Цех металлоизделий

• в относительных единицах (в сетях выше 0,4 кВ);
• в именованных единицах (в сетях 0,4 кВ, в мОм; в сетях выше 0,4 кВ, в Ом).

Составляем расчетную схему и схему замещения (Рисунок 3), где учитываем сопротивления кабельной линии от ПГВ до цеховой подстанции. Задаемся током КЗ на шинах ПГВ в пределах I⁽³⁾_к1=(2,5÷10 кА). Принимаем I⁽³⁾_к1= 7 кА.

 Рисунок 3 – Расчетная  схема (а), схема замещения (б)

Вычисляем сопротивление системы:

;

Определяем индуктивное  и активное сопротивления кабельной линии:

Где  - удельное индуктивное сопротивление кабеля,Ом/км;

- удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

- длина кабельной линии, км.

Находим полное сопротивление  схемы:

Определяем трехфазный ток КЗ в точке К2:

Определяем минимальное  термически стойкое к токам КЗ сечение кабеля:

- суммарный ток КЗ от энергосистемы и высоковольтных синхронных электродвигателей;

t_п - приведенное расчетное время действия тока КЗ, с (таблица 1.10.3)

С – термический коэффициент кабеля для КЛ 10 кВ с алюминиевыми жилами ВПХ или резиновой изоляцией , с полиэтиленовой изоляцией .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Расчет сети на потери напряжения

 

 

По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой воздушную  линию замещаем индуктивным сопротивлением, кабельные линии - активным и индуктивным сопротивлением. Силовые трансформаторы до 1600 кВА замещаются активным и индуктивным сопротивлением, выше 1600 кВА - только индуктивным.

1 Составляем схему замещения  и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

 

 

 

 

Рисунок 1. Схема ЭСН            Рисунок 2. Схема                   Рисунок 3. Схема

расчетная                        замещения                           замещения

                                                                            упрощенная 

 

2. Вычисляем сопротивления элементов.

Для системы находим по формуле:

                                                                

                                                           (15)

где I_с - ток системы, А;

S_т - мощность трансформатора, кВА;

U_с - линейное напряжение сети, кВ.

Выбирается наружная ВЛ АС - 3 ´ 10/1,8; I_доп = 84 А;

x₀ = 0,4 Ом/км;

                       

                        (16)     

                                                    X'_с = x₀ ´L_с = 0,4´1,5 = 0,6 Ом;               (17)

    R'_с = r₀ ´L_с = 3.33´1,5 = 5 Ом,             (18) 

где r₀ и x₀ - удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

X'_с и R'_с - сопротивления в системе, Ом;

L_с - длина линии, км.

Сопротивления приводятся к НН:

                  (19)

 

                  (20)

 

где U_нн и U_вн - напряжения низкое и высокое, кВ.

Для трансформаторов по таблице 1.9.1 [1, с. 61]:

R_т = 16,6 мОм, Х_т = 41,7 мОм, Z_т = 45 мОм, Z_м⁽¹⁾ = 487 мОм.

Для автоматов по таблице 1.9.3 [1, с. 61]:

1SF - R_1SF = 0,7 мОм, X_1SF = 0,7 мОм, R_п1SF = 0,7 мОм

SF1 - R_SF1 = 11,12 мОм, X_SF1 = 0,13 мОм, R_пSF1 = 0,25 мОм

SF - R_SF = 5,5 мОм, X_SF = 4,5 мОм, R_пSF = 1,3 мОм

Для кабельных линии по таблице 1.9.5 [1, с. 62]:

КЛ1: r'₀ = 0,21 мОм/м;  x₀ = 0,1 мОм/м.

Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то:

                              (21)

 

Расчет удельных сопротивлений  по формуле:

R_кл1= r_O ´ L_кл1 = 0,07 ´ 30,5 = 2,14 мОм;

X_кл1= x_O ´ L_кл1 = 0,1 ´ 30,5 = 3,05 мОм,

КЛ2: r₀ = 12,5 мОм/м;  x₀ = 0,12 мОм/м.

