Круговой опрокидыватель ОК4,0-410-75, к мощности опрокидывателя прибавим мощность параллельно подключенного вентилятора СВМ-5

1 Круговой опрокидыватель ОК4,0-410-75, к мощности опрокидывателя прибавим мощность параллельно подключенного вентилятора СВМ-5

Iрасч = = 30,83А

К установке принимаем кабель тип ЭВТ 3 × 10 с I = 45A./М.У.прил5/

2 Станок глубокого бурения НКР-100М

Iрасч = = 10,43А

К установке принимаем кабель тип ГРШЭ 3×4 с I = 45A. ./М.У.прил5/

Проверка кабельной сети для рабочего режима по потере напряжения

Проверку выполним для самого мощного электроприемника, вентилятора местного проветривания тип ВМ-12, и самого удаленного скреперной лебедки 55ЛС-2С.

Согласно ГОСТ, потеря напряжения в рабочем режиме с учетом силового трансформатора составляет:

∆Uдоп. = ± 10%Uном – в относительных единицах, что составляет в абсолютных единицах Unom = 380B. Определим ∆Uдоп. в абсолютных единицах:

∆Uдоп = Unom × ∆Uдоп. / 100 = 380 × 10 / 100 = 38В

Потери напряжения до отдельных потребителей состоят из потерь в силовом трансформаторе, в низковольтном магистральном кабеле, и в питающем кабеле элктроприемника.

∆Uрасч. = ∆Uтр + ∆Uмкнн + ∆Uпк

где ∆Uтр – потери напряжения в трансформаторе;

∆Uмкнн - потери напряжения в магистральном низковольтном кабеле до УПП;

∆Uпк - потери напряжения в питающем кабеле электроприемника.

Определим потери напряжения на каждом из участков.

Потери напряжения в силовом трансформаторе УПП определим через ток вторичной обмотки:

∆Uтр = I₂nom × Zтр,В I₂nom= , А Zтр = , Ом

где I₂nom – ток вторичной обмотки тр-ра УПП, А;

Snom – мощность тр-ра, ВА;

Uk = 3,5В напряжение К.З. вторичной обмотки;

Zтр – полное сопротивление тр-ра, Ом.

I₂nom=  = 362 А

Через паспортные данные принятого к установке силового тр-ра , определим полное сопротивление тр-ра:

Zтр =  = 0,02 Ом

∆Uтр = 362 × 0,02 = 7,24В

 

Определение потери напряжения в магистральном кабеле от УПП до РПП-НН

 

∆Uмкнн = √3 × Iмкнн × ( Rмкнн × Cosφсрв + Xмкнн × Sinφсрв), В

где Iмкнн = 237,7А

Cosφсрв = 0,86

Sinφсрв = 0,51

При параллельной работе нескольких кабелей, значения Rмкнн и Xмкнн определяются:

- активное и индуктивное сопротивления кабеля определяем с учетомколичества ниток параллельной работы, в количестве двух

Rмкнн = Kt × R₀ × ℓмкнн / n, Ом

Xмкнн = X₀ × ℓмкнн × n , Ом

где R₀ = 0,37 Ом, X₀ = 0,0625 Ом – соответствующие активное и индуктивное сопротивления единичной длины принятого сечения кабеля.

Kt = 1,18 – температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля с повышением его нагрева до t = 65^°C ℓмкнн = 0,02км – расстояние от УПП до РПП-НН n = 2шт - количество ниток кабеля.

Rмкнн = 1,18× 0,37× 0,02 / 2 = 0,0043 Ом

Xмкнн = 0,0625 × 0,02 ×2 = 0,0025 Ом

∆Uмкнн = 1,73 × 237,7× (0,0043 × 0,86 + 0,0025 × 0,51) = 1,97 В

Определение потери напряжения в питающем электроприёмник кабеле

Определим потерю напряжения самого мощного электроприёмника вентилятора местного проветривания ВМ-12.

