Линия питает молочный блок и 1 животноводческий комплекс

2 линия питает молочный блок и 1 животноводческий комплекс.

Участок 8-9

Р8-9=Р9=35 кВт

S8-9=35/0,8=43,7 кВа

Sэкв=43,7·0,7=30,6 кВа

Участок А-8

РА-8=(Р8-9+Р8)·Ко=(35+66,2)·0,9=91,8 кВт

SА-8=91,8/0,8=113,8 кВа

Sэкв=113,8·0,7=79,6 кВа

Для второй отходящей линии принимаем провод А-35

Sпров=1035кВа>Sэкв=79,6кВа

условие выполняется значит провод выбран верно.

Проверка выбранного провода на потери напряжения.

U8-9=0,876·43,7·35·10=1,3%

UА-8=0,876·113,8·45·10=4,4%

Суммарная потеря напряжения на участках

UА-9=U8-9+UА-8=1,3+4,4=5,7%

Полученный процент потерь удовлетворяет требованиям ПУЭ и выбранный ранее провод принимаем окончательно.

Расчет 3 отходящей линии.

Третья линия питает родильное отделение и 2 животноводческий комплекс.

Участок 10-11

Р10-11=Р11=50 кВт

Sуч=50/0,8=62,5 кВа

Sэкв=62,5·0,7=43,7 кВа

Участок А-10

РА-10=(Р10-11+Р10)·Ко=(50+66,2)·0,9=104,5 кВт

Sуч=104,5/0,8=130,7 кВа

Sэкв=130,7·0.7=91,5 кВа

Т.к. протяженность линии и расчетная мощность вышла большая то принимаем провод марки А-70 с Uтабл=0,387

Потери напряжения на участках.

U10-11=0,387·62,5·30·10=0,72%

UА-10=0,387·130,7·90=4,5%

Потери напряжения на всей линии.

UА-11=U10-11+UА-10=0,72+4,5=5,2%

Отклонение напряжения находится в допустимых пределах значит окончательно принимаем выбранный ранее провод.

Расчет токов коротких замыканий.

Расчет производим методом именованных величин, этим методом пользуются при расчетах токов коротких замыканий (к.з.) с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220 В. В последнем случае учитывают: активное и реактивное сопротивление элементов схемы, сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов, сопротивление основных элементов сети - силовых трансформаторов, линий электропередачи. Напряжение, подведенное к силовому трансформатору, считают неизменным и равным номинальному. Расчетная схема электроснабжения и схема замещения будет приведена ниже.

Сопротивление силового трансформатора 10/0,4 кВ

Zт=Uк.з.·U²ном/(100·Sном.т.)=4,5·0,4²·10³/(100·250)=29 Ом(5.19)

где, Uк.з. - напряжение короткого замыкания, в предыдущих расчетах был выбран силовой трансформатор с Uк.з=4,5%

Uном - номинальное напряжение с низкой стороны, кВ

Sном - номинальная мощность силового трансформатора, кВа

Трехфазный ток к.з. в точке К1

Iк1=Uном/(√3·(Zт+Zа))=400/(1,73·(29+15)=4,71 кА(5.20)

где, Zа - сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов принимают равным 15 Ом стр.34 (л-7)

Находим сопротивление первой отходящей линии ВЛ N1

Индуктивное сопротивление линии

Хл=Хо·l=0,35·380=133 Ом(5.22)

где, Хо - индуктивное сопротивление провода, для провода марки А-35 Хо=0,35 Ом/м

l - длина линии, м

Активное сопротивление линии

Rл=Rо·l=0,85·380=323 Ом(5.23)

где, Rо - активное сопротивление провода, для провода марки А-35 Rо=0,59 Ом/м

Результирующее сопротивление

Zрез=√(Хл)²+(Rл)²=√(133)²+(323)²=349 Ом(5.24)

Сопротивление второй отходящей линии, длина линии l=80м

Индуктивное сопротивление линии

Хл=0,35·80=28 Ом

Активное сопротивление линии

Rл=0,85·80=68 Ом

Результирующее сопротивление.

Zрез=√(28)²+(68)²=73,5 Ом

Сопротивление третьей отходящей линии, длина линии l=120м индуктивное и активное сопротивления выбранного провода Хо=0,35 Ом/м Rо=0,59 Ом/м стр 40 (л-7)

Индуктивное сопротивление линии.

Хл=0,35·120=42 Ом

Активное сопротивление линии

Rл=0,59·120=70,8 Ом

Результирующее сопротивление

Zрез=√(42)²+(70,8)²=82,3 Ом

Определяем токи коротких замыканий в точке К1

Трехфазный ток к.з. в точке К1

I³к2=Uном/(√3·(Zт+Zл))=400/(1,73·(29+349))=0,61 кА(5.25)

Двухфазный ток к.з.

