Проверка кабеля на термическую стойкость токами кз.

Определим сечение кабеля 𝐹_Т.Спо термической стойкости к токам короткого замыкания:

где 𝐼К.П− действующее значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания в начале кабельной линии, А.

𝑡р.з− время отключения короткого замыкания релейной защитой, с

𝑡о.в− полное время отключения выключателя, с

Т_А− время протекания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с.

4. Выбрать сечение и марки кабелей w3–w7 с алюминиевыми жилами, проложенных в кабельном лотке.

По линии W4 подключены ЭП РПН1 для М1-М5

Расчетная мощность для РПН1 𝑆р=167,55 кВт

Расчетный ток:

Из таблицы 1.3.18 ПУЭ 7, выбираем сечение

Принимаем кабель АВВГ 4x185

Для печи сопротивления (линия W5) 𝑆р=95кВт

Расчетный ток

По таблице принимаем сечение 95 мм²

Выбираем кабель АВВГ 4x95

Для преобразовательного агрегата (линия W6) 𝑆Р=115кВА

Принимаем сечение 120 мм²

Выбираем кабель АВВГ 4x120

Для линии W7

Принимаем сечение 10 мм².

АВВГ 4x10

5. Рассчитать токи трехфазных коротких замыканий в электрической сети напряжением 10 кВ (на сборных шинах 1СШ подстанции ПС и на вводах трансформатора Т1) и в электрической сети напряжением 380 В (на сборных шинах 1СШ цеховой ТП, РПН-1 и РПН-2) при заданной мощности короткого замыкания S КЗ на 1СШ напряжением 10 кВ подстанции.

Примем для СШ1, 𝑈_Б=𝑈_ср.ном=10,5 кВ, 𝑆_Б=250 МВА, 𝑆_К.З.=180 МВА

Найдем эквивалентное индуктивное сопротивление системы X𝑐

Сопротивление линии W1

С учетом этого

Сопротивление линии трансформатора при следующих исходных данных

Сопротивление линии W4

С учетом этого

Сопротивление линии W7

С учетом этого

в общем случае определяется напряжение ступени суммарное сопротивление энергосистемы до точки КЗ.

В точке А

В точке Б

В точке В

В точке Г

В точке Д

6. Нарисовать диаграмму селективности (времени срабатывания) релейной защиты при отключении токов коротких замыканий на разных ступенях системы электроснабжения.

ПС (РП-10 кВ)

7. Выбрать параметры плавких предохранителей f1–f5 для защиты электродвигателей м1–м5. Выбрать для низковольтного распределительного пункта рпн-1 шкаф типа шрс. Выбрать автоматический выключатель qf5.

Найдем номинальный ток асинхронного двигателя М1

Найдем пусковой ток электродвигателя

Условие выбора предохранителя

1.Номинальное напряжение предохранителя 𝑈_Н.ПР должно соответствовать номинальному напряжению сети 𝑈_НОМ

2. Номинальный ток плавкой вставки 𝐼н.вст выбирается по двум условиям:

- ток плавкой вставки должен быть не менее максимального рабочего тока 𝐼н.вст≥𝐼р.𝑚𝑎𝑥;

- ток плавкой вставки должен превышать пусковой ток двигателя 𝐼н.вст≥𝐼п/𝑘,

где k – коэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается 2,5 при легком пуске.

Рассчитаем для условия

Таким образом, выбираем предохранитель на напряжение 400 В с номинальным током патрона 400 А, с номинальным током плавкой вставки 250 А.

Найдем номинальный ток асинхронного двигателя М2

Найдем пусковой ток электродвигателя

Условие выбора предохранителя

1. Номинальное напряжение предохранителя 𝑈_Н.ПР должно соответствовать номинальному напряжению сети 𝑈_НОМ

2. Номинальный ток плавкой вставки 𝐼н.вст выбирается по двум условиям:

- ток плавкой вставки должен быть не менее максимального рабочего тока 𝐼н.вст≥𝐼р.𝑚𝑎𝑥;

- ток плавкой вставки должен превышать пусковой ток двигателя 𝐼н.вст≥𝐼п/𝑘,

где k – коэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается 2,5 при легком пуске.

