2 Расчётно-техническая часть

2.1 Расчёт электрических нагрузок

Найдём расчётную электрическую нагрузку ЦЗН Гулькевичского района.

Разбиваем электроприемники на группы с учетом технологического цикла коэффициент использования Ки.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования:

для гр.№1

(1)

Определяется эффективное число электроприемников:

(2)

В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников, определяется коэффициент расчетной нагрузки равный .

Расчетная активная мощность групп ЭП напряжением до 1 кВ

(3)

Средневзвешаный

Расчетная реактивная мощность определяется следующим образом:

Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависитмости от n_э:

при n_э 10 Q_р= 1.1 Q_с ;

при n_э >10 Q_р= Q_с

Q_р= 1 ·165,82=165,82кВАр

Полная нагрузка группы составит:

(4)

2.2 Расчёт токов к.з

Для расчёта токов к.з. составляем схему замещения выбранного варианта электроснабжения. На схеме отмечаем все вероятные точки к.з. После этого преобразуем схему к упрощённому варианту. Рассчитываем токи в этих точках.

Расчёт ударного тока к.з. в точке К5

Расчёт произведём по формулам:

; (5)

; (6)

; (7)

где - частота сети 50гц.

- ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та апериодической составляющей тока КЗ

Ударный ток со стороны нагрузки подходящий к точке к.з. К5

Ударный ток со стороны системы подходящий к точке к.з. К5

Суммарный ударный ток к.з в точке К5 составит:

2.3 Расчёт ударного тока к.з

Ударный ток трехфазного КЗ (i_уд) в электроустановках с одним источником энергии (энергосистема или автономный источник) рассчитывают по формуле

,

где - ударный коэффициент, который может быть определен по кривым (рисунок 1)

Кривые зависимости ударного коэффициента К_уд от отношений r/х и x/r представлены на рисунке 2

Рисунок 2 - Кривые зависимости

x - индуктивное сопротивление цепи КЗ, r - активное сопротивление цепи КЗ

тогда

Остальные расчёты точек к.з. сведём в таблицу 1

Таблица 1- результаты расчётов токов к.з.

	iа0 кА	iуд кА	Iпо кА
ТП1 (к4) нн	31,938	51,739	22,583
ТП2 (к2) нн (РП)	10,824	15,371	7,654
ТП3 (к6) нн	16,792	23,509	11,874
ТП1 (к3) вн	8,593	16,645	6,076
ТП2 (к1) вн (РП)	8,725	16,903	6,169
ТП3 (к5) вн	8,202	15,890	5,800

2.4 Расчет токовых нагрузок

  1) Вводного кабеля и аппаратов защиты на термическую стойкость.  1к.з.=Uф\(Zпетли+Zт), где  (8) Uф- максимальное фазовое напряжение на сборке н\н ТП  Zпетли – полное сопротивление жилы фазы и нулевой жилы,  Zт – полное сопротивление трансформатора при однофазном к.з.  1к.з.=230/(1,44х0,14+3,96х0,044+0,104)= 26А  2) Вводного провода на потерю напряжения  ΔU=1,73хIхLх(Roxcosφ+Xoxsinφ), где  I-расчет тока в А,  L-длина в км.  Ro-удельное активное сопротивление в Ом/км,  Хо-удельное индуктивное сопротивление в Ом/км,  Соsφ=0.98 , Sinφ=0,19.  ΔUпр.=1,73х23х0,154х(1000/31,7х50+0,07х0,19)=3,9 В  ΔUкаб.=1,73х23х0,044.(1000/31,7х16)=3,45 В  ΔU%=(7,4/380)100=1,9%  3) Расчет сети 380 В  Pрасч.-Кс х Pуст., где  Pрасч.-расчетная подключаемая мощность в кВт  Кс-коэффициент спроса в пик нагрузочного режима для данной местности,  Pуст.-расчетная установленная у потребителя мощность в кВт.  Iрасч.=Pрасч./1,73х Uсети, где  Iрасч.-расчетное значение тока в А,  Uсети-рабочее напряжение сети в В.

2.5 Выбор аппаратов защиты

Автоматический выключатель служит для защиты от коротких замыканий и для защиты от пе регрузки по току.

При выборе автоматического выключателя необходимо, также учитывать класс прибора, его отключающую способность и класс токоограничения.

Для своего объекта я выберу УЗО – устройство защитного отключения. Предназначено для защиты человека от поражения электрическим током, защиты оборудования, а также для предотвращения пожаров.  Принцип работы УЗО основан на сравнивании токов, при возникновении определенного значения тока утечки происходит мгновенное отключение УЗО. Его мы видим на рисунке 3

Рисунок 3 - Устройство защитного отключения (УЗО)

На устройстве находится кнопка «ТЕСТ», нажав на которую, можно убедиться в исправности УЗО.

