4.4. Проверка успешного запуска наиболее мощного двигателя.

Проверим распределительную сеть 6 кВ карьера по успешности запуска самого мощного двигателя экскаватора ЭР-1250.

Номинальный ток двигателя составляет 280 А. Коэффициент пускового тока К_пн = 7,2. Расчетная мощность прочих электроприемников Р_р.расч. = 0, т.к электроприемники с синхронными двигателями на время пуска отключены.

Ом.

где U_КЗ = 10,5% - напряжение КЗ трансформатора;

U = 6,6 кВ – номинальное напряжение трансформатора с низкой стороны;

S_НТР = 10000 кВА – номинальная мощность трансформатора.

Индуктивное сопротивление ВЛ №2:

Х_ВЛ = 0,4 · L_ВЛ = 0,4 · 0,9 = 0,4 Ом,

где L_ВЛ = 0,9 км – длина ВЛ;

Индуктивное сопротивление КЛ 6 кВ:

Х_КЛ = 0,08 · L_КЛ / n_КЛ = 0,08 · 0,2 = 0,016 Ом,

где L_КЛ = 0,2 км – длина КЛ;

Сопротивление внешнего участка сети:

Х_ВН = Х_ТР + Х_ВЛ + Х_КЛ = 0,45 +0,4+0,016 =0,866 Ом.

Потеря напряжения в сети от прочей нагрузки:

Напряжение на зажимах сетевого электродвигателя экскаватора в момент его пуска:

.

где U_Х = 6,6 кВ – номинальное напряжение двигателя;

К_ПН = 8,1 – номинальная кратность пускового тока пускаемого двигателя;

I_НДВ = 280А – номинальный ток двигателя;

Кратность напряжения на зажимах двигателя в момент его пуска:

5,59 / 6 = 0,93.

Для нормального запуска сетевого двигателя экскаватора кратность напряжения в момент пуска должна быть не менее 0,75, таким образом, нормальный запуск сетевого двигателя обеспечен.

5 Расчет токов короткого замыкания

5.1. Расчет токов кз в высоковольтных сетях

Расчет токов короткого замыкания в высоковольтных сетях

Определим токи короткого замыкания в расчетных точках для схемы распределения электроэнергии (рисунок 2.2). Ток трехфазного КЗ на стороне 110 кВ в точке К1 ПКТП 110/6 составляют:

кА

кА

Расчет выполняем в системе относительных базисных величин.

Составляем схему замещения рисунок 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема замещения электрической сети участка карьера для расчета токов КЗ

1. Принимаем базисную мощность МВА.

2. Определяем мощность короткого замыкания на стороне 110 кВ ПТЛА 110/6

МВА;

МВА,

где U_c = 1,05 U_н = 1,05110 = 115 кВ – среднее напряжение.

3. Относительные базисные сопротивления системы (на схеме замещения элемент № 1)

4. Относительное базисное сопротивление трансформатора ТДН-10000/110/6 (на схеме замещения элемент № 2)

где- напряжение короткого замыкания трансформатора по справочной литературе;

МВА – номинальная мощность трансформатора.

5. Базисный ток в сети 6 кВ карьера

, кА,

где кВ.

6. Результирующее относительное базисное сопротивление от системы до точки К2

7. Ток КЗ в точке К2 от электрической системы в любой момент времени

кА;

кА;

8. Относительное базисное сопротивление участка № 1 воздушной (ВЛ) линий

где Ом/км – удельное индуктивное одного километра воздушной линии электропередачи, принимаемое в упрощенных расчетах одинаковым для любых сечений проводников; для кабельных линийОм/км.

В таблице 5.1. приводятся относительные базисные сопротивления для всех участков линий расчетной схемы.

Таблица 5.1. - Сопротивления участков линий

Номер участка сети	Номер элемента на схеме замещения	Длина ВЛ или КЛ, км	Xуд, Ом/км	Sб, МВА	Uб, кВ
1 ВЛ	3	1	0,4	1000	6,3		10,07
1 КЛ	4	0,2	0,08	1000	6,3		0,4
2 ВЛ	5	0,9	0,4	1000	6,3		9,03
2 КЛ	6	0,2	0,08	1000	6,3		0,4
3 ВЛ	7	0,6	0,4	1000	6,3		6,04
3 КЛ	8	0,2	0,08	1000	6,3		0,4
4 ВЛ	9	0,5	0,4	1000	6,3		5,04
4 КЛ	10	0,2	0,08	1000	6,3		0,4
5 ВЛ	11	1	0,4	1000	6,3		10,07
5 КЛ	12	0,2	0,08	1000	6,3		0,4

9. Относительное базисное сопротивление синхронного двигателя экскаватора ЭКГ-4у

где - сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя, которое в упрощенных расчетах можно принимать для всех двигателей одинаковым равным 0,2.

МВА,

где- номинальная мощность электродвигателя кВт;- номинальный коэффициент мощности электродвигателя.

