Выбор стволовых кабелей

Подземные эл. приёмники ЦПП1 получают питание от существующей поверхностной подстанции ГПП ш. «Дзержинской» по 2-м принятым кабелям ВЭВПШв 3х120, проложенным по наклонному стволу, длиной 1325 м. Расстояние от главной поверхностной подстанции до устья ствола принимаем 50 м. Тогда общая длина кабелей от ГПП до ЦПП1 будет равно L_СТВ.К=1,375 км.

Расчёт токов короткого замыкания в высоковольтной сети

Исходя из данных величин мощности к.з. на главной поверхност-ной подстанции, за базисную мощность принимаем мощность короткого замыкания на шинах ГПП, равную S_Б=58 МВ*А, базисное напряжение U_Б=6,3 кВ, а базисный ток определим из выражения:

I_Б= S_Б/(√3*U_Б);

Тогда

I_Б=58/(√3*6,3)=5,315 кА.

Ток короткого замыкания в точке k₁:

I_К.З⁽³⁾=I_Б/х_Б.С;

Так как S_К.З на шинах ГПП 6 кВ больше, чем 50 МВ*А, активное сопротивление сети принимаем равным нулю, а индуктивное базисное сопротивление в таком случае будет равно:

x*_Б.С=S_Б/S_К.З=58/58=1

Отсюда ток короткого замыкания в точке k₁:

I_К.З⁽³⁾=5,315/1=5,315 кА

Определяем ток и мощность к.з. в точке k_2-6:

Базисное сопротивление стволового кабеля:

r_СТВ*Б=r₀*L_КАБ*S_Б/U_Б²;

х_СТВ*Б=х₀*L_КАБ*S_Б/U_Б²;

Полное базисное сопротивление определяется по формуле:

z*_Б1=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К1)²

где r₀ =0,151 Ом/км для кабеля ВЭВБбШв 3х120;

х₀=0,076 Ом/км для кабеля ВЭВБбШв 3х120;

Тогда:

r_СТВ*Б=0,151*1,375*58/6,3²=0,3034 Ом

х_СТВ*Б=0,076*1,375*58/6,3²=0,1527 Ом

Для питания электродвигателей насосов главного водоотлива, типа ВАО-630М4, мощностью 800кВт, напряжением 6кВ, с номинальным током статора 90 А [9, с.152], принимаем кабели типа ВЭВПШв 3х35, с допустимой токовой нагрузкой I_ДОП=110 А [9, с.181].

Должно выполняться условие :

I_Н<I_ДОП

90 А < 110 А

Условие выполняется, окончательно принимаем кабель ВЭВПШв 3х35.

Длины кабелей от ячеек до приводных электродвигателей насосов с учётом суммарной длины насосной камеры и камеры ЦПП1

равной L_К=80 м и с учётом запаса кабеля принимаем:

L₁=80м; L₂=70м; L₃=50м; L₄=40м; L₅=30м;

Для насоса №1:

Базисное сопротивление кабеля насоса №1:

r*_К1=0,55*0,08*58/6,3²=0,0643 Ом

х*_К1=0,087*0,08*58/6,3²=0,01017 Ом

Полное сопротивление кабеля насоса №1:

z*_Б1=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К1)²=1,075 Ом

Для насоса №2:

Базисное сопротивление кабеля насоса №2:

r*_К2=0,55*0,07*58/6,3²=0,0563 Ом

х*_К2=0,087*0,07*58/6,3²=0,0089 Ом

Полное сопротивление кабеля насоса №2:

z*_Б2=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К2)²=1,0711 Ом

Для насоса №3:

Базисное сопротивление кабеля насоса №3:

r*_К3=0,55*0,05*58/6,3²=0,0402 Ом

х*_К3=0,087*0,05*58/6,3²=0,00636 Ом

Полное сопротивление кабеля насоса №3:

z*_Б3=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К3)²=1,0634 Ом

Для насоса №4:

