Для розрахункової схеми мережі (Рис.5.1) складаємо еквівалентну схему заміщення і згортаємо її до простішого виду (Рис. 5.2)

1. Для розрахункової схеми мережі (Рис.5.1) складаємо еквівалентну схему заміщення і згортаємо її до простішого виду (Рис. 5.2).

Рисунок 5.2 – Еквівалентні схеми заміщення мережі.

 Розрахунок в практичних одиницях.

2. Опір елементів мережі в практичних одиницях:

,

.

3. Струм короткого замикання:

в точці К1: ;

в точці К2:

4.Потужність короткого замикання:

в точці К1:

в точці К2:

Розрахунок у відносних одиницях.

2. Задамося

,

3. Опір елементів мережі у відносних одиницях:

;

;

;

;

 ;

;

.

4. Базисний струм:

.

5. Струм короткого замикання:

в точці К1: ;

в точці К2: .

3.Потужність короткого замикання:

в точці К1:

в точці К2:

 

Задача 5.2 (самостійно)

РТП 35/10 кВ потужністю , МВА приєднана до системи безмежної потужності повітряною лінією 35 кВ довжиною , км, яку виконано проводом марки АС перерізом , мм² (Рис. 5.3). Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 5.1. Визначити струм КЗ, ударний струм та потужність трьохполюсного КЗ в точці К на шинах
10 кВ РТП.

Рисунок 5.2 – Розрахункова схема мережі.

Варіант	км	мм2	n, шт	мВА	%
1	20	АС-120	2	6,3	7,5
2	15	АС-150	1	10,0	7,5
3	10	АС-95	1	6,3	7,5
4	18	АС-150	2	4,0	7,5
5	12	АС-120	1	2,5	6,5
6	15	АС-95	2	10,0	7,5
7	20	АС-120	1	6,3	7,5
8	18	АС-150	1	4,0	7,5
9	14	АС-95	2	2,5	6,5
10	16	АС-120	1	10,0	7,5

Таблиця 5.1 – Вихідні дані для розрахунку мережі

ЗАНЯТТЯ 6

ТЕМА: РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В МЕРЕЖІ НАПРУГОЮ 380/220 В

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Навчити студентів розраховувати струми короткого замикання в електричних мережах напругою 380/220 В.

 

І. ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

Сільські електричні мережі з напругою 380 В виконують із глухо заземленою нейтраллю. В таких мережах можуть виникати трифазні, двофазні та однофазні короткі замикання (КЗ).

Як правило розрахунок зводиться до визначення максимального триполюсного струму короткого замикання на шинах 0,4 кВ трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ та струму однополюсного КЗ в найбільш електрично віддаленій точці лінії.

Значення струму триполюсного КЗ на шинах підстанції необхідне для вибору та перевірки електричних апаратів на термічну та динамічну стійкість та узгодження захистів трансформатора та лінії 0,38 кВ, а за струмом однополюсного КЗ в найбільш електрично віддаленій точці лінії перевіряють ефективність (чутливість) захисних пристроїв (реле, автоматів, плавких запобіжників).

При визначенні струмів замикання в мережах низької напруги треба враховувати як індуктивний, так і активний опори елементів схеми. У розрахунках не враховують опір лінії, що живить силовий трансформатор, і вважають, що напруга на шинах високої напруги трансформаторної підстанції при КЗ в мережі низької напруги залишається незмінною та дорівнює номінальному значенню.

 Результуючий опір до точки КЗ складається з активного та індуктивного опорів трансформатора 10/0,4 кВ та лінії 0,38 кВ.

Повний опір трансформатора визначається за виразом:

 (6.1)

Активний опір трансформатора:

, (6.2)

де  – втрати потужності в обмотці трансформатора, кВт.

. (6.3)

або

Активний та реактивний опір лінії визначаємо за формулами (5.4):

, .

Струм триполюсного КЗ в будь-якій точці лінії визначається за відомими виразами (5.13) та (5.14):

– при розрахунку методом практичних одиниць

– при розрахунку методом відносних одиниць .

Максимальний струм трьохполюсного КЗ на шинах 0,4 кВ трансформатора визначається за виразом:

. (6.4)

Струм однополюсного КЗ лінії 0,38 кВ визначається за виразом:

, (6.5)

де  – фазна напруга мережі, В;

 – повний опір трансформатора струму КЗ на корпус [1-3], Ом;

 – повний опір петлі фаза-нуль до точки КЗ, Ом.

Опір петлі «фаза-нуль» в загальному випадку визначається:

 (6.6)

де ,  – питомий активний та індуктивний опір і-ї ділянки фазного провода, Ом/км;

,  – питомий активний та індуктивний опір і-ї ділянки нульового провода, Ом/км;

– питомий зовнішній індуктивний опір петлі фаза-нуль, Ом/км;

 – довжина і-ї ділянки лінії, км.

Якщо фазний та нульовий провід виготовлені із кольорового металу, то їхнім індуктивним опором нехтують, тоді:

Якщо нульовий провід виконаний таким же перерізом, що і
фазний, тоді:

 Для проводів з кольорового металу зовнішній індуктивний опір петлі «фаза-нуль» приймається рівним  .

2. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

1.  Для чого розраховується триполюсний струм КЗ на шинах
0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ?

