выполняет функция максимальной токовой защиты (МТЗ), а электромагнитный–ТО), а также автоматами с полупроводниковыми расцепителями типа А3700 и «Электрон», в которых роль МТЗ выполняет расцепитель, работающий в зоне перегрузки, а роль ТО – расцепитель в зоне коротких замыканий. Если МТЗ на автоматических выключателях оказывается нечувствительной к токам КЗ, то она заменяется более чувствительной, в качестве которой в последнее время применяется защита ЗТ-0,4 (или ЗТИ), которая выпускается в виде приставки к автомату. Если нечувствительной оказывается ТО, то она не устанавливается и линия защищается только МТЗ.

Чувствительность защиты оценивается по выражению

(10.1)

где Iк min – минимальный ток КЗ в защищаемой зоне;

I с зд – действительный (установленный) ток срабатывания защиты.

При защите электроустановок автоматически и выключателями

(10.2)

При этом МТЗ может выполнять роль основной защиты, а ТО – дополнительной или наоборот. Надо стремиться, чтобы линии защищались мгновенной защитой, но этого достичь удается редко.

Если основной защитой является МТЗ, то за действительный ток срабатывания защиты принимается Iсз = Iрасц..ном – для АВ с электромеханическими расцепителями или Iсз = Iс пер – для АВ с полупроводниковыми расцепителями, где Iс пер – ток срабатывания (уставка тока) полупроводникового элемента, работающего в зоне перегрузки, при этом Кч. доп= 3 , /5/.

---