Базисное сопротивление кабеля насоса №4:

r*_К4=0,55*0,04*58/6,3²=0,03215 Ом

х*_К4=0,087*0,04*58/6,3²=0,0051 Ом

Полное сопротивление кабеля насоса №4:

z*_Б4=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К4)²=1,0596 Ом

Для насоса №5:

Базисное сопротивление кабеля насоса №5:

r*_К5=0,55*0,03*58/6,3²=0,0241 Ом

х*_К5=0,087*0,03*58/6,3²=0,00381 Ом

Полное сопротивление кабеля насоса №5:

z*_Б5=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К4)²=1,0559 Ом

Для трансформаторной подстанции:

Базисное сопротивление кабеля трансформаторной подстанции:

r*_К5=0,55*0,1*58/6,3²=0,08037 Ом

х*_К5=0,087*0,1*58/6,3²=0,0127 Ом

Полное сопротивление кабеля насоса №5:

z*_Б5=√(r_ХБ+r*_К1)²+(х_Б.С+х*_К4)²=1,083 Ом

Определим трёхфазные токи короткого замыкания в точках k_7-11 по формуле:

I⁽³⁾_К.З(Дi)=I_К.З/z*_Бi

Следовательно:

I⁽³⁾_К.З(Д1)=I_К.З/z*_Б1= 5315/1,075=4944,2 А

I⁽³⁾_К.З(Д2)=I_К.З/z*_Б2= 5315/1,0711=4962,2 А

I⁽³⁾_К.З(Д3)=I_К.З/z*_Б3= 5315/1,0634=4998,1 А

I⁽³⁾_К.З(Д4)=I_К.З/z*_Б4= 5315/1,0596=5016 А

I⁽³⁾_К.З(Д5)=I_К.З/z*_Б5= 5315/1,0559=5033,6 А

I⁽³⁾_{К.З(КТП)}=I_К.З/z*_Б5= 5315/1,083=4907,7 А

Двухфазные токи к.з. определяются по формуле:

I⁽²⁾_К.З=I⁽³⁾_К.З*√3/2

Тогда:

I⁽²⁾_К.З(Д1)=4944,2*0,866=4281,8 А

I⁽²⁾_К.З(Д2)=4962,2*0,866=4297,4 А

I⁽²⁾_К.З(Д3)=4998,1*0,866=4328,5 А

I⁽²⁾_К.З(Д4)=5016*0,866=4344 А

I⁽²⁾_К.З(Д5)=5033,6*0,866=4359,2 А

I⁽²⁾_{К.З(КТП)}=4907,7*0,866=4250,1 А

Учитывая влияние асинхронных двигателей на ток короткого замыкания:

i_ДВ=(√2*0,9/х*_Н.ДВ.)*∑I_Н

где х*_Н.ДВ – индусктивное базисное сопротивление двигателя.

Индуктивное базисное сопротивление двигателя определяем из выражения:

х*_Н.ДВ.=х_Н.ДВ.*S_Б/U_Б²; Ом

Индуктивное сопротивление двигателя:

х_Н.ДВ.=z*sin φ; Ом

cos φ=0,5 – для пускового момента;

sin φ=0,86

Полное сопротивление двигателя:

z=U_Н/I_П; Ом

где I_П – пусковой ток двигателя, определим из выражения:

I_П=6,5*I_Н; А

Подставив числовые значения в формулы , получим:

I_П=6,5*90=585 А

z=6000/585=10,26 Ом

х_Н.ДВ.=10,26*0,86=8,82 Ом

х*_Н.ДВ.=8,82*58/6,3²=12,89 Ом

i_ДВ=(√2*0,9/12,89)*(90*1)=8,887 А

Ток короткого замыкания с учётом влияния двигателей будет равен:

I⁽³⁾_К.З=I⁽³⁾_{К.З на ГПП в т. K1}+i_ДВ; А

Тогда: I⁽³⁾_К.З=5315+8,887≈5324 А