∆Uп.к. = √3 × I п.к. × (R п.к. × Cosφсрв + X п.к. × Sinφсрв)

где I п.к. = Inom.дв = 220А;

R₀ = 0.26 Ом/км, X₀ = 0.0612 Ом/км – активное и реактивное сопротивления единицы длины принятого к установке кабеля /М.У.прил.3/ ;

ℓ п.к.= 0,039км длина питающего кабеля по расчетной схеме п.4.5;

Cosφсрв = 0,89;

Sinφсрв = 0,46.

R п.к. = R₀ × ℓ п.к = 0.26 × 0,039 = 0,01 Ом

X п.к. = X₀ × ℓ п.к = 0.0612 × 0,039 = 0,002 Ом

∆Uп.к.1 = 1,73 × 220 × (0,01. × 0,89 + 0,002 ×0,46) = 4,08В

Осуществим проверку в рабочем режиме для самого удаленного электроприемника скреперной лебёдки 55ЛС-2С.

∆Uп.к. = √3 × I п.к. × (R п.к. × Cosφсрв + X п.к. × Sinφсрв)

где I п.к. = Inom.дв = 98А;

R₀ = 0,74Ом/км, X₀ = 0,0662Ом/км;

ℓ п.к.= 0,073км;

Cosφсрв = 0,86;

Sinφсрв = 0,51.

R п.к. = R₀ × ℓ п.к = 0,74 × 0,073 = 0,054 Ом

X п.к. = X₀ × ℓ п.к = 0,0662 × 0,073 = 0,0048 Ом

∆Uп.к.2 = 1,73 × 98 × (0,054 × 0,86 + 0,0048 × 0,51) = 8,27В

Суммарная потеря напряжения до ВМ-12 и 55ЛС-2С совместно с ∆Uтр. составляет:

∆Uрасч. = ∆Uтр. + ∆Uмкнн + ∆Uп.к.1 + ∆Uп.к.2 = 7,24 + 1,97 + 4,08 + 8,27 = 21,56В

Вывод: допустимая потеря напряжения по ГОСТ ∆Uдоп. = 38В превышает расчетное значение ∆Uрасч. = 21,56В т.е.условия эксплуатации в рабочем режиме соблюдаются.

Проверка кабельной сети участка по потере напряжения в пусковом режиме

Для обеспечения рабочего режима при пуске асинхронного двигателя, напряжение на их зажимах должно быть Uпуск. ≥ 0,8 Unom.

Uпуск. ≥ 0,8 × 380В = 304В

Проверку выполним для самого мощного электроприемника, которым является ВМ-12.

Фактическая величина напряжения на зажимах двигателя при его пуске определяется из соотношения :

Uпуск = , В

где U₂xx.тр. = 400В – напряжение х.х. вторичной обмотки тр-ра, В;

U₂nom = 380В; Iпуск = 220А – номинальный ток пускаемого двигателя;

Cosφсрв.= 0.89 , Sinφсрв = 0.46 - коэффиценты мощности пускаемого эл. двигателя;

∆Uocm.дв.- потери напряжения в магистральном кабеле, вызванные работой всех работающих двигателей, за исключением пускаемого, В

∑R = Rтp.+ Rм.к.+ Rп.к. Ом; ∑X = Xтр.+ Xм.к.+ Xп.к. Ом

Для определения ∑R и ∑X необходимо определить Rтp. и Xтр .

Rтp. =  =  = 0,0058 Ом

где Рк = 2300Вт – мощность потерь к.з. выбранного тр-ра /М.У.прил.6/

I₂nom = 362А – номинальный ток обмотки н.н. тр-ра.