2.  Для чого розраховуються однополюсні струми КЗ в кінці лінії 380/220 кВ?

3.  Як визначається струм триполюсного КЗ на шинах 0,4 кВ трансформатора?

4.  Як розраховується струм однополюсного КЗ в лінії 0,38 кВ?

5.  Як визначається повний опір трансформатора замикання на корпус?

3. ЛІТЕРАТУРА

 

1.  Притака І.П. Електропостачання сільського господарства. - 2-е вид. перероб. та доп. – К.: Вища школа. Головне видавництво, 1983.– 343с. (ст. 204-226).

2.  Будзко И. Ф., Зуль Н. М. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1990. - 496 с. (ст. 172-196, 473).

3.  Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 1990. – 351с. (ст. 176-186).

4.  Практикум по электроснабжению сельского хозяйства под редакцией Будзко И.А. – М.: Колос,1982.–319с. (ст.127-132).

5.  Харкута К.С., Яницкий С.В., Ляш Э.В. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1992. – 223с. (ст. 137-157).

Задача 6.1

 

Лінія напругою 0,38 кВ відходить від шин споживчої трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ. Розрахункові данні наведені на схемі мережі (Рис. 6.1). Визначити струми триполюсного та однополюсного КЗ в точках К1 та К2.

Рисунок 6.1 – Розрахункова схема мережі.

Рисунок 6.2 – Еквівалентна схема заміщення мережі.

РОЗВ’ЯЗАННЯ:

Приймаємо: .

1. Опір трансформатора:

 

 

2. Повний опір трансформатора струму замикання на корпус:

  [2].

3. Опір лінії (ділянок):

 А 25  .

 А 16 , .

; .

; .

4. Результуючий повний опір мережі:

.

5. Опір петлі «Фаза-нуль» до точки К2:

 

6. Струми КЗ у точці К1:

 .

.

.

7. Струми КЗ у точці К2:

.

.

Задача 6.2

 

Повітряна лінія 0,38 кВ приєднана до шин 0,4 кВ споживчої ТП 10/0,4 кВ із трансформаторами потужністю . кВА. Розрахункова схема лінії представлена на рисунку 6.2. Розрахувати найбільше й найменше значення струмів КЗ в лінії 0,38 кВ. Вихідні данні по
варіантам наведені в таблиці 6.1.

Рисунок 6.2 – Розрахункова схема мережі.

Таблиця 6.1 – Вихідні дані електричної мережі

Варіант	n, шт	кВА	Ділянки лінії
			1		2		3		4		5
			м	мм2	м	мм2	м	мм2	м	мм2	м	мм2
1	1	250	100	50	-	-	-	-	150	35	120	25
2	2	100	80	35	120	25	150	16	-	-	-	-
3	1	160	120	50	200	35	-	-	-	-	-	-
4	2	160	150	35	80	25	100	16	-	-	-	-
5	1	400	60	50	-	-	-	-	100	35	80	25
6	2	250	130	50	-	-	-	-	100	25	-	-
7	1	100	100	35	100	16	-	-	-	-	-	-
8	2	160	150	70	-	-	-	-	100	50	150	35
9	1	160	80	35	100	25	150	16	-	-	-	-
10	2	400	120	70	-	-	-	-	150	50	-	-

 

ЗАНЯТТЯ 7

ТЕМА: ВИБІР ПЛАВКИХ ЗАПОБІЖНИКІВ, АВТОМАТІВ ТА ПЕРЕРІЗУ ПРОВОДІВ І КАБЕЛІВ ЗА ДОПУСТИМИМ НАГРІВАННЯМ

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Навчити студентів вибирати переріз проводів за умовами нагрівання та апарати для захисту проводок від перенавантаження та короткого замикання.

 

І. ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

 При протіканні по проводу електричного струму він нагрівається. до температури, при якій кількість теплоти, яку одержує провід дорівнює кількості теплоти, яка віддається його поверхнею у навколишнє середовище. Температура провода не повинна перевищувати [1,2]:

70 ⁰С – для неізольованих проводів;

55 ⁰С – для проводів із звичайною гумовою ізоляцією;

65 ⁰С – для проводів із гумовою теплостійкою ізоляцією;

70 ⁰С – для проводів із полівінілхлоридною ізоляцією.

Для кабелів із паперовою ізоляцією в металевій оболонці:

80 ⁰С – при напрузі 3 кВ; 65 ⁰С – при 6 кВ; 60 ⁰С – при 10 кВ;

50 ⁰С – при 20 та 35 кВ.

При розрахунках необхідно визначити струм, який можна пропустити через провід при заданих умовах, так щоб його температура не перевищила допустиму.

При КЗ, або при перевантаженнях, коли стум в проводі перевищує номінальні значення, проводка повинна автоматично відключатися,
інакше може загорітися ізоляція. Для автоматичного відключення проводки при перевищенні встановлених значень струму застосовують апарати захисту – плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі та ін. Якщо проводка захищена запобіжниками або автоматами, то розрахунок електричної мережі починають з вибору апаратів захисту.

Вибір перерізу проводів та кабелів, які захищаються плавкими запобіжниками, за допустимим нагріванням.

Плавкі запобіжники вибирають за наступними параметрами:

1. За номінальною напругою:

. (7.1)

де  – номінальна напруга мережі, В.