5.2 Составляем таблицу отклонений напряжений

Таблица 5.2 составляется для проектируемых подстанций, для случаев 100% нагрузки и 25% нагрузки. На зажимах потребителя должно быть обеспечено отклонение напряжения в пределах  5%. Определяем суммарную допустимую потерю напряжения в сети 10 и 0,38 кВ

_{, .}

Таблица 5.2 - Отклонений напряжения

Элементы сети		Потеря напряжения
		При 100% нагрузке	При 25% нагрузке
1. Шины 10 кВ РТП		+5	0
2. ВЛ 10 кВ		-4,4	-0,5
3. ТП 10/0,4 кВ	Потеря	-4,0	-1,0
	Надбавка	+5,0
4. ВЛ 0,38 кВ		-6,6	0
5. Потребитель		-5,0	+3,5

6. Проверка вл 0,38 кВ по условию пуска электродвигателя.

№11 - Место установки АД, 20 кВТ его мощность.

Электродвигатель типа АИР200L8 мощностью 22 кВт устанавливаем на объекте №11 (Свинарник-откормщик). Произведем проверку ВЛ 0,38 кВ по условию пуска электродвигателя. При пуске данного двигателя напряжение на его зажимах не должно снизиться более чем на 30% от номинального напряжения линии, в то время как напряжение на остальных электроприемников не должно уменьшиться более чем на 20% от номинального напряжения линии.

Потеря напряжения при пуске электродвигателя определяется:

где: Z_С – полное сопротивление сети для пуска двигателя от трансформатора, Ом, Z_С=Z_л+Z_Т;

Z_л – полное сопротивление линии от ТП;

Z_Т - полное сопротивление короткого замыкания т-ра;

Z_л = Z₀l

Z_Э.П – полное сопротивление короткого замыкания АД при пуске, Ом;

к_п – кратность пускового тока электродвигателя.

Полное сопротивление линии состоит из суммы полных сопротивлений участков. Полное сопротивление участка:

Полное сопротивление линии по формуле:

Z_Л = 0,10 Ом

Сопротивление электродвигателя при коротком замыкании

где: Uф – фазное напряжение электродвигателя, В

Кn – кратность пускового тока

I – фазный ток двигателя, А

ŋ – КПД двигателя

=29 Ом

Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора, Ом:

где: Uк% - напряжение короткого замыкания трансформатора

Uк%=4,5

U_н - номинальное напряжение трансформатора

U_н =0,4кВ

I_н – номинальный ток трансформатора

Для трансформатора ТП 100 кВА

Потеря напряжения при пуске электродвигателя:

Полученное значение падения напряжения не выходит за пределы допустимой величины(30%).

7. Расчёт токов короткого замыкания для проверки аппаратуры и выбора защитных устройств

Расчет токов короткого замыкания производится с целью проверки защитной аппаратуры на термическую и динамическую стойкость, а так же чувствительность и селективность действия. Расчет токов КЗ производится в относительных единицах. Для расчета токов КЗ составим эквивалентную однолинейную схему.

7.1 Расчет токов к.з. в относительных единицах.

Рассчитываем токи трехфазных и однофазных коротких замыканий.

,

где: I_Б – базисный ток;

_{zi*(Б) – полное сопротивление до точки к.з.;}

- фазное напряжение ( );

- полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании;

- полное сопротивление петли короткого замыкания.

Определяем полные сопротивления для точек короткого замыкания и сопротивления петли по «фазный-нулевой проводник линии» формулам:

_{, (21)}

_{, (22)}

где:

_{хi*(Б) – полное индуктивное сопротивление до точки к.з.;}

_{ri*(Б) – полное активное сопротивление до точки к.з.;}

r_оФ и х^!!_оФ – Сопротивления фазного провода;

r_он и х^!!_он – Сопротивления нулевого провода;

для цветных металлов (х^!_оф+х^!!_он+2х^!_о)=0,6 Ом/км [1];

Определяем базисные величины:

Базисная мощность принимаем S_б = 100 МВА;

Базисное напряжение принимаем:

; _.

Базисный ток определяется по формуле:

, (23)

,

.

Приведенное сопротивление питающей сети определяется по формуле:

,

где: S_кз = 100 МВА – мощность КЗ на шинах ЦПП 110/10 кВ,

Z_с = 100 / 100 =1 Ом

Для линий приведенные индуктивное сопротивления определяют по формуле:

_.

где: x₀ – индуктивное сопротивления участков линий, Ом/км.

Для трансформаторов приведенные индуктивное сопротивления определяют по формуле:

.

Определяем индуктивное сопротивление:

_,

_,

_,

_,

_{, ,}

_{, ,}

_{, ,}

_{, .}

_{Определяем результирующее индуктивное сопротивление до точек :}

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_.

Для линий приведенные активное сопротивления определяют по формуле:

_{, (27)}

где: r₀ – активное сопротивления участков линий, Ом/км.

Для трансформаторов приведенные активное сопротивления определяют по формуле:

, (28)

Определяем активное сопротивление:

_,

_,

_,

_{, ,}

_{, ,}

_{, ,}

_{, .}

_{Определяем результирующее активное сопротивление до точек :}

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_,

_.