В таблице 5.2. приводятся относительные базисные сопротивления всех сетевых высоковольтных электродвигателей экскаваторов

Таблица 5.2. - Относительные базисные сопротивления электродвигателей

Механизм, в котором стоит двигатель	Номер элемента на схеме замещения	Х"d	Pн, кВт	cosн	Sн, МВА	Sб, МВА	о.е.
№ 1 ЭКГ 4у	12	0,2	250	0,85	1,389	1000	143,9
№ 2 ЭР 1250	11	0,2	630	0,9	2,23	1000	89,68
№ 3 ЭР 1250	2	0,2	250	0,85	1,389	1000	143,9
№ 4 ЭР 1250	3	0,2	630	0,9	2,23	1000	89,68

10. Результирующее базисное относительное сопротивление от двигателя экскаватора № 1 до точки КЗ К2 по схеме замещения

, о. е.

11. Относительное начальное значение периодической составляющей тока КЗ 1 в точке К2 от электродвигателя экскаватора № 1

, о. е.

12. Относительное номинальное начальное значение периодической составляющей тока КЗ от электродвигателя экскаватора № 1

, о. е.

13. Коэффициенты затухания периодической составляющей тока КЗ для моментов времени 0; 0,05; 0,1; 0,2 с по типовым кривым (рисунок 2.3):

; ;.

14. Периодические составляющие тока КЗ от от двигателя для моментов времени 0; 0,05; 0,1; 0,2 с

кА;

кА

кА

кА

кА

= - для синхронного двигателя.

15. Ток ударный i_у = 2,55 I_пt=0 = 2,550,57 = 1,45 кА.

16. Мощность короткого замыкания в период времени t = 0,2

МВА

В таблице 5.3. приводятся результаты расчетов токов КЗ с подпиткой от двигателей для всех точек короткого замыкания.

Рисунок 5.2. – Типовые кривые для синхронных двигателей.

Таблица 5.3. - Расчет токов короткого замыкания для участка карьера

№ п/п	Точка КЗ	Место КЗ	Режим КЗ	Uн, кВ	Iб, кА	Х*рез(б)	Генерирующие ветви		Относительные величины
							наименование	Sн, МВА	E"*0(б)	I*п0(б)	I*п0(ном)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	К1	РУ 110кВ	max	110	-	0,35	Система	∞	-	-	-
2			min		-	0,27		∞	-	-	-
3	К2	Шины распреде-лительно-го уст-ройства РУ-6 кВ	max	6	91,75	10,85		∞	-	-	-
4			min			10,77
5				6		155,0	ЭКГ 4у	1,389	1,074	0,0069	4,97
6			-	6		99,11	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0108	4,84
7			-	6		96,12	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0112	4,87
8			-	6		118,34	ЭР 1250	1,77	1,074	0,0091	5,14
10							Сумма	-	-	-	-
11	К3	Вводная коробка двигателя ЭКГ 4у	max	6	91,75	21,32	Система	∞	-	-	-
12			min			21,24
13				6		143,9	ЭКг 4у	1,389	1,074	0,0075	5,4
14				6		163,8	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0065	2,91
15				6		160,8	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0068	3,05
16				6		159,8	ЭР 1250	1,77	1,074	0,0067	3,78
18							Сумма	-	-	-	-
19	К4	Вводная коробка двигателя ЭР 1250	max	6	91,75	20,28	Система	∞	-	-	-
20			min			20,20
21				6		109,58	ЭКГ 4у	1,389	1,074	0,0098	7,05
22				6		89,68	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0120	5,38
23				6		105,55	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0102	4,57
24				6		104,55	ЭР 1250	1,77	1,074	0,0103	5,82
26							Сумма

Продолжение таблицы 5.3.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
27	К5	Вводная коробка двигателя ЭР 1250	max	6	91,75	17,29	Система	∞	-	-	-
28			min			17,21
29				6		100,15	ЭКГ 4у	1,389	1,074	0,0107	7,7
30				6		99,11	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0108	4,84
31				6		89,68	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0120	5,38
32				6		95,12	ЭР 1250	1,77	1,074	0,0113	6,38
34							Сумма	-	-	-	-
35	К6	Вводная коробка двигателя ЭР 1250	max	6	91,75	16,29	Система	∞	-	-	-
36			min			16,21
37				6		128,81	ЭКГ 4у	1,389	1,074	0,0083	5,97
38				6		127,77	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0084	3,77
39				6		124,78	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0086	3,86
40				6		112,9	ЭР 1250	1,77	1,074	0,0095	5,37
42							Сумма	-	-	-	-
43	К7	Подстанция ПСКТП-160/6/0,4	max	6	91,75	21,32	Система	∞	-	-	-
44			min			21,24
45				6		164,84	ЭКГ 4у	1,389	1,074	0,0065	4,68
46				6		109,58	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0098	4,39
47				6		106,59	ЭР 1250	2,23	1,074	0,0101	4,53
48				6		128,81	ЭР 1250	1,77	1,074	0,0083	4,69
50							Сумма	-	-	-	-

Продолжение таблицы 5.3.

