1) Вибір мереж вище 1000 в

Кабель і шину вище 1000 В вибирати по перетину, який визна-

_{чається за формулою}

^S ек

_{I н}

_j

ек

де _{І н} - номінальний або розрахунковий струм вузла електропос-

тачання

j

_{- економічний перетин, визначається по [2] стор 509,}

ек

приймати для Т_мах= 4000 год використання максимального на-

вантаження і типу провідника

_{визначається струм вузла електропостачання за формулою}

_{I } S _max

max

₃ ^U

^max

далі по економічній щільності струму знаходиться перетин ка- беля для високовольтних споживачів, наприклад двигунів, трансформаторів, вводу та шини вводу

Приклад

Визначимо номінальний струм вводу за формулою:

_{S max СП 1  S max СП 2}

^І _н.в. ^

^{3 U} _н

^{ I} _н ^{ п}

(41)

^{де S} _{max СП 1}

- сумарна максимальна потужність електро-

_{приймачів СП1, кВ}^._А;

^S max СП 2

_{чів СП2, кВ}^._А;

- сумарна максимальна потужність електроприйма-

_{нів, А;}

U _н - номінальна напруга приймачів, кВ;

І _н - номінальний струм високовольтних приводних двигу-

n - кількість електроприймачів, шт. (високовольтних)

_{739,8  703,4}

^І _н.в. ^

_{3  6}

 47,5  4  328,9 А

Визначимо перетин кабелю для вводу за формулою:

_{S } ^{І н}

^j_ек

₍₄₂₎

де І _н

^j_ек

- номінальний струм вводу, А;

 1,4 А / с ² - економічна щільність струму

_{S } ^328,9 _{ 234,9 мм}

^1,4

Виберемо 2 трьохжильні алюмінієві кабелі марки ААБ S1203

І _доп  260 А

r₀  0,27 Ом / км

_{Визначимо перетин шини для вводу:}

_{S } ^{І н}

^j_ек

₍₄₃₎

де І _н

^j_ек

- номінальний струм вводу, А;

 1,1 А / с ² - економічна щільність струму

_{S } ^328,9 _{ 299 мм}

^1,1

Виберемо однополосну алюмінієву шину перетином S506 мм²

І _доп  740 А

Вибір високовольтного електроустаткування

Умови вибору високовольтних електричних апаратів приведені у таблиці

_{Таблиця.}

Апарат	Номіналь- на напруга, ^Uн	Номіналь- ний ^с^тр^у^м,^Iн	Динамічна стійкість, ^Iпр.скв	Термічна стійкість, I ^2 t ^т^т	Комута- ційна здат- ність, ^Iн.откл.	Нава- нта- жен- ня, вто- рин- них лан- цюгів, ^Z2H ^чи^S2H
Вимикач	+	+	+	+	+	-
Роз'єднувач	+	+	+	+	-	-
Короткозамикач	+	-	+	+	-	-
Віддільник	+	+	+	+	-	-
Вимикач наван- таження	+	+	+	+	+	-
Розрядник	+	-	-	-	-	-
Трансформатор струму	+	+	+	+	-	+
Трансформатор напруги	+	-	-	-	-	+
Опорний ізоля- тор	+	-	+	-	-	-
Прохідний ізо- лятор	+	+	+	-	-	-
Реактор	+	+	+	+	-	-

При виборі електричних апаратів за каталогом каталожні дані передбачува-

ного до установки апарата порівнюються з розрахунковими, причому розрахункові дані не повинні перевищувати номінальні (каталожні) параметри апаратів. При ви- борі комутаційних апаратів необхідно вказати тип привода, вид оперативного (по- стійного чи перемінного) струму, прийнятого на підстанції.. Остаточно вибір елект- роустаткування завершується після розрахунку струмів К.З Попередньо вибираєть- ся електроустаткування за розрахунковими величинами струму та напруги, які не повинні перебільшувати номінальні параметри обраного електроустаткування. Пе- релік основного електроустаткування, яке можна встановити на високій напрузі:

трансформатори струму на вводі і для високовольтних споживачів, роз’єднувачі,

масляні або вакуумні вимикачі, трансформатори напруги вимірювальні.