R_кл2= r_O ´ L_кл2 = 12,5 ´ 9 = 112,5 мОм;

X_кл2= x_O ´ L_кл2 = 0,12 ´ 9 = 1,08 мОм,

Для шинопровода ШРА 250 по таблице 1.9.7 [1, с. 61]:

r₀ = 0,21 мОм/м, x₀ = 0,21 мОм/м, r_0п = 0,42 мОм/м, x_0п = 0,42 мОм/м.

R_ш= r_O ´ L_ш = 0,21 ´ 37 = 7,77 мОм;

X_ш= x_O ´ L_ш = 0,21 ´ 37 = 7,77 мОм,

Для ступеней разделения по таблице 1.9.4 [1, с. 61]: R_с1 = 15 мОм; R_с2 = 20 мОм.

3 Упрощаем схему замещения, вычисляются  эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносим на схему замещения упрощенная.

- эквивалентные сопротивления  на участках между точками  КЗ рассчитываются по формулам, мОм.

R_Э=∑R      (22)

X_Э=∑X      (23)

где: R_Э, ,X_Э - эквивалентные сопротивления, мОм;

X, R - удельные сопротивления, мОм.

R_Э1 = R_с + R_т + R_1SF + R_п1SF + R_с1 = 8 + 16,6 + 0,7 + 0,7 + 15 = 41 мОм;

X_Э1 = X_с + X_т + X_1SF = 0,96 + 41,7 + 0,7 = 43,36 мОм;

R_Э2 = R_SF1 + R_пSF1 + R_кл1 + R_ш + R_с2 = 11,12 + 0,25 + 2,14 + 7,77 + 20 = 41,28 мОм;

X_Э2 = X_SF1 + X_кл1 + X_ш = 0,13 + 3,05 + 7,77 = 10,95 мОм;

R_Э3 = R_SF + R_пSF + R_кл2 = 5,5 + 1,3 + 112,5 = 119,3 мОм;

X_Э3 = X_SF + X_кл2 = 4,5 + 1,08 = 5,58 мОм;

2. Вычисляем сопротивления до  каждой точки КЗ:     

R_K1 = R_Э1 = 41 мОм; X_К1 = X_Э1 = 43,36 мОм;

R_K2 = R_Э1 + R_Э2 = 41 + 41,28 = 82,28 мОм;

 

X_K2 = X_Э1 + X_Э2 = 43,36 + 10,95 = 54,31 мОм;

R_K3 = R_K2 + R_Э3 = 82,28 + 119,3 = 201,6 мОм

X_K3 = X_K2 + X_Э3 = 54,31 + 5,58 = 59,89 мОм

где: R_K , X_K , Z_К - сопротивления до каждой точки КЗ.

5. Определяем коэффициенты К_у и q по формуле:

                                                      (25)

                                   

                                (26)

где: К_у - ударный коэффициент;

q - коэффициент действующего значения ударного тока.

6 Определяются 3- фазные и 2- фазные  токи КЗ и заносятся в Таблицу 3

Рассчитываем токи КЗ 3- фазные, кА:

                                                                        (29)

где: U_К - линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

    Z_К - полное сопротивление до точки КЗ, мОм.

_{Находим действующее  значение ударного тока, кА:}                                        

                                          

                                     (30)

Рассчитываем ударный ток, кА:

                                      

              (31)

Рассчитываем токи КЗ 2-фазные, кА:

                              

     (34)

7. Составляется схема замещения  для расчета 1-фазных токов  КЗ (рисунок 4) и определяются сопротивления.

Рисунок 4. Схема замещения для  расчета 1-фазных токов КЗ.

