Выбор автоматических выключателей

2.6.5 Выбор автоматических выключателей

Условия выбора автоматических выключателей следующие:

I_{ном.автомата.}≥ I_р

I_{ср.тепл.расц.}≥ I_{ном.двиг}

I_{ср.эл.маг.расц.}≥ 1,25×I_пуск

Результаты расчета сведены в таблицу 26.

2.6.6 Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции

Ориентировочная мощность трансформатора S_ор.т., кВА, определяется:

, (44)

где S_р.ц - расчетная мощность цеха, кВА;

N - число трансформаторов на подстанции;

k_з - коэффициент загрузки трансформатора.

 кВА

Выбираем для установки на цеховой подстанции трансформаторы типа ТСЗ-630, 2 шт.

Определяем минимальное число цеховых трансформаторов, N_min, одинаковой мощности, предназначенных для питания технологически связанных нагрузок:

, (45)

где P_р.ц - расчетная нагрузка цеха, кВт;

- коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;

 - добавка до ближайшего целого числа.

шт.

Определяем экономически оптимальное число N_опт трансформаторов в цехе:

N_опт= N_min+m=2+0=2 шт. (46)

где m - дополнительное число трансформаторов.

2.6.7 Компенсация реактивной мощности

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

Согласно норм технологического проектирования систем электроснабжения, мощность компенсирующих устройств выбирается по 2-м этапам:

1 Исходя из возможной передачи реактивной мощности через трансформаторы из сети 6-10 кВ.

2 Выбор дополнительной мощности компенсирующих устройств из условий оптимизации потерь мощности в трансформаторах и сети 6-10 кВ.

Тогда суммарная мощность низковольтных компенсирующих устройств Q_нк, квар, составит:

Q_нк= Q_нк1+Q_нк2, (47)

где Q_нк1, Q_нк2 - суммарные мощности низковольтных компенсирующих устройств, определенные на 2-х указанных этапах расчета.

Определим возможную наибольшую реактивную мощность, Q_1р, квар, которая может быть передана через трансформаторы в сеть 0,4 кВ:

, (48)

 квар.

Суммарная мощность конденсаторных батарей Q_нк1 квар, на стороне 0,4 кВ составит:

Q_нк1= Q_рн+Q_1р=641,18-777,8=-136,62, квар.

Так как в расчетах оказалось, что Q_нк1 меньше нуля, то установка низковольтных компенсирующих устройств на первом этапе расчета не требуется.

Дополнительная мощность, Q_нк2 квар, НБК для данной группы трансформаторов определяется:

Q_нк2= Q_рц+Q_нк1-×N_опт ×S_нт,

где  - коэффициент, зависящий от расчетных параметров К_р1, К_р2 (К_р1=12, К_р2=2, тогда =0,55).

Q_нк2= 641,18+0-0,55×2×630=-51,82,

Так как Q_нк2 меньше нуля, то принимаем Q_нк2=0 и, следовательно, установка НБК в цехе не требуется.

2.6.8 Расчет питающей линии 10 кВ

Определяем сечение по экономической плотности тока F_э, мм²:

F_э = I_p/j­_э, (49)

где I_р - расчетный ток линии в нормальном режиме, А;

, (50)

где S_p - расчетная нагрузка секции подстанции;

n - количество кабельных линий;

j­_э - экономическая плотность тока.

А

F_э= 21,9/1,4 = 15,6 мм²

По справочнику /9, 45/ принимаем кабель ААБ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами сечением F=16 мм² (I_дл.ток.=75 А)

Определяем расчетный ток I_рк, А одного кабеля

I_рк =I_p/n, (51)

где n - число запараллеленных кабелей в одной линии;

I_рк =21,9/2 = 10,95 А;

Проверяем выполнение условия по нагреву в нормальном режиме

I'_дл.доп. ≥ I_рк, (52)

Определяем длительно допустимый ток I'_дл.доп., А, кабеля

I'_дл.доп. = I_дл.ток ×К_л×К_t, (53)

где К_л - поправочный коэффициент на количество прокладываемых кабелей в одной траншее; по /11, 28/ К_п = 0,9;

К_t - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды; при нормальных условиях К_t = 1.

I'_дл.доп. = 75×0,9×1 = 67,5 А

Отсюда видно, что условие (52) выполняется, следовательно, кабель по нагреву проходит.

Определим ток одного кабеля I_АВ, А, в послеаварийном режиме:

I_АВ=2× I_рк (54)

I_АВ=2×21,9=43,8 А.

Проверим выбранный кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме:

- рассчитаем допустимый ток кабеля I'_АВ, А в послеаварийном режиме:

I'_АВ= I'_дл.доп×К_АВ, (55)

где К_АВ - коэффициент аварийной перегрузки;

I'_АВ=67,5×1,25=84,37 А.

- проверим выполнение условий по нагреву в послеаварийном режиме:

I'_АВ≥ I_АВ

84,37≥43,8

Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения

ΔU_доп ≥ ΔU_p, (56)

где ΔU_p = ,

здесь n - число кабелей в линии;

P, Q - расчетные нагрузки в кабельной линии;

r=1,95 , x=0,113 - сопротивления одного кабеля Ом/км;

l=0,012 км

ΔU_p =  %

Проверка кабеля на термическую стойкость производится по условию:

, (57)

где - установившийся ток короткого замыкания линии, А;

С - коэффициент, учитывающий изменение температуры до и после короткого замыкания; по /11, с. 53/ С = 95;

t_пр = t_з + t_в = 1+ 0,075=1,075 с; (58)

 Для вычисления токов короткого замыкания, составим расчетную схему и схему замещения. Расчет производится в относительных единицах, точным методом.

Рисунок 11. Расчетная схема

Рисунок 12. Схема замещения

Задаемся базисными условиями.

Принимаем базисную мощность S_б = 6 МВА (6000кВА)

Базисные напряжения U_б=10,5 кВ

Определим сопротивления элементов схемы, приведенные к базисным условиям.

1) ЭДС генератора Ег:

(59)

2) Сопротивление кабельных линий:

(60)

3) Сопротивление генератора:

(61)

Определим результирующее сопротивление в точке К1:

(62)

Определим базисный ток I_б, кА

(63)

Определим установившийся ток, I_к, кА:

(64)

Определим термически стойкое сечение F_т, мм²:

(65)

Окончательно принимаем сечение кабеля 10 кВ, F_к=16 мм² - ААБ-10-2 (3×16).