Из треугольника сопротивлений, по т.Пифагора определим:

Xтр.= .= =0,0191 Ом

где Zтр.= 0,02 Ом – полное сопротивление трансформатора /п.4.7.4/

∑R = Rтp.+ Rм.к.+ Rп.к.= 0,0058 + 0,0043 + 0,01 = 0,0201 Ом

где Rм.к = 0,0043 Ом – активное сопротивление магистрального кабеля н.н. /п.4.7.5/

Rп.к.= 0,01 Ом - активное сопротивление выбранного кабеля до ВМ-12 /п.4.7.6/

∑X = Xтр.+ Xм.к.+ Xп.к.= 0,0191 + 0,0025 + 0,002 = 0,0236 Ом

где Xм.к = 0,0025 Ом – индуктивное сопротивление магистрального н.н. кабеля /п.4.7.5/

Xп.к = 0,02 Ом – индуктивное сопротивление выбранного кабеля до ВМ-12 /п.4.7.6/

Потерю напряжения, ∆Uост.дв. в магистральном кабеле определим по формуле:

∆Uост.дв.= √3 × I'м.к. × (Rтр × Cosφсрв. + Xтр × Sinφсрв.), В

где I^'м.к. = Кс × Р'nom√3 / Unom × Cosφсрв., A – ток в магистральном кабеле от всех работающих электродвигателей, кроме пускаемого;

Р'nom = P_∑ уст. – Pnom пуск.дв. , кВт – мощность всех эл. двигателей, кроме пускаемого;

P_∑ уст = 200,5 кВт /таблица 1/.

Кс = 0,67 – коэффициент спроса потребителей участка /п.3/

Cosφсрв = 0,86 Sinφсрв = 0,51 коэффициенты мощности.

Р'nom = P_∑ уст. – Pnom пуск.дв. = 200,5 – 110 = 90,5кВт

I^'м.к. = Кс × Р'nom√3 / Unom × Cosφсрв = 0,67 × 90,5 ×√3 / 0,38 ×0,86 = 321,77A

∆Uост.дв.= √3 × 321,77 × (0,0058 × 0,86. + 0,0191 ×0,51) = 8,17В

После определения всех величин, определяем Uпуск.:

Uпуск =  = 380,9В

Произведенный расчет показывает, что условие по потере напряжения в пусковом режиме соблюдается: Uпуск ≥ 0,8Unom, B

Uпуск = 380,9В > 304B

Расчёт токов короткого замыкания в низковольтной кабельной сети

Токи К.З. определяются для выбора по ним пускозащитной аппаратуры, проверки кабельной сети на термическую стойкость к токам короткого замыкания, расчета токовых уставок максимальной токовой защиты.

Токи трёхфазного к.з. определяют для случая замыкания в начальной точке ответвления, когда они максимальны, т.е. непосредственно на РПП-НН, для выбора группового автоматического выключателя.

Токи двухфазного к.з. рассчитываем в наиболее удаленной точке защищаемого ответвления. Они необходимы для выбора уставки тока срабатывания максимальной токовой защиты коммутационного аппарата (пускателя).

Перед расчетом токов короткого замыкания, составим расчётную схему и схему её замещения, на которой все элементы участковой сети изображаются в виде активных и индуктивных сопротивлений. /рисунок 4, лист 32/

В расчетных точках определим токи к.з. по формулам:

I⁽³⁾к.з.= , А I⁽²⁾к.з.= 0,87 × I⁽³⁾к.з, А

где Z – полное сопротивление до точки к.з., Ом

Z = , Ом

∑R = Rмввк + Rтр +Rмкнн + Rп.к., Ом

где Rмввк = kR₀Lмввк, Ом – активное сопротивление в.в. кабеля;

k = 0,004 – коэффициент приведения сопротивления ВВ кабеля к напряжению 0,4кВ;

R₀ – удельное сопротивление принятого ВВ кабеля, Ом/км /М.У.прил3/;

Lввк – длина ВВ кабеля, км;

Rтр = 0,0058 Ом активное сопротивление тр-ра УПП / п.4.8/;

Rмкнн – активное сопротивление магистрального кабеля НН, Ом /п.4.6/;

Rп.к. – активное сопротивление питающего кабеля, Ом /п.4.7/.

