- •Курсовое проектирование
- •Содержание
- •1 Задачи курсового проектирования
- •2 Организация проектирования
- •2.1 Тематика и содержание курсовых проектов
- •2.2 Исходные данные для курсового проекта
- •2.3 Оформление курсового проекта
- •2.4 Защита курсового проекта
- •3 Общие рекомендации по выполнению проекта
- •3.1 Выполнение разделов «Введение» и «1 Общая часть»
- •3.2 Выполнение раздела «2 Электротехническая часть»
- •3.2.1 Выбор напряжения внутрицехового и внешнего электроснабжения
- •3.2.2 Категория надежности и выбор схемы электроснабжения, выбор конструктивного исполнения силовой сети
- •3.2.3 Выбор электродвигателей
- •3.2.4 Выбор пускорегулирующей аппаратуры
- •3.2.5 Расчет электрических нагрузок узлов и цеха методом коэффициента максимума
- •3.2.6 Расчет внутрицеховой распределительной сети
- •3.2.6.1 Выбор аппаратов защиты распределительной сети
- •3.2.6.2 Выбор сечений жил кабелей распределительной сети
- •3.2.6.2 Выбор распределительных устройств (шкафов, пунктов, шинопроводов и др.)
- •3.2.7 Расчет внутрицеховой питающей сети
- •3.2.7.1 Выбор аппаратов защиты питающей сети
- •3.2.7.2 Выбор сечений жил кабелей питающей сети
- •3.2.8 Светотехнический расчет осветительной сети
- •3.2.8.1 Системы и виды электрического освещения
- •3.2.8.2 Выбор светильников и их размещение для рабочего освещения
- •3.2.8.3 Выбор ламп для рабочего освещения, расчет освещенности
- •3.2.8.4 Светотехнический расчет сети аварийного освещения
- •3.2.9 Электротехнический расчет осветительной сети и выбор электрооборудования
- •3.2.9.1 Определение электрических нагрузок осветительных установок
- •3.2.9.2 Выбор сечений проводников и аппаратов защиты сети освещения
- •3.2.9.3 Выбор электрооборудования осветительной сети
- •3.2.10 Выбор и расчет мощности компенсирующего устройства и силового трансформатора
- •3.2.11 Выбор высоковольтного кабеля
- •3.2.12 Расчет токов короткого замыкания
- •3.2.13 Расчет заземляющего устройства
- •3.3 Разделы «Заключение» и «Список использованных источников»
- •4 Выполнение графической части
3.2.11 Выбор высоковольтного кабеля
Сечения жил высоковольтных кабелей выбираются по экономической плотности тока и проверяются по нагреву и термической стойкости при КЗ.
Сечение жилы кабеля по экономической плотности тока Fэ, мм2, определяется по выражению [8, с. 222]:
, (59)
где Iр – расчетный ток кабеля в нормальном режиме работы, А;
jэ – экономическая плотность тока, А/мм2: принимается по таблицам в зависимости от времени использования максимальной нагрузки Tmax, вида изоляции и материала проводника жил [8, с. 226, табл. 3.7].
Величина тока в нормальном режиме работы вычисляется по формуле:
, (60)
где Sр – расчетная нагрузка линии (мощность выбранного силового трансформатора), кВА.
Выбранный кабель необходимо проверить по потере напряжения. Потери напряжения в линии электропередач ΔU, %, находится по формуле:
, (61)
где l – длина питающей линии, км;
r0 и x0 – удельное активное и индуктивное сопротивление линии, Ом/км [4, с. 124];
cosφ – коэффициент мощности нагрузки линии , о.е.
Необходимо определить расчетный ток линии ВН, выбирать сечение кабеля, проверить выбор по падению напряжения.
3.2.12 Расчет токов короткого замыкания
Рассчитать токи короткого замыкания производится в следующей последовательности [9, с. 58]:
1) составляется расчетная схема, определяются параметры элементов расчетной схемы, определяются расчетные точки КЗ;
2) по расчетной схеме составляется схема замещения, рассчитываются сопротивления всех элементов схемы;
3) для выбранных точек КЗ определяются токи трехфазного, двухфазного и однофазного КЗ, ударные токи КЗ;
4) производиться проверка выбранных аппаратов защиты на условие успешного срабатывания и на электродинамическую устойчивость при КЗ.
Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприемнике. Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.