Чтобы было понятно, сразу сделаем пояснение – УЗО не защищает от тока короткого замыкания и от перегрузки, этой функцией обладает автоматический выключатель. Правда есть универсальное устройство, которое совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя – это дифференциальный автомат.

Если же вы устанавливаете простое УЗО без функции отключения короткого замыкания и перегрузки, то необходимо защищать данное УЗО автоматическим выключателем, он же в свою очередь будет дополнять недостающие функции УЗО для защиты сети.

УЗО по конструкции разделяется на электромеханическое и электронное. Лучше всего приобретать УЗО электромеханическое, так как его работа не зависит от напряжения в сети, а  работа УЗО электронного зависит от стабильности напряжение в сети. Плюс УЗО электронного - гораздо дешевле электромеханического.

При выборе УЗО необходимо ориентироваться по следующим параметрам:

- Величина тока утечки или ток срабатывания.

Это величина тока утечки, при котором будет происходить отключение УЗО.

Обычно устанавливают вводное УЗО на 300мА, так называемое противопожарное УЗО. А за ним устанавливают персональные УЗО на каждую конкретную группу электропотребителей, с током утечки 30-10 мА для защиты людей от поражения электрическим током. Количество УЗО определяется проектом, который делает специалист. Рекомендуем вам ставить УЗО на каждую группу электроприёмников.

Допускается согласно ПУЭ-7 присоединять к одному УЗО несколько групповых линий через отдельные автоматические выключатели. Установка УЗО в линиях, питающих осветительные сети , как правило, не требуется. На все группы ставьте УЗО с током утечки 30 мА, УЗО с током утечки 10мА более чувствительное

Номинальный ток - это максимальный ток нагрузки, при котором УЗО сохраняет свою работоспособность длительное время. Стандартный ряд УЗО по току: 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125 A. Максимальный ток УЗО выбирается на ступень выше тока автоматического выключателя, защищающего эту линию. Например, автоматический выключатель на линию выбран номиналом 20 А, значит УЗО надо ставить 25А.

Номинальное напряжение - это рабочее напряжение УЗО, чаще всего равно 220 или 380 В. От напряжения сети в значительной степени зависит работоспособность электронного УЗО.

2.6 Выбор проводов и кабелей

Для того чтобы выбрать необходимое сечение провода, необходимо знать  значение тока I, которое  при однофазной нагрузке можно определить по простой формуле:

I =P/220 (9)

где I– ток, А; P– мощность потребителя, Вт; 220 –напряжение сети U, В.

При выполнении скрытой проводки (в трубе или стене) из-за плохих условий охлаждения кабеля (провода) приведенные значения можно умножить на поправочный коэффициент 0,8. Провода с резиновой изоляцией допускают длительную температуру нагрева их жил, которая не должна превышать 65 Сº, а для проводов с пластмассовой изоляцией - 70 Сº. 

 Лучше всего подходят кабели ВВГ, ВВГнг. Они обладают пожаробезопасной и долговечной изоляцией.

ВВГ – кабель силовой, с медными жилами, поливинилхлоридной изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке. Постфикс “нг” – ВВГнг, означает, что кабель не распространяет горение при прокладке в пучках. Т.е. в случае возгорания одного из кабелей пламя не распространяется на другие кабели, тем самым происходит локализация очага возгорания.

Сечение определяется по формуле:

S=(πD²)/4, (10)

где S-сечение провода, мм²; π – число, равное 3,14; D– диаметр провода, мм. В итоге получаем

Сечение будет выбрано 2,5

2.7 Расчёт контура заземления

Расчёт заземляющего устройства сводится к расчёту заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям механической прочности и стойкости к коррозии.

Нормируемое сопротивление в соответствии с ПУЭ составляет 4 Ом. Контур заземления предполагается соорудить с внешней стороны с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикальных заземлителей принимаем электроды с размером 18.00 мм и длиной 2.00 м, которые погружаются в грунт. Верхние концы электродов располагаем на глубине 0.5 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды из той же стали, что и вертикальные электроды.

Предварительно с учётом площади (10x5 м), намечаем расположение заземлителей по периметру длиной 7 м.

Предполагаемое количество вертикальных заземлителей определяем по формуле:

(11)

где – коэффициент использования вертикальных заземлителей.

=5 шт.

Полное сопротивление вертикальных заземлителей R не должно превышать значения определяемого по формуле:

(12)

R= =4.35 Ом.

С учетом полного сопротивления вертикальных заземлителей уточнённое количество вертикальных заземлителей с учётом соединительной полосы определяется по формуле:

(13)

= 16 9шт.

Принимаем к установке 9 вертикальных заземлителей, общая длина горизонтального заземлителя 30м при среднем расстоянии между вертикальными заземлителями 1,36 м. Окончательное расстояние между вертикальными заземлителями вдоль соединительной полосы указывается на плане заземляющего устройства.