I²к2=0,87·I³к2=0,87·0,61=0,53 кА(5.26)

Однофазный ток к.з.

Iк2=Uф/√[(2·(Rл)²)+(2·(Хл)²)]+1/3Zтр.=230/√[(2·(323)²)+(2·(133)²)]+104=0,38 кА

где, Zтр. - сопротивление трансформатора приведенное к напряжению 400 В при однофазном к.з.

Расчет токов коротких замыканий в точке К3

Трехфазный ток к.з.

I³к3=400/(1,73·(29+73,5))=2,2 кА

Двухфазный ток к.з.

I²к3=0,87·2,2=1,9 кА

Однофазный ток короткого замыкания

Iк3=230/√[(2·(68)²)+(2·(28)²)]+104=1,1 кА

Расчет токов коротких замыканий в точке К4

Трехфазный ток к.з.

I³к.з.=400/(1,73·(29+82,3))=2 кА

Двухфазный ток к.з.

I²к.з.=0,87·2=1,7 кА

Однофазный ток к.з.

Iк4=230/√[(2·(70,8)²)+(2·(42)²)]+104=1 кА

Выбор оборудования на питающую подстанцию

Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях.

Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканий или ненормальных режимах работы, а также для нечастых оперативных включений и отключений. Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.

Uн.а≥Uн.у.

Iн.а≥Iн.у.(5.28)

Iн.р.≥Кн.т.·Iраб

Iпред.отк.≥Iк.з.

где, Uн.а. - номинальное напряжение автомата

Uн.у. - номинальное напряжение установки

Iн.а. - номинальный ток автомата

Iн.у. - номинальный ток установки

Iраб - номинальный или рабочий ток установки.

Кн.т. - коэффициент надежности расцепителя.

Iпред.окл. - максимальный ток короткого замыкания который автомат может отключить без повреждения контактной системы

Iк.з. - максимально возможный ток короткого замыкания в месте установки автомата.

Выбор автомата для первой отходящей линии.

Рабочий ток линии

Iраб=S/√3·Uн=65,2/1,73·0.4=94,4 А(5.29)

где, S - полная мощность первой линии, из предыдущих расчетов Sл=65,2 кВа.

Определяем рабочий ток с учетом коэффициента теплового расцепителя

Кн.т.·Iраб=1,1·94,4=103,8(5.30)

Принимаем для первой питающей линии автомат серии А3710Б с Iн=160 А Iн.р.=120 А и Iпред.отк=32 кА

Uн.а.=440В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=160А≥Iраб=94,4А(5.31)

Iпред.откл=32А≥Iк.з.=0,61кА

Максимальный ток короткого замыкания взят из предыдущих расчетах.

Все условия выполняются, значит автомат выбран верно.

Выбор автомата на второй отходящей линии.

Рабочий ток линии.

Iраб=Sл/√3·Uн=92,8/1,73·0,4=134,6 А(5.32)

Расчетный ток теплового расцепителя

Кн.р.·Iраб=1,1·134,6=148,2 А(5.33)

Для второй линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн.р.=150А и Iпред.отк.=38А

Выбор автомата на второй отходящей линии.

Рабочий ток линии

Iраб=114,1/1,73·0,4=165,3 А(5.34)

Расчетный ток теплового расцепителя.

Кн.р.·Iраб=1,1·165.3=181,8(5.35)

Для третьей линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн.р.=200 А и Iпред.окл=38 А

Таблица 30 - Технические данные выбранных автоматических выключателей

Тип ыключателя	Номинальный ток выключателя, А	Номинальный ток расцепителя. А	Предельный ток отключения при напряжении 380В, А
А3710Б	160	120	32
А3134	200	150	38
А3134	200	200	38

Выбор трансформатора тока

Выбор трансформатора тока сводится к сравнению тока в первичной цепи к току в форсированном режиме.

Номинальный первичный ток.

Iн1=Sн.т./√3·Uн=250/1,73·0,4=362,3 А(5.31)

где, Sн.т. - номинальная мощность выбранного трансформатора

Uн - номинальное напряжение с низкой стороны.

Ток в цепи в форсированном режиме.

Iраб.фор.=1,2·362,3=434,7 А(5.32)

Выбираем трансформатор тока серии ТК-20 у которого Uном=660В Iном=400А стр 112 (л-6)

I1=500А≥Iраб.фор.=434,7А(5.33)

У выбранного трансформатора тока выполняется условие по первичному току значит окончательно принимаем именно его.