Для определения токов КЗ используются следующие соотношения [9, с. 58]:
- ток трехфазного КЗ, кА, вычисляется по выражению:
, (62)
где Uср – средненоминальное напряжение сети в точке КЗ, кВ;
zк – полное сопротивление до точки КЗ, Ом.
- ток двухфазного КЗ, кА:
(63)
- ток однофазного КЗ, кА:
, (64)
где Uк.ф – фазное напряжение сети в точке КЗ, кВ;
zn – полное сопротивление петли «фаза-нуль» до точки КЗ, Ом;
– полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом.
- ударный ток, кА:
, (65)
Значение ударного коэффициента находят по графикам [9, с. 59, рис. 1.9.1] в зависимости от rк/xк.
Сопротивления элементов схем замещения определяются следующим образом:
- для силовых трансформаторов по таблице [9, с. 61, табл. 1.9.1] или расчетным путем из соотношений:
, (66)
, (67)
, (68)
где ΔPкз – потери КЗ в трансформаторе, кВт;
uкз – напряжение КЗ трансформатора, %;
Sт – номинальная полная мощность трансформатора, кВ∙А;
Uнн – номинальное напряжение вторичной обмотки (низкого напряжения) трансформатора, кВ.
- для токовых трансформаторов принимаются по таблице [9, с. 61, табл. 1.9.2] в зависимости от коэффициента трансформации;
- для коммутационных и защитных аппаратов по таблице [9, с. 61, табл. 1.9.3] в зависимости от номинального тока аппарата;
- для ступеней распределения по таблице [9, с. 62, табл. 1.9.4];
- для линий электроснабжения кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений:
, (69)
, (70)
где r0 и x0 – удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;
l – длина линии, м
Удельные сопротивления определяются по таблица [9, с. 62, табл. 1.9.5-1.9.7]. При отсутствии данных r0 можно определить расчетным путем:
, (71)
где S – сечение провода или жилы кабеля, мм2;
γ – удельная проводимость, м/(Ом∙мм2), принимается:
для меди γ = 54,4 м/(Ом∙мм2), для алюминия γ = 30 м/(Ом∙мм2).
При отсутствии данных x0 для воздушных линий приближенно можно принять x0 = 0,4 мОм/м, а для кабельных линий – x0 = 0,06 мОм/м.
Удельное активное сопротивление петли «фаза-нуль» для любых линий определяется по формуле:
(72)
Преобразование схемы для определения токов КЗ сводится к сложению последовательно соединенных активных и индуктивных сопротивлений:
, (73)
, (74)
где n – число элементов в цепи КЗ.
Полное сопротивление до точки КЗ определяется по формуле:
(75)
На величину тока КЗ могут оказать влияние асинхронные двигатели мощностью более 100 кВт с напряжением до 1 кВ в сети, если они подключены вблизи места КЗ. Объясняется это тем, что при КЗ резко снижается напряжение, а АД, вращаясь по инерции, генерирует ток в месте КЗ. Это ток быстро затухает, а поэтому учитывается в начальный момент при определении периодической составляющей и ударного тока:
, (76)
, (77)
где – номинальный ток одновременно работающих АД.
Выбранные аппараты защиты в сетях напряжением до 1 кВ проверяются по условию их успешного срабатывания при однофазном КЗ. Для этого должен превышать не менее, чем в 3 раза (в помещениях с нормальной средой) или в 6 раз (в электроустановках во взрывоопасных зонах) номинальный ток номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику:
(78)
Если указанные требования не удовлетворяются, то отключение однофазных КЗ в сети до 1 кВ должно обеспечиваться специальной защитой.
Выбранные аппараты защиты проверяются на электродинамическую устойчивость по условию:
(79)
где – максимально допустимый ток аппарата, определяемый заводом-изготовителем, кА.
Полученные результаты расчета токов КЗ заносятся в сводную ведомость токов КЗ (таблица 19).
Таблица 19 – Сводная ведомость токов короткого замыкания
Точка КЗ |
Электро-приемник |
l, м |
, мОм |
, мОм |
, мОм |
, кА |
, кА |
, мОм |
, кА |
iу, кА |
, кА |
К1 |
Н-6 |
210 |
63,95 |
26,01 |
69,04 |
3,34 |
2,91 |
63,31 |
3,78 |
6,01 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|