Високовольтне устаткування вибирати по [Л3]

Приклад вибору високовольтного обладнання

Виберемо електрообладнання яке встановлюється на вводі

Виберемо масляний вимикач струму вводу:

Обираємо масляний вимикач типу ВММ-10А-400-10У2

U _н  10 кВ І _а  400 А

І _{н вимк}  10 кА І _пр.скв.  25,5 кА І _терм  10 кА t_вимк  0,105 с t_терм  3 с

Виберемо роз’єднувач на вводі типу РВ-6/400 УЗ

U _н  6 кВ І _н  400 А

^І пред скв ^{ 41 кА} І _терм  16 кА t_терм  4 с

Тип привода: ПР-10

Для підключення релейного захисту виберемо трансформатор струму на вводі типу ТВЛМ-6

U _н  6 кВ І _н  400 А

^І _{н 2} ^{ 5 кА}

К _Т  80

^І пр.скв. ^{ 52 кА} І _{терм.ст.}  20,5 кА t_терм  1 с

для підключення релейного захисту по напрузі, а також для

підключення релейних приладів виберемо вимірювальний трансфор-

_{матор напруги на вводі типу НОСК-6У5}

^U _н ^{ 6 кВ}

U _{н 2}  100 кВ

Виберемо трансформатор струму для підключення релейного захисту двигуна газодувки типу ТВЛМ-6

^U _н ^{ 6 кВ}

І _н1  50 А І _{н 2}  5 А

І _пр.скв.  17,6 кА І _терм  3,6 кА

^t_терм ^{ 1с}

^К _Т ^{ 10}

Розрахунок струмів короткого замикання

У системах електропостачання підприємств і установок можливе виникнення по- рушень нормального режиму роботи внаслідок чи старіння ушкодження ізоляції елементів електроустаткування, а також неправильних дій обслуговуючого персо- налу. Основним видом аварійних порушень є короткі замикання (КЗ).

Розрахунок струмів при трифазному КЗ виконується в наступному порядку:

1. Для розглянутої схеми електропостачання складають розрахункову схему і по ній

– електричну схему заміщення.

2 Шляхом поступових перетворень приводять схему заміщення до найбільш прос- того виду, при якому кожне джерело живлення (чи група джерел), що характеризу- ється визначеним значенням результуючої ЭДС, був зв'язаний із крапкою КЗ одним результуючим опором X_рез

3. Знаючи величини результуючої э.д.с. джерела і результуючий опір, за законом Ома визначають початкове значення періодичної складової струму КЗ I_по, ударний струм i_у

При розрахунку струмів КЗ в установках напругою вище I кв , не враховують акти-

вні опори елементів системи електропостачання, якщо виконується умова

_x

^r _з

де r _ і X _ .- сумарні активний і реактивний опори елементів системи електропо-

стачання до крапки КЗ.

Розрахунок струмів КЗ виконують, підраховуючи опори в іменованих чи відносних одиницях. Для визначення струму КЗ при розрахунку в іменованих одиницях всі електричні величини приводять до напруги ступіні, на якій знаходиться розрахун- кова тічка КЗ.

Розрахунок струмів К.З проводиться в іменованих одиницях, методику розрахунку дивитись лекційний матеріал і практична робота №10 по вивчаємо му предмету, де приведені формули, малюнки і приклад розрахунку. До розрахунку треба віднестись уважно, враховуючи особливості схеми, наявності тих чи інших елементів схеми.

Приклад розрахунку струмів К.З

Приймаємо, що напруга на шинах 6 кВ залишається незмінною, опір від

джерела живлення до шин 6 кВ враховуємо. Розрахунок проводимо в іменованих одиницях.

Визначимо струми короткого замикання в точці К₁. Приймаємо U_б1=6,3 кВ.

Складемо схему заміщення.