№ п/п	Точка КЗ	Коэффициенты затухания					Токи КЗ, кА										S 0,2, МВА
		γt=0	γt=0,05	γt=0,1	γt=0,2	Iпt=0		Iпt=0,05		Iпt=0,1	Iпt=0,2	Iпt=∞	iу
	12	13	14	15	16	17		18		19	20	21	22		23
1	К1	-	-	-	-	18,09								46,13		3600
2		-	-	-	-	14								34,7		2788
3	К2	-	-	-	-	8,51								21,7		93,29
4		-	-	-	-	8,45								21,54		92,63
6		0,9	0,71	0,65	0,63	0,57		0,45		0,41	0,40	0,40	1,45		4,3
7		0,91	0,72	0,66	0,65	0,90		0,71		0,65	0,64	0,64	2,29		7,02
8		0,91	0,72	0,66	0,65	0,93		0,74		0,68	0,68	0,68	2,37		7,45
9		0,92	0,73	0,68	0,66	0,77		0,61		0,57	0,55	0,55	1,96		6,03
10		-	-	-	-	11,68			11,02	10,82	10,78	10,78	29,77		118,1
		-	-	-	-	11,62			10,96	10,76	10,72	10,72	29,61		117,43
11	К3	-	-	-	-	4,31								10,99		47,25
12		-	-	-	-	4,30								10,96		47,13
13		0,85	0,67	0,63	0,61	0,58		0,46		0,43	0,42	0,42	1,48		4,60
14		0,88	0,69	0,65	0,63	0,52		0,41		0,39	0,38	0,38	1,33		4,17
15		0,9	0,71	0,67	0,65	0,56		0,44		0,42	0,41	0,41	1,43		4,49
16		0,95	0,78	0,73	0,72	0,58		0,48		0,45	0,44	0,44	1,48		4,82
18		-	-	-	-	6,55			6,10	6	5,96	5,96	16,71		65,33
		-	-	-	-	6,54			6,09	5,99	5,95	5,95	16,68		65,21
19	К4	-	-	-	-	4,54								11,57		49,76
20		-	-	-	-	4,52								11,52		49,55
21		0,87	0,67	0,63	0,62	0,78		0,60		0,57	0,56	0,56	1,99		6,14
22		0,89	0,69	0,64	0,63	0,98		0,76		0,70	0,71	0,71	2,50		7,78
23		0,91	0,71	0,66	0,65	1,04		0,78		0,73	0,72	0,72	2,65		7,89
24		0,95	0,78	0,73	0,72	0,90		0,73		0,69	0,68	0,68	2,30		7,45
25		-	-	-	-	8,24		7,41		7,23	7,21	7,21	21,01		79,02
		-	-	-	-	8,22		7,39		7,21	7,19	7,19	20,96		78,81

Продолжение таблицы 5.3.
	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22		23
27	К5	-	-	-	-	5,33						13,59		58,43
28		-	-	-	-	5,31						13,54		58,21
29		0,89	0,68	0,64	0,63	0,87	0,67	0,63	0,62	0,62	2,22		6,77
30		0,85	0,66	0,62	0,61	0,84	0,65	0,61	0,60	0,60	2,14		6,58
31		0,91	0,71	0,66	0,65	1	0,78	0,73	0,72	0,72	2,55		7,89
32		0,95	0,78	0,73	0,72	0,98	0,81	0,76	0,75	0,75	2,50		8,33
34		-	-	-	-	9,02	8,24	8,06	8,02	8,02	23		87,91
		-	-	-	-	9	8,22	8,04	8	8	22,95		87,70
35	К6	-	-	-	-	5,66						14,43		62,04
36		-	-	-	-	5,63						14,36		61,72
37		0,9	0,69	0,65	0,63	0,68	0,52	0,49	0,48	0,48	1,73		5,26
38		0,89	0,68	0,64	0,62	0,68	0,52	0,49	0,48	0,48	1,73		5,26
39		0,85	0,66	0,63	0,61	0,67	0,52	0,50	0,48	0,48	1,71		5,26
40		0,95	0,78	0,73	0,72	0,83	0,70	0,64	0,63	0,63	2,12		6,91
42		-	-	-	-	8,52	7,92	7,78	7,73	7,73	21,73		84,74
		-	-	-	-	8,49	7,89	7,75	7,7	7,7	21,65		84,41
43	К7	-	-	-	-	4,32						11,02		47,35
44		-	-	-	-	4,30						10,96		47,14
45		0,92	0,72	0,67	0,66	0,55	0,43	0,40	0,39	0,39	1,40		4,27
46		0,92	0,72	0,67	0,66	0,83	0,65	0,60	0,59	0,59	2,12		6,47
47		0,93	0,73	0,68	0,64	0,86	0,68	0,63	0,59	0,59	2,19		6,47
48		0,87	0,67	0,65	0,62	0,66	0,51	0,49	0,47	0,47	1,68		5,15
50		-	-	-	-	7,22	6,59	6,44	6,36	6,36	18,41		79,14
		-	-	-	-	7,20	6,57	6,42	6,34	6,34	18,36		78,93