 

Для кабельных линий:

X_пкл1 = x_O ´ L_кл1 = 0,15 ´ 30,5 = 23,79 мОм;

R_пкл1 = 2 ´ r_O ´ L_кл1 = 2 ´ 0,07 ´ 30,5 = 3,66 мОм;

R_пш = r_Oпш ´ L_ш = 0,42 ´ 37 = 15,54 мОм;

X_пш = x_Oпш ´ L_ш = 0,42 ´ 37 = 15,54 мОм;

R_пкл2 = 2 ´ r_O ´ L_кл2 = 2 ´ 12,5 ´ 9 = 225 мОм;

X_пкл2 = x_Oп ´ L_кл2 = 0,12 ´ 9 = 1,1 мОм;

Z_п1 = 15 мОм;

 

R_п2 = R_с1 + R_пкл1 + R_пш + R_с2 = 15 + 3,66 + 15,54 + 20 = 54,2 мОм;

X_п2 = X_пкл1 + X_пш = 23,79 + 15,54 = 40 мОм;

R_п3 = R_п2 + R_пкл2 = 54,2 + 225 = 279,2 мОм;

X_п2 = X_п2 + X_пкл2 = 40 + 1,1 = 41,1 мОм;

Данные заносятся в таблицу 2 сводную ведомость токов КЗ.

Таблица 2. Сводная ведомость токов  КЗ

Точка КЗ	RK , мОм	XК , мОм	ZК , мОм	RK/XK	Kу	q	IK(3), кА	iу , кА	Iук , кА	IК(2) , кА	Zп , мОм	IK(1), кА
К1	41	43,36	59,68	1	1,0	1	3,7	5,5	3,7	3,2	15	1,24
К2	82,28	54,31	98,6	1,5	1,0	1	2,2	3	2,2	1,9	67,4	0,96
К3	201,6	59,89	210,3	3,36	1,0	1	1	1,41	1	0,87	282,2	0,49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Выбор средств компенсации реактивной мощности

 

Порядок выполнения:

1. Определить мощность КУ
2. Выбрать тип КУ
3. Проверить коэффициент мощности цеха после компенсации
4. Выбрать питающий провод для КУ

Р_рц=337,8кВт

Q_рц=375,5квар

cosφ=0,97

tgφ=0,25

1. Определяем мощность КУ по формуле:

Q_ку=Р_рас.ц.•(tgφ₁ - tgφ₂) ,квар

tgφ₁= = =1,1

т.к. cosφ_зад=0,97, то tgφ₂=0,25

Q_ку=375,5•(1,1-0,25)=319квар

319/2=159,5квар

2. Выбираем тип КУ из таблицы, исходя из условия:

Qпас ≥ Qку

175квар >159,5квар – условие выполняется

Выбираем  две компенсирующие установки типа:

УКМ-0,4-ЭЛЭКО 1.1.2-175(25х4)УЗ

3. Проверяем коэффициент мощности цеха после компенсации:

tgφ_ПК =

Q_пк= Q_р.ц.- Q_ку=375,5-350=25,5квар

tgφ_ПК = =0,07

S_пк= = кВА

 

 

I_пк= = =521А

4. Выбираем питающий кабель для КУ:

I_д. ≥ I_н.КУ

340А>252А – условие выполняется

Выбираем  марку кабеля: АГ-1-4х150мм²

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Выбор питающего кабеля

 

Исходные  данные:

S_пк=338,7кВА

Число жил-3

Uн=10кВ

Тм=2700ч

Марка кабеля – СГ

1. СГ – 1) токопроводящая жила – медная

       2) изоляция жил – бумажная с вязкой пропиткой

       3) оболочка – свинцовая

       4) без защитного покрова

2. Определяем расчетный ток (Iр,А)

I_р= = =19,5А ,где                 [2;79]  (10.1)

I_р – расчетная сила тока, А; S_РЦПК – полная мощность по цеху после компенсации, кВА; Uн – номинальное линейное напряжение, В.

3. Определяем Iд по таблице, Iдоп=60А
4. Проверяем условие выбора, согласно ПУЭ

   Iд ≥ Iр                                              

60А >19,5А - условие выполняется

5. Определяем экономическую площадь сечения провода

мм ² , где                           [1;132]  (10.2)