1. Для цеховых рп.

Напряжение на цеховых подстанциях 10кВ, вычислим значения тока:

I_max=P_max/cosφU√3

I_max(1)=5*10⁶/0,93*10000√3=310,4 А;

I_max(2)=2,5*10⁶/0,93*10000√3=155,2 А.

По номинальным параметрам подходит выключатель ВМП-10 на 600А.

Проверим аппарат в режиме КЗ

По отключающей способности:

t_откл=0,5 + 0,12=0,62с. → β_н=0;

i_аt = 0,14_√ 2*2,684=0,53кА

Ток отключения из паспортных данных I_откл= 20кА;

(_√ 2*2,684+0,53)≤ _√ 2*20(1+0) →4,32 ≤ 28,3

Выключатель способен отключить полный ток короткого замыкания.

По электродинамической устойчивости:

k_y принимаем 1,8.

I_{у расч}=_√ 2*1,8*2,684=6,83кА

Неравенство примет вид:

6,83кА ≤ 52кА

По термической устойчивости:

Термическую устойчивость аппарата завод характеризует номинальным током термической устойчивости , значения которого указаны в паспорте аппарата. Для выключателя МГГ-10-2000 он равен 20кА.

Термическая устойчивость проверяется по тепловому импульсу тока К.З. Вк.

T_a = 0,245

В_к=2,684²*(0,62+0,245)=6,23кА²*с

I_t²_ном*t_{T ном}=20²*5=2000кА²*с

6,23кА²*с ≤ 2000кА²*с

2. Выбор схемы и сечения кабелей местной сети

Исходными данными для выбора схемы заводской сети и сечения кабе­лей являются число и мощность цеховых распределительных подстанций. По условию 2 РП по 5МВт и 18 РП по 2,5МВт.

В схемах (Рис. 5) в случае отключения одного из питающих кабелей вся нагрузка подстанции переходит на оставшийся в работе кабель.

Рисунок 5.

Для цеховых подстанций с нагрузкой 6000 кВт и более ток нагрузки по­лучается больше, чем допустимый по условиям нагрева для предельного стандартного сечения. В связи с этим каждая линия выполняется из двух ка­белей.

Сечение кабеля выбирается по трем критериям.

1. Выбор сечения по экономической плотности тока. Сечение кабеля по эко­номической плотности тока определяется из условия нор­мального режим работы:

, [мм²]

где I_max - максимальный ток нагрузки цеховой подстанции;

n - число параллельно работающих кабельных линий;

j_эк - экономическая плотность тока |А²/мм²|, так как Т_mах= то j_эк=1,4 А²/мм²

Для РП 5МВт - S_эк(1)= 310,4/2*1,4=110,9 мм²

Для РП 2,5МВт - S_эк(2)= 155,2/2*1,4=55,4 мм²

Полученное по расчету сечение округляют до ближайшего стандартного по табл. 3 приложения 2:

S_эк(1)= 120 мм², I_доп=240А.

S_эк(2)= 50 мм², I_доп=140А.

2. Выбранное по экономической плотности тока сечение проверяется по услови­ям длительного нагрева в аварийном режиме, когда отключается одна из пи­тающих линий

,

где 1,3 - коэффициент, учитывающий допустимую перегрузку кабеля;

К_п - коэффициент прокладки, учитывающий прокладку в траншее несколько лежащих рядом кабелей, К_п =0,9.

1. 310,4 ≤ 1,3*240*0,9 → 310,4 А ≤ 280А

2. 155,2 ≤ 1,3*140*0,9 → 155,2 А ≤ 163А

Так как условие (1) не выполняется то для РП 5МВт примем кабель с сечением 150мм², с I_доп=275А. Тогда неравенство примет вид:

1. 310,4 ≤ 1,3*275*0,9 → 310,4 А ≤ 321,75А

3. Минимальное сечение кабеля по условию термической устойчивости опреде­ляется по формуле:

S_мин=

Где: С=85 (А√с/мм²) для кабеля с алюминиевыми жилами;

В_к=2,684²*(0,62+0,245)=6,23кА²*с;

S_мин=мм².

Следовательно по всем критериям кабели сечением 150 и 50мм² подходят.