4.1.5. Вибір схеми електропостачання на основі техніко-економічних розрахунків.
Мережі розподілу електроенергії повинні:
забезпечувати необхідну надійність електропостачання споживачів, залежності від їх категорії;
бути зручними і надійними в роботі;
мати конструктивне виконання яке б забезпечувало швидкий монтаж та ремонт мереж.
Мережі поділяються на радіальні та магістральні. Лінію мережі що відходить від трансформаторної підстанції (ТП), а також живить найбільший споживач, називають головною магістраллю. Головні магістралі розраховуються на великі струми і вони мають велику кількість приєднань. Найпоширенішими магістральними мережами є схеми типу трансформатор -магістраль. В такій схемі відсутні розподільчі пристрої низької напруги, а магістраль підключається безпосередньо до трансформатора через ввідний автоматичний вимикача. Рекомендується використовувати магістральні схеми з числом відходячих від ТП магістралей, що не перевищують числа трансформаторів. При цьому сумарна пропускна здатність мережі не повинна перевищувати номінальної потужності трансформаторів. Магістральні схеми використовуються, в основному, при рівномірному розподілі навантаження по площі цеху. Вони не потребують розподільчих щитів на підстанціях і електроенергія розподіляється по cхемі трансформатор - магістраль - ЩСУ, що спрощує монтаж та експлуатацію. При магістральній схемі електропостачання можливе впровадження збірника конструкцій і швидкий монтаж. Недоліком магістральної схеми є її низька надійність, бо аварія на магістралі приведе до відключення всіх споживачів які від неї живляться.
Радіальні схеми характеризуються тим, що від джерела живлення наприклад від трансформаторної підстанції, відходять лінії, що живлять великі електродвигуни або групові розподільчі пристрої, від яких в свою чергу відходять самостійні лінії, що живлять малопотужні двигуни. Найбільш часто вони використовуються в пожежо - і вибухонебезпечних приміщення.
Рис. 4.1 Радіальна схема живлення електроспоживачів напругою 0,4 кВ
Розподіл електроенергії в радіальних схемах проводиться радіальними лініями від ЩСУ, що знаходиться в окремому приміщені. Радіальні схеми забезпечують високу надійність живлення, в них легко використовуються елементи автоматики. Але вони потребують великих витрат на установку розподільчих пристроїв, проводку кабелів та поводів.
Враховуючи вищенаведене вибираємо радіальну схему електропостачання споживачів напругою 0,4 кВ.
4.2. Розрахунок струмів к.З. І вибір основного електрообладнання.
4.2.1. Вибір кабелів живлення.
Поперечний переріз кабелів вибираємо за робочою силою струму та економічною густиною струму. Перевірка правильності вибору проводиться з нагрівом робочим розрахунковим струмом, втратою напруги в нормальному і післяаварійному режимах роботи і термічною стійкістю.
Технічні дані для розрахунку:
Smax = 1167 кВА, UH = 10 кB, n=2.
Визначаємо розрахунковий струм кабелю:
,
А (4.39)
Для установки вибираємо кабель з алюмінієвими жилами, для якого jek=1,2 A/мм2. Виходячи з розрахункового струму та економічної густини струму визначаємо поперечний переріз кабеля:
За таблицями вибираємо кабель типу YAKXS- силовий кабель з радіальним полем з алюмінієвою робочою жилою і ізоляцією із „зшитого” поліетилену з зовнішньою оболонкою з полівінілхлориду червоного кольору поперечним перерізом 3x35 мм2 для якого Ідоп= 127 А.
Перевіряємо кабель за умовами нагріву:
в нормальному режимі:
Кпоп ∙Ідоп ≥Ір (4.40)
де, Кпоп - поправочний коефіцієнт на прокладку кабеля, Кпоп = 0,93
Кпоп ∙Ідоп=0,93 ∙127=118,11 А
118,11 А ≥ 54,67 А
в післяаварійному режимі:
Ірар=2∙ Ірнр ≤ Ідоп∙Кпоп ∙Кпер (4.41)
де, Кпер - коефіцієнт допустимого перевантаження, Кпер = 1,35
1,35∙0,93∙127 = 159,4 А ≥ 2∙33,7 = 67,4 А
Умови виконуються.
Перевірка кабелю за допустимою втратою напруги:
в нормальному режимі роботи:
(4.42)
де, rо, xo - активний та реактивний питомі опори кабельної лінії. За таблицями для кабелю марки YAKXS-3x35 rо= 0,571 Ом/км, хо= 0,39 Ом/км.
в післяаварійному режимі:
(4.43)
Втрата напруги в нормальному та післяаварійному режимах менша 5% отже вимога виконується.
Перевіряємо кабель на термічну стійкість.
(4.44)
де, Ікз - усталене значення струму к.з., А;
τпр - приведений час к.з., с;
τпр= tвідкл+tз.мін, с, (4.45)
де, tвідкл - час відключення к.з. tвідкл = 0,105 с
tвідкл- мінімальний час спрацювання релейного захисту, tз.мін= 0,01 с
τпр =0,105+0,01=0,115 с
с - коефіцієнт термічної стійкості. Для кабелів з алюмінієвими жилами с=90
Всі умови виконуються.