2.12 Расчёт сечения жил и выбор питающих кабелей тп
Для ТП производим выбор питающих кабелей с учетом экономической плотности тока, выбор производим по выражению:
Производим выбор высоковольтного кабеля, питающего ТП.
Для ТП производим выбор питающего кабеля с учетом экономической плотности тока, выбор производим по выражению:
(75)
Определяем сечение кабеля с учетом экономической плотности тока:
(76)
где
—
экономическая плотность тока принимается
по справочным данным и равна
Определяем минимальное сечение кабеля по формуле:
(77)
где
—установившийся
ток к.з.
—
коэффициент,
принимаемый по [ 4 ], для кабелей с
алюминиевыми жилами равен 98,5.
(78)
где Iпо - ток апперидоческой составляющей,А;
tоткл – время отлючения КЗ
Т.к.
,
то принимаем кабель ААШВ-10 3×35 с
А.Данный кабель выбран правильно, т.к.
соблюдается условие:
2.9 Расчёт токов короткого замыкания в цеховой сети
Расчет токов к.з. в сетях напряжением до 1 кВ производится в именованных единицах. При этом учитываются активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи в мОм. Заметное влияние на результаты расчета оказывает сопротивления различных контактных соединений.
Представляем схему сети.
Рисунок 1.Схема питающей сети.
Рисунок 2. Схема замещения для точки К1.
Сопротивление системы до понижающего трансформатора определяется по формуле:
(79)
—
установившийся
ток к.з.
Приводим
к ступени низшего напряжения по выражению:
(80)
где
—
среднее номинальное напряжение сети,
в которой рассчитываются точки к.з.
Активное сопротивление трансформатора вычисляется по формуле:
(81)
Индуктивное сопротивление трансформатора вычисляется:
(82)
-сопротивление
электромагнитных катушек автоматических
выключателей.
-сопротивление
трансформаторов тока.
Активные и
индуктивные сопротивления проводов,
кабелей шин длиной
рассчитываются по выражениям:
(83)
0,296·0,6
0,189·0,6
Совокупное
сопротивление переходных контактов
мОм.
Вычисляем суммарные сопротивление цепи к.з.:
(84)
мОм
(85)
мОм
Ток трехфазного к.з. рассчитывается:
(86)
кА
Ударный ток определяется по формуле:
(87)
кА
где
—
ударный коэффициент, равен 1, т.к
учитывается сопротивление переходных
контактов.
Ток однофазного к.з вычисляется по формуле:
(88)
где
,
,
—
активное сопротивление прямой, обратной
и нулевой последовательности;
,
,
—
индуктивное сопротивление прямой,
обратной и нулевой последовательности;
Для точки К1:
мОм
и
мОм
мОм;
=2.6
мОм.
Сопротивления прямой последовательности рассчитывается:
(89)
(90)
мОм
мОм
кА
Для второй точки к.з.:
Рисунок 3. Схема замещения для точки К2.
мОм;
мОм.
мОм;
мОм.
мОм;
мОм.
мОм;
мОм-сопротивление
кабеля.
мОм;
мОм.
Переходное
сопротивление контактов равно
.
мОм.
мОм.
Ударный ток определяется по формуле:
(91)
Сопротивления прямой последовательности.
мОм.
мОм.
Сопротивления прямой и обратной последовательности кабеля.
=29.62
мОм.
=103,54
мОм.
Сопротивление нулевой последовательности кабеля.
мОм.
мОм.
Суммарные сопротивления нулевой последовательности.
мОм.
мОм
При КЗ, в результате возникновения наибольшего ударного тока в шинах возникают электродинамические усилия, которые в свою очередь создают изгибающий момент, а, следовательно, механические напряжения.
Динамическая сила определяется по формуле:
(92)
где
—
коэффициент формы шин, принимаем равной
1;
—
ударный ток в А;
— длина пролета, равна 0,6 м;
—
расстояние между
фазами, равно 0,240 м.
Изгибающий момент рассчитывается по формуле:
(93)
Момент сопротивления, при расположении шины на ребро, определяется по формуле:
(94)
где
—
ширина шины, см;
—
высота шины, см.