Визначаємо опір від джерела живлення до шин 6 кВ ТП при заданому струмі вимкнення масляного вимикача 10 кА за формулою:

_U ²

1

_{х } ^б1

^{3  І} _{н вимк} ^U _сер1

₍₄₄₎

^{де U} _б1 ^{ U} _сер1 ^{ 6,3 кВ}

- базова (середня) висока напруга, кВ;

І _{н вимк}  10 кА - номінальний струм вимкнення автомата, кА

₂

1

_х ^6,3

3 10  6,3

 363 мОм

Визначаємо опір кабелю вводу за формулами:

^х₂ ^{ х}₀ ^{ l}₁

(45)

де l₁ - довжина кабелю від ГПП до трансформаторної підстанції, км;

х₀  0,08 - індуктивний опір однієї фази, Ом/км

^х₂ ^{ 0,08  0,5  40 мОм}

^r₂ ^{ r}₀

^{ l}₁

(46)

C

_{6 кВ}

ВММ-10А-400-10У2

ААБ S=120×3мм² 2 шт. l₁=0,5 км

^х₀^{=0,08 Ом/км}

^К₁ ^{шини 6 кВ}

ААБ S=35×3

^Р_н.дв^{=350 кВт l}₂^{=100м l}₃^=100м

^М1 _М2

ТМ 1600/10

^U_н^=5,5%

К₂

шини 0,4 кВ

_М3

Рисунок 2 – Розрахункова схема для визначення струмів К.З.

^{де l}₁ ^{- довжина кабелю від ГПП до трансформаторної підстанції, км;}

r₀  0,27

- активний опір, Ом/км

r₂  0,27  0,5  135 мОм

Визначимо опір кабелю від шин 6 кВ до двигуна аспераційного пристрою за формулами:

^х₃ ^{ х}₀ ^{ l}₂

(47)

x ₁

₃₆₃

мОм

^{x 2} _мОм

⁴⁰

r₂

135

^K₁

мОм

_{шини 6 кВ}

^x3 _мОм

⁸

_x

³ _мОм

⁸

_r

³ _мОм

27

^r3 _мОм

²⁷

_x

⁴ _мОм

_x

⁴ _мОм

18400

18400

_{Рисунок 3 – Схема заміщення №1}

^{де l}₂

- довжина кабелю від довжина кабелю від трансформаторної підстан-

ції до двигуна, км;

х₀  0,08 - індуктивний опір однієї фази, Ом/км

^х₃ ^{ 0,08 0,1  8 мОм}

^r₃ ^{ r}₀

^{ l}₂

(48)

^{де l}₂

- довжина кабелю від довжина кабелю від трансформаторної підстанції до

двигуна, км;

r₀  0,27 - активний опір, Ом/км

^r₃ ^{ 0,27  0,1  27 мОм}

x

_{/ } x₃

3 ₂

r

_{/ } r₃

³ ₂

_ ⁸ _{ 4 мОм}

²

_ ²⁷ _{ 13,5 мОм}

2

Визначимо опір двигуна аспераційної установки за формулою:

₂

_{х  х} ^// _

^U _б1

₍₄₉₎

^{4 d} _S

д ном

d

_нів;

де х ^//  0,2 - індуктивний опір у відносних одиницях електричних двигу-

^U _б1 ^{ U} _сер1 ^{ 6,3 кВ}

- базова (середня) напруга, кВ;

^S_{д ном}

- номінальна потужність двигуна, МВ.А

^S д ном

^Рпасп

i  cos

(50)

₃₅₀

^S _{д ном} ^

0,9  0,9

₂

 0,43 МВ  А

_{х  0,2 } ^6,3

⁴ 0,43

 18400 мОм

_{Визначимо струм короткого замикання від системи за формулою:}

^І п 0с

^U б1

_{3  х} ²

_¹

_{ r} ²

_¹

(51)

^{де U} _б1 ^{ U} _сер1 ^{ 6,3 кВ}

- базова (середня) висока напруга, кВ;

х_1 - сумарний індуктивний опір від джерела живлення до шин 6 кВ та від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;

_{r - сумарний активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм}

_1

х_1  х₁  х₂

(52)

^{де х}₁ ^{- індуктивний опір від джерела живлення до шин, мОм;}

х₂

х_1

- індуктивний від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм

 363  40  403 мОм

2

_{r  r}

_1

(53)

^{де r}₂ ^{- активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм}

_{r  135 мОм}

_1

₆₃₀₀

^І _{п 0с} ^

_{3  403}² _{ 135}²

 8,6 кА

_{Визначимо струм короткого замикання від двигуна за формулою:}

^І п 0д

^U б1

_{3  х} ²

_ ²

_{ r} ²

_ ²

(54)