Определяем полные сопротивления для точек короткого замыкания и сопротивления петли фаза – нуль по формулам:

Например, для ТП1 Л1

Результат вычисления сводим в таблицу 7.1

Таблица 7.1

Точка КЗ
1	86,8	0
2	86,8	0
3	56,5	0
4	146,345	0,23
5	285,5	0,84
6	374,8	1,03
7	236,8	0,55
8	429,4	1,2
9	129,2	0,16
10	147,3	0,23
11	149,8	0,35
12	339,4	0,97

Рассчитываем токи трехфазных, двухфазных и однофазных коротких замыканий.

, (29)

_{, (30)}

. (31)

Результаты расчета токов КЗ сводим в таблицу 7.2

Таблица 7.2Расчетные токи короткого замыкания

Точка КЗ	Место КЗ	Токи КЗ, А
		Iкз(3)	Iкз(2)	Iкз(1)
К1	Шина 0,4 кВ проектируемой ТП 1	1663,9	1457,5	242,2
К2	Шина 0,4 кВ проектируемой ТП 2	1663,9	1457,5	232,1
К3	Шина 0,4 кВ проектируемой ТП 3	2556,3	2239,3	212,2
К4	ТП1 В конце линии Л1	986,7	864,3	310,2
К5	В конце линии Л2	505,8	443,1	190,4
К6	В конце линии Л3	385,3	337,5	332,6
К7	В конце линии Л4	609,8	534,2	310,0
К8	ТП2 В конце линии Л1	336,3	294,5	204,3
К9	В конце линии Л2	1117,6	979	419,7
К10	ТП3 В конце линии Л1	980,3	858,7	333,4
К11	В конце линии Л2	964	844,5	314,5
К12	В конце линии Л3	425,5	372,7	242,2

7.Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

7,1Защита трансформатора 10/0,4 кВ

Трансформатор защищается со стороны 10 кВ плавкими предохранителями типа ПКТ-101

Плавкая вставка выбирается по условию:

Выбор аппаратуры ТП осуществляется по следующим параметрам:

По напряжению:

По номинальному току отключения предохранителя:

По номинальному току плавкой вставки:

Номинальный ток трансформатора на напряжение 10 кВ определяется по формуле:

(32)

Расчетные токи элементов сети представим в виде таблицы8.1.

Для ТП 1 и ТП 2 принимаем плавкую вставку на ток 8 А, дляТП 3 принимаем плавкую вставку на ток 16 А,

Таблица 7.1 Расчетные токи элементов сети

Элемент сети
Шины 10 кВ ТП 1 10/0,4 кВ	10000	63	3,64
Шины 10 кВ ТП 2 10/0,4 кВ	10000	63	3,64
Шины 10 кВ ТП 3 10/0,4 кВ	10000	100	5,5
Шины 0,4 кВ ТП 1 10/0,4 кВ	400	63	91,04
Шины 0,4 кВ ТП 2 10/0,4 кВ	400	63	91,04
Шины 0,4 кВ ТП 3 10/0,4 кВ	400	100	147

7.2 Защита отходящих линий 0,38 кВ осуществляется автоматическими выключателями серии ВА.

Номинальные напряжения определяются по условию:

Максимальные токи коммутации автоматов определяются по условию:

Номинальные токи автоматов определяются по условию:

I_н.а.I_р

Номинальные токи расцепителей определяются по условию:

I_н.р.I_р

Номинальные токи электромагнитных расцепителей определяются по выражению:

I_эм.р = (3 или 12) I_н.р.

Проверка электромагнитных расцепителей на автоматическое срабатывание осуществляется по условию:

I_эм.рI_кз⁽¹⁾

Линия 2-4

I_р = 38.06 А ,I_кз⁽¹⁾ = 310,2 А

Принимаем автомат ВА52- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=100 А; I_эм.р = 300 А

Линия 1-6

I_р = 41.64 А ,I_кз⁽¹⁾ = 190.4 А

Принимаем автомат ВА51- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=50 А; I_эм.р = 150 А

Линия 9

I_р = 44.2 А ,I_кз⁽¹⁾ = 332.6А

Принимаем автомат ВА52- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=100 А; I_эм.р = 300 А

Линия 15

I_р = 88.4 А ,I_кз⁽¹⁾ = 310 А

Принимаем автомат ВА52- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=100 А; I_эм.р = 300 А

Линия 5-7

I_р =21 А ,I_кз⁽¹⁾ = 204.3 А

Принимаем автомат ВА51- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=50 А; I_эм.р = 150 А

Линия 8

I_р = 27.3 А ,I_кз⁽¹⁾ = 419 А

Принимаем автомат ВА51- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=40 А; I_эм.р = 400 А

Линия 16

I_р =63А ,I_кз⁽¹⁾ = 333.4А

Принимаем автомат ВА52- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=100 А; I_эм.р = 300 А

Линия 10-12

I_р = 33 А ,I_кз⁽¹⁾ = 314.5А

Принимаем автомат ВА52- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=100 А; I_эм.р = 300 А

Линия 11

I_р = 113 А ,I_кз⁽¹⁾ = 242.2 А

Принимаем автомат ВА51- 35; I_н.а = 250 А; I_н.р.=250 А; I_эм.р = 750 А

Линия 13

I_р = 41 А ,I_кз⁽¹⁾ = 232.1 А

Принимаем автомат ВА51- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=50 А; I_эм.р = 150 А

Линия 19

I_р = 27 А ,I_кз⁽¹⁾ = 212.2 А

Принимаем автомат ВА51- 31; I_н.а = 100 А; I_н.р.=50 А; I_эм.р = 150 А