7.5 Выбор высоковольтного оборудования

Выбор высоковольтной ячейки.

Выбор высоковольтной ячейки производится по номинальному напряжению, номинальному току и проверяется по предельному отключающему

току.

Номинальный ток высоковольтной ячейки при питании групп потребителей определяется по формуле

,

где I_нагр. = 455,6 – суммарный ток нагрузки на фидере, А.

По таблице 6.55 [13] для фидера выбирается комплектное распределительное устройство (КРУ), внутренней установки типа КРУ-10-20-У3 с вакуумным выключателем СЭЩ - 10

Условие проверки выполняется

Проверка высоковольтного распредустройства производится исходя из условия

,

где I_o = 20 – ток отключения распредустройства, кА;

I_к.з.⁽³⁾ = 7,8 – расчетный ток к. з. выбираемого распредустройства, кА.

Следовательно,

Так как условие выполняется, то значит высоковольтная ячейка выбрана правильно.

Для освещения автоотвала устанавливаем прожектор ПКН с лампой КГ-220- 2000

Суммарный световой поток необходимый для освещения автоотвала:

∑ F = E_min S_oc K₃ K_n, лм,

∑ F = 7,5 ∙ 2000 ∙ 1,5 ∙ 1,15=25875 лм,

где E_min – требуемая освещенность для участка, согласно таблице 3.3 [1];

S_oc – площадь освещаемого участка;

K₃ – коэффициент запаса, согласно с.209 [1];

K_n –коэффициент, учитывающий потери света в зависимости от конфигурации освещаемой площади, согласно с. 209 [1].

Требуемое число прожекторов при известном суммарном световом потоке, необходимом для освещения всей площади, определиться по формуле:

N _пр = ∑ F / F_л ∙ ή _пр;

N _пр = 25875/ 44000 ∙ 0,35=1,6=2 шт.,

где F_л – световой поток лампы прожектора, согласно таблице 7.3 [2];

ή _пр – к.п.д. прожектора, согласно таблице 7.4 [2];

Высота установки прожектора

h_пр≥ ,м,

h_пр≥ = 17,3 м

где I_max – максимальная сила света прожектора, согласно таблице 7.4 [2]

Необходимая мощность трансформатора для питания осветительных установок

S _m.oc = ∑ P_л ∙ 10^-3 / ή _с ∙ ή _ос∙ cos φ_ос , кВА,

S _m.oc = 2 ∙ 2000 ∙ 10^-3 /0,95 ∙ 1 ∙ 0,83 = 5 кВА

где ∑ P_л - суммарная мощность ламп, Вт;

ή _с – к.п.д. осветительной сети,

ή _ос – к.п.д. светильников,

cos φ_ос – коэффициент мощности ламп,

К установке выбирается комплектная трансформаторная подстанция (КТП).

Ток нагрузки для двухпроводной кабельной осветительной сети

Iнагр=Рл ∙ a/Uф ∙ cosφ ∙ ήoc, A,

Iнагр=2 ∙ 2000/220 ∙ 0.83 ∙ 1=22 А

где Рл  мощность лампы;

a  число ламп группе;

Uф - номинальное фазовое напряжение.

7.6 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания в высоковольтных сетях (выше 1000 В)

Для выбора электрической аппаратуры и проводников, установок защиты и ее проверки, средств ограничения токов короткого замыкания (КЗ), необходимо установить величину токов КЗ.

Базисные значения напряжения и мощности:

U₆= 6,3 кВ, S₆= 25 мВА,

Базисный ток определяется по формуле, кА:

I₆=S₆/( U₆),

1_б=25/(1,7∙6,3)=9,2кА,

Приведенные сопротивления:

x∙= x_o ∙ L ∙ (S/U²),

r∙= r_o ∙ L ∙ (S/U²),

где x∙,r∙ - соответственно, индуктивное и активное сопротивление кабельной (воздушной) линии, приведенное к базисным условиям; х₀, г₀ - соответственно, удельное индуктивное и активное сопротивления кабельной (воздушной) линии, Ом/км, х_о = О,35, rо = О,64 - для ВЛ по

Х_о = О,О8, г_о = О26 - для КЛ таб.1 [1]

где – L - длина линии, км;

z_∙ – полное сопротивление кабельной (воздушной) линии;

х_∙ – индуктивное сопротивление двигателя, приведенное к базисным условиям;

S_H0M – номинальная мощность двигателя.

Сопротивление ВЛ определяется по формуле:

х_∙вл = х₀ ∙ l ∙ (S_б / U_б²);

х_∙вл = 0,35 ∙ 4,7 ∙ 25/6,3² = 1,12;

r_∙вл = r₀ ∙ l ∙ (S_б / U_б²);

r_∙вл =0,64 ∙ 4,7 ∙ 25/6,3² =2,0;

z _ВЛ = .

где z _∙ВЛ– полное сопротивление кабельной или воздушной линии.