^{де U} _б1 ^{ U} _сер1 ^{ 6,3 кВ}

- базова (середня) висока напруга, кВ;

х_{ 2} - сумарний індуктивний опір від шин трансформаторної підстанції до дви-

гуна та індивідуальний опір двигуна, мОм;

_{r - сумарний активний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна,}

_ 2

/

х_{ 2}  х₃

 х₄

(55)

де х₃ - індуктивний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна,

х₄

х_{ 2}

- індуктивний опір двигуна, мОм

 4  18400  18404 мОм

_/

3

_{r  r}

_ 2

(56)

мОм

де r₃

_r

- активний опір від шин трансформаторної підстанції до двигуна,

_{ 13,5 мОм}

_ 2

^І п 0д ^

6300

_{3  18404}² _{ 13,5}²

 0,23 кА

^{Визначимо сумарний струм короткого замикання в точці k}₁ ^{за формулою:}

1

^І п 0k

 I _{п 0с}  2  І _{п 0д}

(57)

^{де I} _{п0 с}

- струм короткого замикання від системи, кА;

^І _{п 0д} ^{- струм короткого замикання від двигуна М1, кА}

1

^І п 0k

 8,6  0,23  8,83 кА

^{Визначимо ударний струм короткого замикання від системи в точці К}₁

за формулою:

^і _ус ^

^{2  k} _у ^{ I} _{п0 с}

(58)

^{де I} _{п0 с}

- струм короткого замикання від системи, кА;

k _у

^і _ус ^

 1,369 - коефіцієнт

2 1,369 8,6  16,8 кА

_{Визначимо ударний струм від двигуна за формулою:}

^і_уд ^

^{2  k} _у ^{ I} _{п 0д}

(59)

^{де І} _{п 0д} ^{- струм короткого замикання від двигуна М1, кА;}

k _у

^і _уд ^

 2 - коефіцієнт

2  2  0,23  0,65 кА

^{Визначимо сумарний ударний струм в точці k}₁ ^{за формулою:}

1

^і уk

 і _ус  2  і _уд (60)

де і_ус - ударний струм короткого замикання від системи, кА;

_{і уk}

і_уд - ударний струм від двигуна, кА

_{ 16,8  2  0,65  18,1 кА}

1

При визначенні струмів короткого замикання на шинах 0,4 кВ цехової

^{трансформаторної підстанції в точці k}₂ ^{приймаємо U} _{б 2} ^{ U} _{сер 2} ^{ 0,4 кВ .}

/

x_1

_мОм

0,938

_r ^/

^1 _мОм

0,54

x_Т

_5,4

мОм

2

_К ^rТ _мОм

1,03

_М3

Рисунок 4 – Схема заміщення №2

_{Опір від системи до шин 6 кВ ТП приводимо до напруги 0,4 кВ:}

_{/ 2}

^х_1 ^{ х}_1 ^{ k}_T

(61)

де х_1 - сумарний індуктивний опір від джерела живлення до шин 6 кВ та

_{від ГПП до трансформаторної підстанції, мОм;}

_{k } ^0,4 _{ 0,06 - коефіцієнт трансформації}

^T 6,3

_х / _{ 403 0,06} 2 _{ 0,938 мОм}

_1

_r ^/ _{ r}

¹

T

_{ k} ²

¹

(62)

_мОм;

_{де r - сумарний активний опір від ГПП до трансформаторної підстанції,}

_1

_{k } ^0,4 _{ 0,06 - коефіцієнт трансформації}

^T 6,3

_r ^/ _{ 135  0,06}² _{ 0,54 мОм}

_1

В виду віддаленості синхронного двигуна М₁ від точки k₂, впливом його на величину струмів короткого замикання на шинах 0,4 кВ нехтуємо.

_{Визначаємо опір трансформатора 6/0,4 кВ за формулою:}

_Рк

^r_Т

2

U

сер 2

S

2

н

(63)

^{де Р}_к ^{- потужність короткого замикання в трансформаторі, кВт;}

U _{б 2}  U _{сер 2}  0,4 кВ

- базова (середня) низька напруга, кВ;

_.