Выбор рубильника

Рубильник предназначен для нечастых включений и отключений вручную электроустановок до 660В. Выбор рубильника сводится к сравнению рабочего тока электроустановки к номинальному току на которое рассчитана его контактная система. Из предыдущих расчетах Iраб=362,3А

Принимаем рубильник серии Р34 с Iн=400 А стр.112 (л-7)

Iн.руб=400А≥Iраб=362,3А(5.34)

Условие выполняется значит рубильник выбран верно.

Выбор оборудования с высокой стороны.

Выбор предохранителя с высокой стороны.

Высоковольтные предохранители в схемах электроснабжения

потребителей применяют в основном для защиты силовых трансформаторов от токов коротких замыканий.

Ток номинальный трансформатора с высокой стороны.

Iн.тр.=Sн.тр./√3·Uн=250/1,73·10=14,4 А(5.35)

где, Sн.тр. - номинальная мощность силового трансформатора

Uн - номинальное напряжение с высокой стороны

По номинальному току трансформатора выбираем плавкую вставку, обеспечивающую отстройку от бросков намагничивающего тока трансформатора.

Iв=(2…3)Iн.тр.=2,5·14,4=36 А(5.36)

Выбираем предохранитель ПК-10/40 с плавкой вставкой на 40 А стр45 (л-6)

Выбор разъединителя

Разъединитель предназначен для включения и отключения электрических цепей под напряжением но без нагрузки а также он создает видимый разрыв. Выбор разъединителя производится по следующим условиям.

Uн.р.≥Uн.у(5.37)

Iн.р.≥Iраб

где, Uн.р. - номинальное напряжение разъединителя

Uн.у - номинальное напряжение установки

Iн.р. - ток номинальный разъединителя

Iраб - максимальный рабочий ток.

Из предыдущих расчетах Iраб=13,2 А, номинальное напряжение с высокой стороны Uн.у.=10 кВ

Принимаем разъединитель РЛН-10/200 с Iн.р.=200А и Uн.р.=10 кВ

Проверка выбранного разъединителя по условиям.

Uн.р.=10кВ≥Uн.у.=10кВ

Iн.р.=200А≥Iраб=13,2А

Все условия выполняются значит разъединитель выбран верно.

Таблица 31 - Данные разъединителя заносим в таблицу

Тип разъединителя	Номинальный ток разъединителя, А	Амплитуда предельного сквозного тока короткого замыкания, кА	Масса, кг
РЛН-10/200	200	15	20

Выбор разрядников с высокой и низкой стороны

Защиту элементов электроустановки от перенапряжений осуществляют при помощи вентильных разрядников. С высокой стороны выбираем разрядник типа РВО-10 разрядник вентильный облегченной конструкции, наибольшее допустимое напряжение U=12,7 кВ, пробивное напряжение при частоте 50 Гц не менее 26 кВ. Со стороны 0,4 кВ принимаем вентильный разрядник типа РВН-0,5 стр.65 (л-7).

Расчет заземляющих устройств

Подстанция питающая ферму расположена в 3 климатической зоне, от трансформаторной подстанции отходят 3 воздушные линии (В.Л.) на которых в соответствии с ПУЭ намечено выполнить 6 повторных заземлений нулевого провода. Удельное сопротивление грунта ρ0=120 Ом. Заземляющий контур в виде прямоугольного четырехугольника выполняют путем заложения в грунт вертикальных стальных стержней длиной 5 метров и диаметром 12 мм, соединенных между собой стальной полосой 40·4 мм. Глубина заложения стержней 0,8 м полосы 0,9 м.

Расчетное сопротивление грунта стержней заземлителей.

Ррасч=Кс·К1·ρ0=1,15·1,1·120=152 Ом·м(5.38)

где, Кс - коэффициент сезонности принимают в зависимости от климатической зоны, Кс=1,15 табл.27.1 (л-8)

К1 - коэффициент учитывающий состояние грунта при измерении К1=1,1 таблица 27.3 (л-8)

Сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали.

Rв=0,366·ρрасч(2·l/lgd+0,5lg·(4hср+l/4hср-l))/l=0,366·152(2·5/lg0,012+0,5lg·(4·3,3+5/

/4·3,3-5))/5=31,2 Ом (5.39)

где, d - диаметр стержня

l - длина электрода

h - глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины трубы или стержня.

