Методические указания КР СЭСП

Рис. 8.1. Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный двухступенчатый прямоугольный

1 – исходный график нагрузки,

2 – эквивалентный прямоугольный график нагрузки

Выбор мощности трансформатора с учетом проведенных

преобразований и вычислений осуществляется следующим образом:

по таблицам допустимых систематических перегрузок, приведенным в ГОСТ 14209-85, определяется допустимое значение коэффициента

8.4.2. Расчет сечения линий электропередачи

Выбор сечения проводов и кабелей, исходя из условия нормального режима работы, производится:

по наибольшему длительно допустимому току нагрузки по условиям нагрева;

по допустимой потере напряжения;

21

по экономической плотности тока.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву . Величина его зависит как от марки проводникового материала, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды.

Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и кабелей и условий их прокладки.

При этом оперативное состояние схемы должно предусматривать наиболее тяжелый режим для рассчитываемой линии.

При выборе должно соблюдаться условие

Выбор сечения по допустимой потере напряжения целесообразно проводить для сетей, где отсутствуют регулирующие устройства. Для систем электроснабжения – это сети 0,38 кВ.

Потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по выражению

где – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки (кВт,

квар); – активное и реактивное сопротивление линии (Ом), –

номинальное напряжение сети (кВ).

Активное и реактивное сопротивления линии определяются исходя из удельных сопротивлений и длины линии по выражениям

Длина линии L оценивается по трассе ЛЭП на плане объекта, исходя из его масштаба.

Потеря напряжения до удаленного потребителя, подключенного к распределительной сети 0,38 кВ не должно превышать 4-6%. Если это

22

условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение проводников, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и, соответственно, к

уменьшению потери напряжения.

Расчет сечения по экономической плотности тока производится для электрических сетей выше 1000 В (для систем электроснабжения это сети

6(10) кВ). При этом оперативное состояние схемы для оценки расчетной нагрузки должно быть определено исходя из наиболее продолжительного его состояния в течение года.

Экономическое сечение линии электропередачи определяется по выражению

где – экономическая плотность тока.

После расчета экономического сечения принимается ближайшее стандартное.

Выбранные сечения линий электропередачи по вышеприведенным критериям необходимо сопоставить с ограничениями по механической прочности и принять окончательное решение.

8.4.3. Выбор электрических аппаратов

Понятие «электрический аппарат» охватывает очень обширный круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике. В данной работе речь идет об электрических аппаратах,

устанавливаемых в силовой электрической сети. Эти аппараты выбираются по следующим признакам: напряжению, функциональному назначению,

номинальному току. После выбора по указанным признакам электрические аппараты проверяются на термическое и динамическое действия токов коротких замыканий, т.е. на термическую и динамическую устойчивость.

Выбор по номинальному напряжению. Номинальное напряжение аппарата, указанное в его паспорте, соответствует уровню его изоляции,

23

причем нормально всегда имеется некоторый запас электрической прочности, позволяющий аппарату неограниченно длительное время работать при напряжении на 10-15% выше номинального. Это напряжение называют максимальным рабочим напряжением аппарата. Так как отклонения напряжения в условиях эксплуатации обычно не превышают 10-

15% номинального, то при выборе аппаратов по напряжению достаточно выполнить условие

где – номинальное напряжение установки, – номинальное

напряжение аппарата.

Обычно, исходя из условия электробезопасности организации работ,

электрические аппараты по номинальному напряжению разделяют на две группы: аппараты низкого напряжения (с номинальным напряжением до

1000 В) и высокого напряжения (с номинальным напряжением более 1000 В).

Выбор аппаратов по функциональному назначению реализуется на этапе обоснования электрических схем, когда на основании соответствующих условий и требований применяются коммутационные

ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превышает длительно допустимых значений.

Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный

24

В данном курсовом проекте необходимо выбрать линейный выключатель в распределительном устройстве 6(10) кВ ГПП, а также

автоматические выключатели в РУ 0,4 кВ ТП и в РП.

Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям:

Условие 1. По нагреву максимальным рабочим током

,

где коэффициент 1,25 необходим для учета разброса защитной

При выборе автоматического выключателя, установленного в РП для защиты отдельного электроприемника пиковый ток можно принять равным пусковому току данного ЭП (принять 5-и кратным от номинального тока).

В случае выбора автомата в РУ 0,4 кВ, который защищает группу ЭП, (например, РП), тогда пиковый ток определяется следующим образом

где – пусковой ток наибольшего по мощности ЭП в группе (РП); –

расчетный ток группы ЭП (РП); и – номинальный ток и коэффициент использования наибольшего ЭП.

Кроме этого, номинальный ток теплового расцепителя необходимо согласовать с длительно допустимой токовой нагрузкой кабеля,

присоединенного к этому автомату, по условию

8.5. Проверка оборудования на действия токов коротких замыканий

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) необходим для проверки

электрических аппаратов по условиям динамического действия токов

25

короткого замыкания, а также для проверки проводников и аппаратов по условиям нагрева при коротком замыкании.

Местом короткого замыкания для расчета тока КЗ при проверке элементов системы электроснабжения на термическую и динамическую стойкость является точка на сборных шинах. Таким образом, в курсовом проекте расчетными точками должны быть следующие:

точка К1 – на шинах РУ 6(10) кВ (для проверки линейных высоковольтных выключателей ГПП, а также отходящих кабельных линий);

точка К2 – на шинах РУ 0,4 кВ (для проверки автоматических выключателей, установленных на подстанции, а также отходящих кабельных линий).

Расчет токов КЗ в электрических сетях систем электроснабжения целесообразно производить в именованных единицах.

При составлении схемы замещения необходимо учесть значение сопротивления питающей системы (вся совокупность электроустановок до РУ 6(10) кВ ГПП). Результирующее эквивалентное сопротивление определяется, исходя из известной мощности КЗ питающей системы ()

26

где – постоянная времени, определяемая по формуле

где и – соответственно индуктивная и активная составляющие результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ, – угловая частота напряжения сети.

Электрические аппараты и проводники, выбранные по условиям нормального режима, должны быть также устойчивыми при электродинамических и термических действиях токов короткого замыкания.

Для электрических аппаратов в качестве справочной информации приводятся значения предельного тока электродинамической стойкости

(предельный сквозной). Аппарат пригоден для установки в данной цепи,

если выполняется соотношение

где – амплитудное значение тока электродинамической стойкости.

Силовые кабели считаются достаточно устойчивой конструкцией к возникающим механическим усилиям и на электродинамическую стойкость не проверяются.

Защитные аппараты дополнительно проверяются также на отключающую способность, т.е. на способность отключить ток КЗ. Эта способность характеризуется номинальным током отключения. Для правильного выбора должно быть выполнено соотношение

электрические аппараты определяет тепловой импульс, выделяемый при протекании тока КЗ. Для определения теплового импульса в электрических сетях систем электроснабжения можно воспользоваться следующим выражением:

28

отключение группы при однофазных замыканиях в любом из присоединенных электроприемников. При этом время автоматического отключения в силовых питающих сетях не должно превышать 5с. Это время определяется по защитной характеристике автомата при однофазном коротком замыкании в наиболее удаленной точке электрической сети.

Индивидуальная защита реализуется с помощью аппарата, к которому присоединяется идущая к электроприемнику линия, при этом время срабатывания защиты при однофазном коротком замыкании у электроприемника не должно превышать 0,4 с.

В курсовой работе указанную проверку следует выполнить для присоединения одного (наиболее удаленного от подстанции)

электроприемника.

Для проверки условия срабатывания защиты ток однофазного короткого замыкания определяется приближенно по формуле:

где – фазное напряжение сети, В; – полное сопротивление понижающего трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания на корпус; – полное сопротивление петли фаза-нуль линии до наиболее удаленной точки сети.

Полное сопротивление петли для проводов и кабелей определяется по с учетом сопротивлений отдельно фазного ( , ) и нулевого ( , )

проводников по формуле

После определения тока однофазного короткого замыкания у удаленного электроприемника, оценивается кратность этого тока к номинальному току теплового расцепителя автомата по выражению

30