Расчетное механическое напряжение определяется:
(95)
Допустимая
Проверка по термической устойчивости
(96)
где
—тепловой
импульс;
— коэффициент выделения тепла, берем из [3] и равно 91.
где
—
приведенное время, принимается из [3] и
равно 0,6 с.
По выражению проверяем шину:
Проверяем:
Шина не подходит по динамической и термической устойчивости, принимаем к установке шину большим сечением 4х50 с Iдоп = 665А.
Расчёт других точек КЗ аналогичен.
Результаты расчётов сводим в таблицу11.
Таблица11. Расчёт токов КЗ.
Место КЗ |
|
Iк(1), кА |
iу, кА |
Сопротивление Переходных
контактов,
|
На шинах КТП(К1) |
4,89 |
6,7 |
6,9 |
15 |
На СП-1(К2) |
3,05 |
3,28 |
6,64 |
20 |
На СП-2 (К3) |
2,87 |
3,01 |
5,32 |
20 |
На СП-3 (К4) |
2,34 |
2,62 |
4,43 |
20 |
На СП-4 (К5) |
2,73 |
2,94 |
5,13 |
20 |
,
кА
,мОм
2.10 Расчёт заземляющего устройства
На предприятиях применяются следующие виды заземлений: рабочее заземление, грозозащитное и защитное. Заземлители подразделяются на естественные и искусственные.
К естественным заземлителям относятся: металлические конструкции зданий и сооружений, надежно связанные с землей, трубопроводы по которым не протекают горючие жидкости и газы, водопроводы, если соединение осуществляется сваркой, оболочка свинцового кабеля, если кабель прокладывается в земле.
Искусственные заземлители подразделяются на вертикальные и горизонтальные. В качестве вертикальных заземлителей используются прутковые электроды, трубы, уголки, для горизонтальных — полосовая сталь.
Количество заземлителей определяется расчетом, в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства. Размещение искусственных заземлителей производится по контуру или выносное.
Определяем ток замыкания:
Сопротивление заземляющих установок:
(97)
Определяем расчетное сопротивление грунта:
(98)
где
—
коэффициент сезонности, учитывает
промерзание и просыхание грунта,
принимается по [3] в зависимости от
климатической зоны и типа электрода,
для вертикальных заземлителей
,
для горизонтальных —
.
—
удельное сопротивление
грунта,
.
—
коэффициент,
учитывающий состояние грунта при
измерении, при средней влажности
.
Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикальных и горизонтальный заземлителей:
Принимаем к установке вертикальный заземлитель—прутковый электрод.
Определяем сопротивление вертикальных заземлителей:
(99)
где
— числовой коэффициент вертикального
заземлителя, для круглых сечений
.
— длина электрода, принимаем 5 м.
—
внешний диаметр
электрода, принимаем 0,012 м.
—
глубина заложения
заземлителя, равная расстоянию от
поверхности земли до середины электрода,
.
Определяем теоретическое число вертикальных заземлителей:
(100)
Принимаем девять электродов.
Принимаем к установке горизонтальный заземлитель — полосовая сталь.
Принимаем выносное заземление.
Определяем сопротивление горизонтального заземлителя:
(101)
где — числовой коэффициент горизонтального заземлителя, для прямоугольного сечения .
— длина полосовой стали;
— ширина полосы, принимаем 0,04 м.
— глубина заложения заземлителя, равна 0,8 м.
Длина полосовой стали рассчитывается:
,
(102)
где — расстояние между двумя соседними заземлителями, равно 5 м.
Определяем сопротивление горизонтального заземлителя:
Зная теоретическое
число вертикальных заземлителей,
расстояние между ними принимаем,
принимаем по [3] коэффициент использования
вертикальных и горизонтальных
заземлителей:
.
Действительное число вертикальных заземлителей:
(103)
Т.к
По
находим новый коэффициент использования
и определяем расчетное сопротивление
заземляющего устройства:
(104)
Т.к
,
то увеличиваем число вертикальных
электродов:
Принимаем к монтажу 14 прутковых электродов.