^S _н ^{- номінальна потужність трансформатора кВ А}

_{16,5  400}²

_rТ

^{1600 2}

 1,03 мОм

х

2

_{ u }

_ ^к _

2

_{ Р  U} ²

_ ^к _ ^б

₍₆₄₎

^Т ₁₀₀

^S_н ^S _н

^{де Р}_к ^{- потужність короткого замикання в трансформаторі, кВт;}

U _{б 2}  U _{сер 2}  0,4 кВ

- базова (середня) низька напруга, кВ;

н

S - номінальна потужність трансформатора кВ^.А;

^u_к ^{- напруга короткого замикання в трансформаторі, кВ}

2

_{ 5,5 }

2

_{ 16,5 }

₄₀₀²

_{хТ  5,4 мОм}

_ 100 _

_ 1600 _

1600

Визначимо опір асинхронного двигуна М2 за формулою:

₂

d

д

х  х ^// 

^U _{б 2}

_S

₍₆₅₎

д ном

^{де U} _{б 2} ^{ U} _{сер 2} ^{ 0,4 кВ - базова (середня) низька напруга, кВ;}

_МВ^._А;

^S д ном

^Pном

i  cos

350

0,9  0,9

 0,43 - номінальна потужність двигуна,

d

х ^//  0,2 - коефіцієнт

х_д  0,2 

0,4²

_0,43

 74 мОм

Визначимо сумарні опір від системи до шин 0,4 кВ ТП з урахуванням опору шин, з’єднуючий трансформатор із збірними шинами 0,4 кВ й перехідного опору контактів, які прийнято рівним r_доб=2мОм за формулами:

_/

_{r  r}

_ 2 _1

^{ r}_T ^{ r}_доб

(66)

^{де r}_T

- активний опір трансформатора, мОм;

r_доб  2 мОм - додатний опір, мОм

_{r  0,54  1,03  2  3,57 мОм}

_ 2

_/

^х_{ 2} ^{ х}_1 ^{ х}_T

(67)

де х_T

х_{ 2}

- індуктивний опір трансформатора, мОм;

 1,62  5,4  7,03 мОм

Опором кабелю, яким двигун М2 підключений до шин 0,4 кВ, нехтуємо ма-

лою довжиною кабеля:

^{Визначаємо струм короткого замикання від системи в точці k}₂ ^{за формула-}

ми:

^І k ₂ с

^U б 2

_{3 х} ² _{ r} ²

_ ² _ ²

(68)

де U _{б 2}  U _{сер 2}  0,4 кВ - базова (середня) низька напруга, кВ;

х_{ 2} - сумарний індуктивний опір від системи до шин 0,4 кВ, мОм;

_{r - сумарний активний опір від системи до шин 0,4 кВ, мОм}

_ 2

2

^І k с

350

_{3  3,57} ² _{ 7,02}²

 29,3 кА

_{Визначимо струм короткого замикання від двигуна М2 за формулою:}

^І _{п 0д} ^{ 4,5  I} _{ном д}

(69)

^{де I} _{ном д} ^{- номінальний струм двигуна, кА}

^I ном д

^Рном д

^{3 U} _{сер 2} ^{i  cos}

(70)

^{де Р}_{ном д}

- номінальна потужність двигуна, кВт;

_cos

- коефіцієнт потужності;

i  0,76 ;

U _{б 2}  U _{сер 2}  0,4 кВ

ном д

_{I } ³⁵⁰

3  0,4  0,9  0,9

- базова (середня) низька напруга, кВ

 635,4 А

І _{п 0д}  4,5  635,4  2,8 кА

Визначимо ударний струм короткого замикання в точці k₂ від системи за формулою:

^і ус 2 ^

2  k _у  I _{k с}

(71)

2

^{де k} _у

 1,3 - коефіцієнт;

2

I _{k с} - струм короткого замикання від системи в точці k₂, кА

^і _{ус 2} ^

2 1,3  29,3  53,9 кА

_лою:

Визначимо ударний струм короткого замикання від двигуна М2 за форму-

^і _{уд 2} ^{ 6,5  I} _номд

(72)

де I _{ном д} - номінальний струм двигуна, кА

і _{уд 2}  6,5  635,4  4,1 кА

^{Визначимо сумарні струми короткого замикання в точці k}₂ ^{за формулами:}

2

k

2

І  І _{k c}  І _{п 0д}

(73)