8. Проверка низковольтной сети на возможность пуска электродвигателя

При пуске асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором в сети создаётся падение напряжения. Пусковой ток двигателя в 4-7 раз превышает номинальный. Вследствие этого потеря напряжения в сети при пуске может в несколько раз превышать потерю при номинальном режиме, что приводит к снижению напряжения на зажимах электродвигателя, по сравнению с обычным режимом. Допустимое снижение напряжения на зажимах электродвигателя составляет 20%- 30%.

Выполняем проверку самого удаленного объекта отходящего от КТП.

Составляем схему электроснабжения самого удаленного электродвигателя мельницы. Для асинхронного двигателя серии АИР выписываем из справочника паспортные данные. Измеряем на плане расстояние от КТП до объекта 22 (водокачка), выписываем марку и сечение провода.

Электродвигатель: , , , КПД = 85,5 %, cos = 0,86.

Рисунок 4- Схема электроснабжения электродвигателя.

Активное сопротивление участка линии

Индуктивное сопротивление линии

Определяем полное сопротивление первой линии

Находим полное сопротивление сети

Определяем полное сопротивление короткого замыкания асинхронного электродвигателя

Определяем потерю напряжения при запуске двигателя, %

Условие выполняется, следовательно, электродвигатель запустится.

9. Конструкция сети напряжением 0,38/0,22 кВ

Конструкцию сети выбираем по типовому проекту СТП 09.110.20.186-09 института «Энергопроект»

Углы поворота линий составляют 90⁰,30⁰,60⁰. Принимаем следующие типы опор: промежуточные, угловые и концевые. Пролеты составляют 20 -35 м. вводы к зданиям не превышают 15 м. Опоры заложены в грунт на 1,8 м. Угольные натяжители проводником диаметром 6 мм с помощью плашечного зажима. Нулевой провод также заземлен. Марка провода САСПсш. Провод крепится к крюкам с помощью зажима поддерживающего ЗП-0,1 на угловых и концевых опорах применяют зажим К-НМ-1. Для ввода в задние применяют зажим ответвительный ЗОП-02. На концевых опорах устанавливают ящик с УЗВЛИ устройство заземления ВЛИ.

Для уличного освещения выбран светильник ЖКУ с лампой ДНаТ мощностью 150 Вт.

Для электроснабжения потребителей широко применяются закрытые трансформаторные подстанции (КТП) 10/0,38 кВ. КТП мощностью 63кВА имеет следующие узлы: распределительное устройство высшего напряжения (РУ-10 кВ) и РУ – 0,38 кВ, два силовых трансформатора типа ТМГсу. Подстанция имеет защиты:

1. от грозовых перенапряжений (10 и 0,38 кВ);

2. от многофазных и однофазных токов короткого замыкания;

3. защита от перегрузок линии и трансформатора;

4. блокировки.

10. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок (шин, изоляторов, кабелей и т.д.) на электродинамическую и электротермическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты, выбора средств и схем грозозащиты, выбора и расчёта токоограничивающих и заземляющих устройств.

При расчете токов короткого замыкания пользуемся методом именованных величин. Этот метод применяется в сетях с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220.

На основании схемы электроснабжения (рис. 5) составляем эквивалентную схему замещения (рис 6.). Необходимые значения сопротивлений берем из предыдущих расчетов. Сопротивление контактов (автоматических выключателей, катушек трансформаторов тока, шин и др.) принимаем Z_а=20 мОм.

Рисунок 5 - Схема электроснабжения

Рисунок 6- Эквивалентная схема замещения

Расчет линии 2

Трехфазный ток короткого замыкания в точке :

где - номинальное напряжение с учетом надбавки, 400В;

Двухфазный ток короткого замыкания в точке:

Однофазный ток короткого замыкания в точке:

где - сопративление трансформатора (табл. 6), мОм;

- сопративление петли, фаза-ноль, мОм;

- фазное напряжение с учетом надбавки, 230В.

Сопротивление петли, фаза-ноль, мОм:

При выборе токоведущих частей необходимо найти конечную температуру нагрева токами КЗ с учетом периодической и апериодической составляющих. Этот расчет достаточно трудоемкий, поэтому термическую стойкость обычно проверяют определением минимально допустимого сечения по условию допустимого нагрева при КЗ

Выбранные шины или кабель термически стойки, если их сечение больше

Минимально допустимого сечения

где – коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и материала проводника. Его рекомендуемые значения приведены ниже: кабели до 10 кВ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами = 90; кабели и провода с полиэтиленовой изоляцией, алюмин. жилами=65.

Тепловой импульс тока КЗ

(34)

где — постоянная затухания апериодической составляющей, с; — время отключения КЗ, с;

² ∙ (0,6 + 0,01) =0,12 кА²∙с

Минимальное сечение жил кабеля для линии 2 по термической стойкости составит:

Ближайшим стандартным сечением для провода данной марки будет Fст = 10 мм².

16 мм² > 10 мм²

Таким образом, условие выполняется

Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания для остальных линий, отходящих от КТП, проверяем их сечения на термическую стойкость и сводим расчетные данные в таблицу 6.

Результаты сведены в таблицу.

Таблица 6 – Расчет токов короткого замыкания и проверка сечений на термическую стойкость

Номерлинии	Марка кабели или провода	Сопротивление			Токи короткого замыкания				Тепловой импульс тока КЗ Втер кА2∙с		Сечение по термической стойкости F мм2		Стандартное сечение по термической стойкости Fст, мм2
		Rл мОм	Хл мОм	Zл мОм	IК(3) кА	IК(2) кА	IК(1) кА
1	САСПсш 3х25+1х35 САСПсш 3х16+1х25	253,52	14,80	253,95	0,60	0,52	0,42	0,22		5,17		10
2	САСПсш 3х16+1х25	382,18	19,70	382,69	0,45	0,39	0,31	0,12		3,88		10
3	САСПсш 3х25+1х35 САСПсш 3х16+1х25	422,18	26,20	422,99	0,41	0,36	0,28	0,10		3,60		10

На всех линиях выбранные сечения соответствуют стандартным сечениям по термической стойкости