Сопротивление повторного заземлителя Rп.з. не должно превышать 30 Ом при ρ=100 Ом·м и ниже. При ρ>100 Ом·м допускают применять

Rп.з.=30ρ/100=30·152/100=45 Ом(5.40)

Для повторного заземления принимаем один стержень длиной 5 м и диаметром 12 мм, сопротивление которого 34,5Ом<45Ом

Общее сопротивление всех 6 повторных заземлителей.

rп.з.=Rп.з./n=31,2/6=5,2 Ом(5.41)

где, Rп.з. - сопротивление одного повторного заземления

n - число стержней

Расчетное сопротивление заземления в нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений.

rиск=rз·rп.з./(rп.з.-rз)=4·5,2/(5,2-4)=17,3 Ом(5.42)

где, rз - сопротивление заземлителей.

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом.

rиск=125/8=15,6 Ом(5.43)

Принимаем для расчета наименьшее из этих значений rиск=10 Ом

Определяем теоретическое число стержней.

nт=Rв/rиск=31,2/10=3,12(5.44)

Принимаем 4 стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м один от другого.

Длина полосы связи.

lr=а·n=5·4=20 м(5.45)

Сопротивление полосы связи.

Rп=0,366·ρрасч·lg[2l²/(d·n)]/l=0,366·300·lg[2-20²/0,04·82]/20=24,2 Ом(5.46)

ρрасч=2,5·1·120=300 Ом таблица 27.2 и 27.9 (л-7). При n=4 а/l=5/5=1 ηв=0,69 и ηг=0,45.

Действительное число стержней.

nд=Rв·ηг[1/(rиск·ηг)-1/Rп]ηв=31,2·0,45[1/(10·0,45)-1/24,2]·0,69=3,5(5.47)

Принимаем для монтажа nт=nд=4 стержня и проводим проверочный расчет.

Действительное сопротивление искуственного заземления.

rиск=Rв·Rп/(Rп·n·ηв+Rв·ηп)=31,2·34,2/(21,2·4·0,69+31,2·0,45)=9,4Ом<10Ом (5.48)

Сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода.

rрасч=rиск·rп.з./(rиск+rп.з.)=9,4·5,2/(9,4+5,2)=34,2(5.49)

Если же расчет выполнен без учета полосы связи то действительное число стержней.

nд=n/ηв=4/0,69=5,8(5.40)

Электрооборудование навозоуборочного транспортера работает в окружающей среде, параметры которой значительно отклоняются от установленных норм для электродвигателей и аппаратуры управления. К таким параметрам относят: влажность, загазованность, запыленность и резкие колебания температуры воздуха в течении суток. В животноводческом помещении где находится навозоуборочный транспортер наблюдается повышение влажности воздуха, концентрация углекислого газа, аммиака, сероводорода, при значительных колебаниях температуры. Совокупное действие этих факторов вызывает увлажнение и постепенное разрушение изоляции со снижением сопротивления и повышением утечки тока на корпус. Особенно вредно это воздействие на электродвигатель, когда он не работает и его обмотка не нагревается и не подсушивается или когда он работает малое число в сутки, что характерно для электродвигателей навозоуборочного транспортера.

Влажная, содержащая агрессивные газы воздушная среда стойлового помещения вызывает коррозию электрических контактов и конструктивных элементов электрических машин и аппаратов. Вследствие этого увеличивается переходное сопротивление контактов, повышается их нагрев, что способствует еще большей коррозии и следовательно, нарушению электрического контакта. Из-за коррозии ослабляется упругость пружин электрических пускателей, что служит причиной нарушения их работы. Коррозия крепежных деталей затрудняет разборку оборудования. Для увеличения срока службы электроаппаратуры навозоуборочного транспортера щит управления с пускозащитной аппаратурой выбирается со степенью защиты IР 54, провода и кабели для питания силовых и цепей управления прокладываются в трубах.

Навозоуборочный транспортер ТСН-160 имеет значительную протяженность доходящую до десятков метров имеет большое число рабочих деталей с движущимися трущимися поверхностями, трущиеся элементы подвержены износу, заклиниванию создавая тем самым аварийные режимы для приводных электродвигателей. Бывают случаи, когда движущиеся наружные части наклонных транспортеров примерзают к неподвижным элементам конструкции, и вследствие этого надо тщательно выбирать и настраивать защиту электродвигателей, в противном случае электродвигатели будут часто выходить из строя.

Исследования показали, что срок службы электрооборудования в условиях сельского хозяйства сокращается в несколько раз. Поэтому для навозоуборочного транспортера, который находится в помещении с повышенной влажностью целесообразно выбирать электродвигатели и аппаратуру управления сельскохозяйственного назначения (закрытые с химовлагостойкой изоляцией обмоток)