2 Специальная часть

2.1 Определение категорий надежности

Надёжность электропитания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных элементов системы электроснабжения (линий, трансформаторов, электрических аппаратов и др.). Для выбора схемы и системы построение электрической сети необходимо учитывать мощность и число потребителей, уровень надёжности электроснабжения не потребителей в целом, а входящих в их состав отдельных электроприемников.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

I категория - электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Электроприемники I категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников питания, перерыв допускается лишь на время автоматического восстановления питания.

II категория - электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих мест, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

III категория - электроприемники несерийного производства продукции, вспомогательные цехи, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Для этих электроприемников электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 24 часа. [1].

ООО «КИМЗ» по падению эл. снабжения подходит под определение II категории.

2.2 Расчет токов короткого замыкания

Ток короткого замыкания зависит от мощности генерирующего источника, напряжения и сопротивления короткозамкнутой цепи. В мощных энергосистемах токи короткого замыкания достигают нескольких десятков тысяч ампер, поэтому последствия таких ненормальных режимов оказывают существенное влияние на работу электрической установки.

Для уменьшения последствий коротких замыканий необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени. Немаловажную роль играют автоматическое регулирование и форсировка возбуждения генераторов, позволяющие поддерживать напряжение в аварийном режиме на необходимом уровне. Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов короткого замыкания, в связи с чем возникает необходимость расчета этих величин.

Рисунок 1 – Расчетная схема

Определим ток короткого замыкания в точке К1 цеховой сети, если на цеховой подстанции установлен трансформатор ТМ – 250/10; U_к = 5,5%; Р_к = 3,3 кВт. Напряжение на шинах 6 кВ цеховой подстанции неизменно, сопротивление от источника питания до шин 0,4 кВ на учитывается. Определим активное и индуктивное сопротивления по формулам (14) и (15).

Активное сопротивление

r_т = P_к * U_б²/S_ном² (14)

где r_т – сопротивление трансформатора, мОм;

P_к – потери мощности трансформатора, кВт;

U_б – базовое напряжение, кВ;

S_ном – полная мощность трансформатора, кВА.

r_t = 3,3* 400²/250² = 0,7

Индуктивное сопротивление

x_т = √(U_к /100)²+(Р_к /S_ном) * U_б²/S_ном (15)

где x_т – индуктивное сопротивление трансформатора, мОм;

U_к – напряжение короткого замыкания, %.

x_т = √(10,5/100)²+(85/16000) * 250²/400 = 3,9

Определить ток короткого замыкания системы

I_к = U_ср/(√3*√r_т+ x_т²) (16)

где I_к – ток короткого замыкания системы, кА;

U_ср – среднее напряжение трансформатора, В.

I_к = 250/(√3*√0,7²+3,9²) = 9,12кА

Найдем из [2, рис. 7.4] ударный коэффициент (К_у) зная отношение x_т/r_т, К_у = 1,9.

Находим ударный ток по формуле

I_у = √2* К_у*I_к (17)

где I_у – ударный ток, кА;

К_у – ударный коэффициент.

I_у = √2* 1,9* 9,2 = 24,3кА