∑X = Xc + Xмввк + Xтр + Xмкнн + Xп.к, Ом

где Xc = Uxx / S к.з.= 0,4 / 50 = 0,008 Ом;

S к.з = 50МВА – мощность к.з. на шинах ЦПП;

Uxx = 0,4кВ – напряжение холостого хода тр-ра;

Xмввк = X₀Lмввк – индуктивное сопротивление ВВ кабеля, Ом;

Xтр = 0,0191 Ом – индуктивное сопротивление тр-ра УПП, /п.4.8/;

Xмкнн – индуктивное сопротивление магистрального кабеля НН, Ом /п.4.6/

Xп.к – индуктивное сопротивление питающего кабеля, Ом /п.4.7/.

Rмввк = kR₀Lмввк = 0,004 × 1,15 × 0,3 = 0,00138Ом

Xмввк = X₀Lмввк = 0,102 × 0,3 = 0,0306Ом

 

Произведем расчет токов короткого замыкания для ВМ-12:

∑R = Rмввк + Rтр +Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,01 = 0,02148 Ом

∑X = Xc + Xмввк + Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,002 = 0,054208 Ом

Z =  = = 0,0583 Ом

I⁽³⁾к.з.= =  = 4750 А

I⁽²⁾к.з.= 0,87 × I⁽³⁾к.з = 0,87 × 4750 = 4132 А

Расчет токов короткого замыкания для скреперной лебёдки 55ЛС-2С:

ℓпк = 0.073км – длина питающего кабеля по расчетной схеме;

R₀ = 0.74 Ом, X₀ = 0.0662 Ом - активное и реактивное сопротивления един.длины данного кабеля /М.У.прил.3/.

Rп.к. = R₀ × ℓпк = 0,74 × 0,073 = 0,054 Ом X п.к. = X₀×ℓпк = 0.0662 × 0.073 = 0.0048 Ом

∑R = Rмввк + Rтр +Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,054 = 0,0655 Ом

∑X = Xc + Xмввк + Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,0048 = 0,065 Ом

Z = = =0,09 Ом

I⁽³⁾к.з.= =  = 3800 А

I⁽²⁾к.з.= 0,87 × I⁽³⁾к.з = 0,87 × 3800 = 3306 А

Рассчитаем токи короткого замыкания для НКР-100М:

ℓпк = 0,045км – длина питающего кабеля по расчетной схеме;

R₀ = 4,6 Ом, X₀ = 0,095 Ом - активное и реактивное сопротивления един.длины данного кабеля /М.У.прил.3/.

Rп.к. = R₀ × ℓпк = 4,6 × 0,045 = 0,2 Ом X п.к. = X₀×ℓпк = 0,095 × 0,045 = 0,0042 Ом

∑R = Rмввк + Rтр +Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,2 = 0,21148 Ом

∑X = Xc + Xмввк + Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,0042 = 0,0644 Ом

Z = = = 0,2 Ом

I⁽³⁾к.з.= =  = 1266 А

I⁽²⁾к.з.= 0,87 × I⁽³⁾к.з = 0,87 × 1266 = 1101 А

Рассчитаем токи короткого замыкания для Кругового опрокидывателя ОК4.0-410-75:

ℓпк = 0,056км – длина питающего кабеля по расчетной схеме;

R₀ = 1,84 Ом, X₀ = 0,073 Ом - активное и реактивное сопротивления един.длины данного кабеля /М.У.прил.3/.

Rп.к. = R₀ × ℓпк = 1,84 × 0,056 = 0,1 Ом X п.к. = X₀×ℓпк = 0,073 × 0,056 = 0,004 Ом

∑R = Rмввк + Rтр +Rмкнн + Rп.к = 0,001380 + 0,0058 + 0,0043 + 0,1 = 0,11148 Ом

∑X = Xc + Xмввк + Xтр + Xмкнн + Xп.к = 0,008+0,0306+0,019+0,0025+0,004= 0,0642Ом

Z = = = 0,118 Ом

I⁽³⁾к.з.= = = 2000 А

I⁽²⁾к.з.= 0,87 × I⁽³⁾к.з = 0,87 × 2000 = 1740 А