Рассчитаем для условия

Таким образом, выбираем предохранитель на напряжение 400 В с номинальным током плавкой вставки 500 А.

Найдем номинальный ток асинхронного двигателя М3

Найдем пусковой ток электродвигателя

Условие выбора предохранителя

1. Номинальное напряжение предохранителя 𝑈_Н.ПР должно соответствовать номинальному напряжению сети 𝑈_НОМ

2. Номинальный ток плавкой вставки 𝐼н.вст выбирается по двум условиям:

- ток плавкой вставки должен быть не менее максимального рабочего тока 𝐼н.вст≥𝐼р.𝑚𝑎𝑥;

- ток плавкой вставки должен превышать пусковой ток двигателя 𝐼н.вст≥𝐼п/𝑘,

где k – коэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается 2,5 при легком пуске.

Рассчитаем для условия

Таким образом, выбираем предохранитель на напряжение 400 В с номинальным током патрона 250 А, с номинальным током плавкой вставки 125 А.

Найдем номинальный ток асинхронного двигателя М4

Найдем пусковой ток электродвигателя

Условие выбора предохранителя

1. Номинальное напряжение предохранителя 𝑈_Н.ПР должно соответствовать номинальному напряжению сети 𝑈_НОМ

2. Номинальный ток плавкой вставки 𝐼н.вст выбирается по двум условиям:

- ток плавкой вставки должен быть не менее максимального рабочего тока 𝐼н.вст≥𝐼р.𝑚𝑎𝑥;

- ток плавкой вставки должен превышать пусковой ток двигателя 𝐼н.вст≥𝐼п/𝑘,

где k – коэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается 2,5 при легком пуске.

Рассчитаем для условия

Таким образом, выбираем предохранитель на напряжение 400 В с номинальным током патрона 250 А, с номинальным током плавкой вставки 250 А.

Найдем номинальный ток асинхронного двигателя М5

Найдем пусковой ток электродвигателя

Условие выбора предохранителя

1. Номинальное напряжение предохранителя 𝑈_Н.ПР должно соответствовать номинальному напряжению сети 𝑈_НОМ

2. Номинальный ток плавкой вставки 𝐼н.вст выбирается по двум условиям:

- ток плавкой вставки должен быть не менее максимального рабочего тока 𝐼н.вст≥𝐼р.𝑚𝑎𝑥;

- ток плавкой вставки должен превышать пусковой ток двигателя 𝐼н.вст≥𝐼п/𝑘,

где k – коэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается 2,5 при легком пуске.

Рассчитаем для условия

Таким образом, выбираем предохранитель на напряжение 400 В, с номинальным током плавкой вставки 20 А.

Выбор автоматического выключателя QF5

Условия выбора автоматического выключателя

1. Номинальное напряжение

где 𝑈_{НОМ.УСТ}− номинальное напряжение установки.

2. Номинальный ток расцепителя

где 𝐼_РАБ.max− рабочий максимальный ток

3. Номинальный ток автоматического выключателя

4. Ток уставкитепловогорасцепителя должен быть меньше пропускной способности линии (длительно допустимой токовой нагрузки линии)

5. Ток уставкиэлектромагнитногорасцепителя𝐼У.ЭМР выбирается кратным току уставки теплового расцепителя.

Ток уставкиэлектромагнитногорасцепителя определяется из следующих соображений: АВ не должен срабатывать от пусковых токов двигателей электроустановки.

Для группы электродвигателей (n=2-5)

где 𝐼_{ПУСК.НБ}−пусковой ток наибольшего по мощности двигателя

𝐼_Р−расчетный ток всей группы электродвигателей

𝐼_НОМ.НБ− номинальный ток наибольшего по мощности электродвигателя

Найдем 𝑰_ПИКдля группы электродвигателей M1-M5

Выбираем автоматический выключатель на 660В, с номинальным током тепловой уставки 500 А, номинальным током автоматического выключателя 500 А и номинальным током уставки электромагнитного расцепителя 1600 А (кратность 3,2). Выключатель D-max серии ВА57-39.