2. Расчетная часть вкр

2.1. Общие положения

В расчетной части ВКР по специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» содержатся основные расчеты, необходимые для обоснования принимаемых решений и выбора электрооборудования.

При выполнении расчетов необходимо придерживаться следующего порядка:

1) записываются и нумеруются расчетные формулы, которые будут использоваться, все переменные формул расписываются с указанием размерностей;

2) приводится пример расчета с подстановкой значений в формулы и получением результатов, сами формулы при этом не пишутся, при необходимости на них делаются ссылки;

3) если имеются однотипные расчеты с использованием одинаковых формул, то приводится пример первого расчета, а результаты остальных расчетов представляются в виде списка или сводятся в таблицу;

4) при значительном объеме таблиц с результатами расчетов их целесообразно вынести в приложения, это позволить уменьшить объем основной части пояснительной записки;

5) если описанная формула будет использоваться ниже в других пунктах пояснительной записки, ее следует пронумеровать и в тексте использовать ссылку, чтобы исключить повторное написание.

Переменные, используемые в расчетах, должны быть расписаны с указанием их размерностей в системе СИ. Если используемая переменная уже была расписана выше (в предыдущих разделах, пунктах), то повторно ее можно не расписывать.

Следует обязательно указывать размерности используемых величин в таблицах, на графиках, однолинейных схемах. Соблюдение размерностей физических величин позволяет предотвратить ошибки в расчетах и облегчает их проверку.

Значения различных величин (токов, мощностей, напряжений и т. д.), получаемых при расчетах, содержат большое количество знаков после запятой. Округлять результаты расчетов следует до трех значащих цифр, например: 48,9218949 округляется до 48,9; 3,872983346 округляется до 3,87; 0,32795559 округляется до 0,328. Числа, имеющие в целой части три и более цифр, следует округлять до целых, например: 117,6877883 округляется до 118; 12572,9650182 округляется до 12573.

2.2. Выбор сечения линий

Сечение воздушных и кабельных линий выбирается по экономической плотности тока . Экономически целесообразное сечение F, мм², определяется из выражения:

,

где I_р – расчетный ток установки, А; j_эк – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм², принимается по справочным данным.

Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток должен соответствовать условиям нормальной работы, при его определении не следует учитывать увеличение тока при аварийных ситуациях и ремонтах сети. Расчетным током линии для питания цеховых трансформаторов, преобразователей, высоковольтных электродвигателей и трансформаторов электропечей является их номинальный ток, независимо от фактической загрузки.

Полученное по j_эк сечение кабеля или провода проверяется по нагреву расчетным током I_м

,

где I_доп – допустимый ПУЭ длительный ток для проводов и кабелей; k_прокл учитывает условия прокладки: температуру окружающей среды и число параллельно проложенных кабелей [3, 4].

При питании подстанции двумя линиями при отключении одной из них оставшаяся в работе должна быть проверена на допустимый нагрев с учетом возможной послеаварийной перегрузки линии I_м.авар:

,

где k_перегр – коэффициент допустимой ПУЭ послеаварийной перегрузки. Он зависит от предварительной загрузки кабеля в нормальном режиме и длительности максимума нагрузки в часах в сутки.

Если условия охлаждения неодинаковы на разных участках кабельной трассы, то допустимую нагрузку надо принимать исходя из наихудших условий, но только в том случае, если длина такого участка превышает 10 м. В этих случаях рекомендуется применение вставок кабеля с большим сечением.

Полученное по j_эк сечение кабеля необходимо проверить на термическую стойкость при КЗ в начале линии. Термически стойкое сечение равно:

,

где B_k в случае системы неизменного напряжения при времени действия тока КЗ (t_{кз.расч}), большем постоянной времени затухания апериодической составляющей T_а, равен

,

где I_n0 − начальное значение периодической составляющей тока КЗ, А.

Значение G_т равно для кабелей до 10 кВ с медными жилами 141, а с алюминиевыми − 85 А·с/мм². Расчетная длительность КЗ t_{кз.расч} согласно ПУЭ принимается равной сумме времени действия основной защиты (t_рз.осн) и времени отключения выключателя соответствующей линии t_выкл, то есть

.

В отдельных случаях основная защита может отказать, поэтому целесообразно оценить термическую стойкость при действии резервной защиты.

Из трех полученных по расчетам сечений – по j_эк, нагреву расчетным током и устойчивости токам КЗ – принимается наибольшее, как удовлетворяющее всем условиям.