Определяем сопротивление КЛ:

x _о = 0,08 ∙ 0,2 ∙ 25/6,3² = 0,01

r_∙о = 0,26 ∙ 0,2 ∙ 25/6,3² = 0,035

Расчет полного сопротивления ВЛ и КЛ:

Z = = 0,036

Приведенное относительное сопротивление системы, от которой питается разрез, определяется формуле:

XI_∙ = S_б / S_homo ,

где S_ноm о- номинальная мощность отключения выключателей, установленных на шинах связи с системой, принимаем равной 100 мВА.

х_∙= 25/100 = 0,25

Сопротивление двигателя определяется по формуле:

x_∙Сд = x_∙д ∙ (S/S_нДв),

где х_∙д=2-относительное сопротивление двигателя по продольной оси; /20/ S_нДB - полная номинальная мощность двигателя, находится по формуле:

S_нДв = P_H/cosφ,

где Р_н - мощность двигателя ЭКГ - 5.

S_нДв = 250/0,9 = 225 кВА,

х_∙Сд = 2 ∙ 25/225 = 0,2.

Расчет короткого замыкания в точке КЗ

Приведенное относительное сопротивление энергетической системы х∙с, активным сопротивлением пренебрегаем. Следовательно, z_K=0,5.

Действующее значение периодической составляющей трехфазного тока к.з. определяется по формуле:

I‡I⁽³⁰_t=0 = S_б / √3 ∙ U_б ∙ z_k

I⁽³⁰_t=0 = 25/√3 ∙ 6.3 ∙ 0,5 = 4,6 кА

Для проверки выключателей по отключающей способности, по динамической и термической стойкостям к токам к.з., необходимо определить ударный ток, действующее значение ударного тока и мощность к.з. Мощность трехфазного к.з. для любого момента времени:

S_t=0 = S_t∞= √3 ∙ U₆ ∙ I‡I⁽³⁰_t=0 ,

S_t=0 = S_∞t = √3 ∙ 6,3 ∙ 4,6 = 50 кВ А,

Мгновенное значение ударного тока находится по формуле:

i⁽_y³⁾ = Ky ∙

где К_у - ударный коэффициент

Мгновенное значение ударного тока равно:

i⁽_y³⁾ = 1,005 ∙ = 6,53 кА,

Действующее значение ударного тока к.з. за первый период от начала переходного процесса определяется по формуле:

I⁽_y³⁾ = I⁽³⁰⁾_t=0 ∙

I⁽_y³⁾ = 4,6 ∙ = 5,26 кА,

Для проверки уставок максимальной токовой защиты необходимо знать ток двухфазной к.з., он определяется по формуле:

I⁽²⁰⁾_t=0=0,87 ∙ I⁽³⁰⁾_t=0,

I⁽²⁰⁾_t=0=0,87 ∙ 4,6 = 3,99 кА,

Расчет токов короткого замыкания в низковольтной сети (ниже 1000В)

В сетях напряжением ниже 1000 В необходимо учитывать сопротивления трансформаторов тока, рубильников, автоматов и другой аппаратуры. Объясняется это тем, что суммарные величины сопротивлений цепи короткого замыкания в таких сетях малы и могут быть соизмеримы с сопротивлениями аппаратуры.

Проектом рассчитывается ток короткого замыкания при подключении бурстанка 5СБШ-200

Ток КЗ бурового станка 5СБШ-200

V_K3%=6,5%;

I_кх=2,1%;

S_ном =400 кВт;

∆Р_кз-5,5 кВт.

Сопротивление питающей системы с низкой стороны:

x _c = VS² / S_{n откл} ∙10⁶ ;

x _c = 0,4² / 350000 ∙10⁶ = 0,45 Ом.

Сопротивление обмоток трансформатора:

x_mp = V_kз%V_h² ∙ 10⁶ / S _ном = 2,6 Ом;

R _mp = PV _h² ∙ 10⁶ / S _н² = 5,5 Ом.

Сопротивление гибкого кабеля:

х_гк = x_о ∙ L∙10 ³=0,07 ∙ 0,25 ∙ 10 ³=17,5 Ом,

где х₀ - удельное реактивное сопротивление кабеля

r _гк= r_о ∙ L ∙ 10 ³=0,17 ∙ 0,25 ∙ 10 ³= 42,5 Ом,

Где r_гк - удельное активное сопротивление кабеля

Суммарное сопротивление:

∑R=5,5+42,5=48 Ом,

∑ x =2,6+17,5+0,45=20,55 Ом.

Результирующее сопротивление:

z = = 52,21 Ом.

3-х фазный ток короткого замыкания:

I_кз⁽³⁾ = U_б ∙ 10³ / √3 Z = 4,42 кА.

2-хфазный ток короткого замыкания:

I_кз⁽²⁾ = U_б ∙ 10³ / 2 ∙ 52,21 = 3,83 кА.

Ударный ток:

I_y=l,85∙ 1_к⁽³⁾=1,85 · 4,42=8,177кА.

Действующее значение полного тока трехфазного короткого замыкания I_q=1,1∙ I_кз⁽³⁾ =1,1 · 4,42 = 4,682 кА.

Мощность короткого замыкания:

S_K3=√3 I_кз⁽³⁾=l,73 · 0,4 · 4,42= 3,05 MBA.