Электрооборудование ремонтно механического цеха

       токоведущей   жилы, ее материалом, количеством жил,  типом изоляции и условиями прокладки, А

Расчётный ток определим по формуле:

 

       I_р=                                                                                   (2.30)

 

         I_р =

 

данному  току  соответствует  провод  АПВ – 2,5 мм²  с  I_доп = 19А [7, табл. 1.3.5]

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

 

 

∆U_доп≥∆U_р                                                                                    (2.31)

 

где  ∆U_доп – допустимые потери напряжения, ∆U_доп = 5% [7]

∆U_р – расчётные потери напряжения, %

 

∆U_р%  =                                                        (2.32)

 

 где  L – длина проводника, км

r_o – активное сопротивление 1км проводника,  r_o = 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5]

x_o – реактивное сопротивление 1км проводника, x_o = 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5]

 

∆U_р%  =

 

       т.к. ∆U_р  < ∆U_{доп ,} то сечение 2,5 мм² соответствует допустимым потерям напряжения. В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:

 

U_ном.пр > U_ном                                                                                  (2.33)

I_ном.пр  > I_р                                                                                       (2.34)

I_пл.вс >  I_пик / α                                                                                  (2.35)

 

где U_ном.пр – номинальное напряжение предохранителя, В

I_ном.пр  - номинальный ток предохранителя, А

I_пл.вс – номинальный ток плавкой вставки, А

I_пик – пиковый ток, А

α – коэффициент, учитывающий условия пуска, α = 2,5 [3, табл. 6.3]

 I_пик = К_п ∙ I_р                                                                            (2.36)  где  К_п – кратность пускового тока  по  отношению  к  току  нормального режима

 К_п = 5 [3]

 I_пик = 19∙5 = 95А

 U_ном.пр > 380В

 I_ном.пр  > 19А

 I_пл.вс > 95/2,5 = 38А

Выбираем предохранитель ПН – 2, I_ном = 100А    I_пл.вс = 40А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:

 

I_доп ≥ К_з ∙ I_з                                                                                  (2.37)

где  К_з – кратность допустимого тока проводника по отношению к току

срабатывания аппарата защиты, К_з = 1 [3, табл. 6.5]

I_з – ток срабатывания защиты, А

т.к. 19 < 1 ∙ 40, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ – 10мм², I_доп = 47А [7, табл. 1.3.5]

Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1

В  соответствии  с  формулой  (2.30)  I_р = 67,82А. По условию (2.29) выбираем    провод АПВ – 25мм² ; I_доп = 80А [7, табл. 1.3.5]

По формуле  (2.32) находим:

 

∆U_р% = ^{0,2 %}

 

 Провод АПВ-25мм² соответствует допустимым потерям напряжения,

  т.к. ∆U_р = 0,2% ≤ ∆U_доп=5% [7]

В качестве аппарата защиты устанавливаем  предохранитель.

 Находим пиковый ток:

I_пик = I_р – К_и ∙ I_нб + I_пуск.нб                                                            (2. 38)

где  I_нб – номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от

ШР–1

I_{пуск.нб} – пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от

ШР–1

По формуле (2.30) находим I_нб = 91А, по формуле (2.36) I_{пуск.нб} = 455А

I_пик = 67,82 - 0,13 · 91 + 455 = 511А

По условиям (2.33), (2.34), (2.35) выбираем предохранитель ПН-2

 

I_ном.пр =250А , I_пл.вс = 250А

 

Проверяем предохранитель по селективности

Однолинейная схема ШР-1 дана на рис. 1

 

                                                   250                                                                                                                         

                                                   250

    100                    250                      100                        100                          100

     40                     200                      100                        100                          100

 

 

 

Рис.2.2 Однолинейная схема ШР-1

 

Предохранитель на вводе не селективен,  поэтому выбираем  предохранитель ПН-2  I_ном.пр  = 400А , I_пл.вс = 350А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (2.37), т.к. 67,82 ≤ 1 ∙ 350, то провод не соответствует аппарату защиты,  поэтому выбираем кабель СБ 3·185 + 1·95 с I_доп = 340А [7, табл. 1.3.15]

С учётом допустимой перегрузки кабель соответствует выбранному предохранителю.

 

340 · 1,1 = 374А

 

Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.5

     Таблица 2.5

№ линии	трасса		проводник			предохранитель
	Откуда	Куда	Марка	Сечение	Кол-во жил	Длина                м	Тип	Iном A	Iпл.вс.     A
1	ТП 110/6	ТП 6/0,4	ААБ	3·10		1014
2	ТП 6/0,4	ШР-1	СБ	3·185 + 1·95		8	ПН-2	400	350
3	ТП 6/0,4	ШР-2	АПВ	50	4	13	ПН-2	250	120
4	ТП 6/0,4	ШР-3	АПВ	35	4	15	ПН-2	100	80
5	ШР-1	13	АПВ	10	4	7,2	ПН-2	100	40
6	ШР-1	20	АПВ	120	4	5,6	ПН-2	250	200
7	ШР-1	35	АПВ	50	4	7,2	ПН-2	100	100
8	ШР-1	37	АПВ	50	4	2	ПН-2	100	100
9	ШР-1	48	АПВ	50	4	2	ПН-2	100	100
10	ШР-2	25	АПВ	35	4	6	ПН-2	100	80
11	ШР-2	28	АПВ	35	4	4,8	ПН-2	100	80
12	ШР-2	40	АПВ	6	4	3,6	ПН-2	100	30
13	ШР-2	43	АПВ	6	4	5	ПН-2	100	40
14	ШР-3	7	АПВ	10	4	5	ПН-2	100	40
15	ШР-3	8	АПВ	10	4	4,5	ПН-2	100	40
16	ШР-3	9	АПВ	10	4	4	ПН-2	100	40
17	ШР-3	14	АПВ	10	4	7,8	ПН-2	100	40
18	ШР-3	15	АПВ	10	4	9,6	ПН-2	100	40
19	ШР-3	47	АПВ	25	4	1,3	ПН-2	100	50
20	ШР-3	59	АПВ	10	4	9,6	ПН-2	100	40
21	ШР-3	60	АПВ	10	4	11,2	ПН-2	100	40

 

2.7. Расчет сети напряжением выше 1кВ

 

Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:

 

F_эк =                                                                                             (2.39)

 

где  j_эк – экономическая плотность тока, j_эк = 1,7 А/мм² [3, табл. 6.8]

В соответствии с формулой (2.30):

I_р = А

F_эк =  9м

Выбираем ближайшее стандартное сечение – 10 мм²

Выбираем кабель ААБ-3х10 мм²

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к.з

Термически устойчивое сечение  к токам к.з определяется по формуле

 

F_m.y. =                                                                                   (2.40)

 

где  I_∞ – установившееся    значение    периодической      составляющей     тока    к.з

I_∞ = 2850А (см. разд. 2.8)

С – коэффициент, учитывающий разницу  теплоты выделенной проводником  до и после короткого замыкания, С = 95 [3, с. 200]

t_пр – фиктивное время, при котором установившийся ток к.з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное  время

 при    tg = 0,15с, t_пр = 0,2с, при β^’’=2 [3, рис. 15.10]

 

F_т.y = 2850 · = 13

 

Кабель ААБ 3 х 10 термически устойчив к токам короткого замыкания

Окончательно выбираем кабель ААБ 3 х 10

 

2.8. Расчет токов короткого замыкания

Расчёт  проводим в относительных единицах при базисных условиях. В соответствии с заданием  и результатами проектирования составляем расчётную схему  и  схему замещения. Расчётная схема  дана на рис.2.3, схема замещения на  рис.2.4

 

           

  рис. 2.3 Расчетная схема                        рис.2.4 Схема замещения

 

 

Примем,   что    базисная    мощность    Sб = 100МВА,  базисное  напряжение    Uб = 6,3кВ

Сопротивление воздушной линии  находится по формуле:

 

Х_вл*б =                                                                                  (2.41)

 

где U_ном.ср – среднее номинальное напряжение ступени, кВ

Х_вл*б = 0,4 · 35 · 100/115² = 0,11Ом

Сопротивление трансформатора находится  по формуле:

 

 

X_тр.б  =  *                                                                (2.42)

                     

X_тр.б  = * = 4,2 Ом                                                            

            

Определяем реактивное сопротивление  кабельной линии по формуле (2.41):

 

Х_кл*б = = 0,28 Ом

Находим активное сопротивление кабельной линии по формуле

 

                                                                                (2.43)

 

r_кл*б = = 7,97

 

Используя признаки параллельного и последовательного  соединения сопротивлений, находим  активное и индуктивное результирующие сопротивления:

 

Х_рез*б = 0,11+2,1+0,28 =2,49

R_рез*б = 7,97         

т.к ₌

Z_рез*б = 8,35

 

Определяем ток короткого замыкания  по формуле:

 

                                                                         (2.44)

 

где I_б – базисный ток, кА

По формуле (2.14) находим базисный ток:

I_б =   = 9,16кА

I_к.з. = = 1,1кА

Определяем ударный ток:

 

I_у =                                                                           (2.45)

I_у = 2,55 ∙ 1,1 = 2,81кА

 

Находим мощность короткого замыкания:

 

S_к.з. =                                                                                        (2.46)

S_к.з. = = 11,98 МВА

 

2.9. Выбор оборудования подстанции

 

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

U_ном.р >  U_ном.                                                                                   (2.47)

I_ном.р > I_расч.                                                                                    (2.48)

i_а. ≥ i_y.                                                                                            (2.49)

I_t² ∙ t > I_к² ∙ t_пр                                                                                (2.50)

где U_ном.р – номинальное напряжение разъединителя

I_ном.р – номинальный ток разъединителя

i_а – амплитудное значение предварительного сквозного тока к.з