
- •1 Общая часть
- •1.1 Описание технологического процесса мазутонасосной станции
- •1.2 Выбор рода тока
- •2 Специальная часть
- •2.1 Расчёт токов короткого замыкания
- •2.2 Выбор автоматического выключателя
- •2.3 Выбор питающего кабеля
- •2.4 Расчет электрического
- •3 Организация производства
- •3.1 Эксплуатация и ремонт
2 Специальная часть
2.1 Расчёт токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания производится для проверки
выбранных по номинальным условиям электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей на электродинамическую стойкость токам короткого замыкания. Отключающие аппараты, кроме того, должны быть проверены и по отключающей способности относительно токов короткого замыкания.
Для расчета токов короткого замыкания необходимо по схеме электроснабжения составить расчетную схему. При составлении расчетной схемы надо учитывать только то оборудование, которое может являться источником токов короткого замыкания (синхронные генераторы электростанций, синхронные и асинхронные двигатели). Двигатели средней и большой мощности вводятся в расчет индивидуально, двигатели малой мощности – в виде обобщенной нагрузки. В расчет принимается та обобщенная нагрузка, которая непосредственно подключена к точке короткого замыкания. Если она располагается за реактором или трансформатором, то она не учитывается. Индивидуальные двигатели учитываются в тех случаях, если они подключены к точке короткого замыкания непосредственно, через обычный реактор или двухобмоточный трансформатор. Двигатели постоянного тока подпитку токам короткого замыкания не дают.
Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакты в месте КЗ). При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВ·А, учитывать их сопротивление следующим образом: 0,015 Ом - для распределительных устройств на станциях и подстанциях; 0,02 Ом - для первичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей; 0,025 Ом - для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП; 0,03 Ом - для аппаратуры, установленной непосредственно у приемников электроэнергии, получающих питание от вторичных РП.
Для установок напряжением до 1 кВ при расчетах токов КЗ считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным. Это условие выполняется, если мощность системы примерно в 50 раз превосходит мощность цехового трансформатора.
Данные элементов схемы:
силовой трансформатор Sн.т=630 кВА, Uвн/Uнн=10 кВ/0,4 кВ, Uк=5,5%, ∆Рк=15 кВт;
асинхронные двигатели Рн=30 кВт, η=0,9, cosφ=0,9;
Рн=75 кВт, η=0,9, cosφ=0,9;
Рн=45 кВт, η=0,9, cosφ=0,9;
кабель марки АВВГ
3
150
l=213 м;
автоматический выключатель (А) А3134, Iм=200 А;
трансформаторы тока 150/5 А, 200/5 А;
шины (Ш-1) алюминиевые 60 6 мм², l=6 м, расстояние между фазами а=240 мм;
шины (Ш-2) алюминиевые 40 4 мм², l=2 м, расстояние между фазами а=240 мм;
Расчетная схема
Рисунок 2.1
Точка К1
Сопротивления трансформатора (в относительных единицах)
-
(2.1)
где ∆Рк – мощность потерь короткого замыкания трансформатора, кВт;
Sн.т – номинальная мощность трансформатора, кВА
-
(2.2)
где Uк –напряжение короткого замыкания, %
Сопротивления трансформатора (в мОм)
-
(2.3)
-
(2.4)
где х*, r* - относительные сопротивления трансформатора,
Uн - номинальное вторичное напряжение трансформатора, В;
Sн – номинальная мощность трансформатора, кВА
-
мОм;
-
мОм.
2) Сопротивление первичных обмоток трансформаторов тока хт.т=0,07 мОм, rт.т=0,05 мОм.
3) Сопротивление шин Ш-1 по таблице 9.2 [1] при аср=1,26а=1,26·240=302 мм:
-
мОм
(2.5)
-
мОм
(2.6)
4) Суммарные сопротивления до точки К1:
-
мОм
(2.7)
-
мОм
(2.8)
5) Сила тока короткого замыкания
-
(2.9)
-
кА
6) Сила ударного тока
-
(2.10)
где ку – ударный коэффициент, ку=1,3;
-
кА
Определяем силу ударного тока с учетом электродвигателей.
Сила номинального тока двигателей
-
(2.11)
где Рн – номинальная мощность двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение двигателя, В;
η – коэффициент полезного действия;
cosφ – коэффициент мощности
-
кА
-
кА
-
(2.12)
-
кА
Сила ударного тока от электродвигателей
-
(2.13)
-
кА
Сила ударного тока с учетом электродвигателей
-
кА
Точка К2
1) Сопротивления шин Ш-2 согласно данным таблицы 9.2 [1]
-
мОм
(2.14)
-
мОм
(2.15)
Сопротивление автоматического выключателя согласно данным таблицы 9.4 [1]: сопротивления катушки rа=0,36, ха=0,28;
переходные сопротивления контактов по таблице 9.3 [1] rк.а=0,6 мОм.
Сопротивление кабеля по таблице 9.5 [1]
-
мОм
(2.16)
-
мОм
(2.17)
Суммарные сопротивления до точки К2:
-
=64 мОм
(2.18)
-
мОм
(2.19)
Сила тока короткого замыкания
-
(2.20)
-
кА
Сила ударного тока
-
(2.21)
-
кА
Сила тока короткого замыкания с учетом влияния электродвигателей
-
(2.22)
-
кА
Таблица 2.1
Место КЗ |
Iк, кА |
х∑, мОм |
r∑, мОм |
iуд, кА |
К1 |
7,2 |
27,96 |
15,84 |
13,2 |
К2 |
3,2 |
42,67 |
283,24 |
5,97 |