5. Выбор питающих кабелей.

Питание цеховых ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода, либо от центрального распределительного пункта ЦРП, или от шин генераторного напряжения ближайшей энергостанции. Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 6 кВ или 10 кВ. Наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ). Воздушные линии (ВЛ) применяются только в случаях. Когда они проходят по незаселённой местности.

Сечение кабелей U>1000 согласно ПУЭ выбирается по экономической плотности тока j_эк, величина которой определяется из справочной таблицы в зависимости от Т_мах и типа изоляции проводника. Питающий кабель U=10 кВ будем выбирать с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией. При расчётном значении Т_мах=2555 час.

Из справочной таблицы определяем:

j_эк=1,4 А/мм²

I_расч – ток, протекающий через кабель при работе двух трансформаторов на п/ст.

Выбираем 3-х жильный кабель типа ААБ-10-(3х25) I_доп=90 А.

При аварийном режиме, в случае отключении одного из трансформаторов или кабелей, через оставшейся в работе будет протекать ток:

I_рмах=2·I_расч=2·34,4=68,8 А.

Так как I_доп=90 А > I_рмах= 68,8 А, следовательно выбранный кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме

Кабель типа ААБ предназначен для прокладки в траншее в почве.

Длина питающего кабеля – 2,1 км.

6. Расчёт токов короткого замыкания.

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока в цепи, соединяющей источник питания с местом повреждения и снижением напряжения. Электрооборудование, которое установлено в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам короткого замыкания.

Для правильного выбора и проверки необходимо выполнить расчёт, при котором нужно определить возможные наибольшие значения токов короткого замыкания. Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности Sс=∞ так как мощность любого конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей электросистемы. Расчёт токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах, при котором сопротивление всех элементов схемы, связывающих точку к.з. с источником питания, приводят к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощность S_б и базисным напряжением U_б. За S_б обычно принимают величину, удобную для расчёта. Чаще всего S_б=100 мВА.. За U_б принимается напряжение той ступени, где произошло к.з., причём при расчёте используют среднее номинальное напряжения по шкале U_{ср. н}=0,4; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ.

Для расчёта задаётся схема, в которой указываются только те элементы, сопротивление которых учитываются при расчёте токов к.з.

В нашем расчёте возьмём схему, в которой питание ТП осуществляется от ГПП завода по КЛ. В свою очередь ГПП завода связана с питающей энергосистемы Sc=∞ по ВЛ.

U₁=115 кВ. U2=10,5 кВ. l=1,8 км. U₃=0,4 кВ

l=41 км. S_нтр=16 мВА Х₀=0,08 Ом/км S_нт2=1000 кВА

Х₀=0,4 Ом/км U_кз=10,5% S=25 мм² U_кз=5,5%

∆Р_кз=10,8 кВт.

Расчёт необходимо выполнить в 3х указанных точках к.з. При расчёте тока к.з в цепях U>1000 В учитывается в основном только индуктивные сопротивления всех элементов, активными можно пренебречь вследствие их малости. Необходимо учесть активное сопротивление у кабелей так как при малых сечениях оно может быть даже больше индуктивного.

Для выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схем, при котором величины токов к.з. будут наименьшими. В реальных схемах электроснабжения для ограничения величин токов к.з. принимается раздельная работа трансформаторов на п/ст и питающих линий, то есть в нормальном режиме работы секционные аппараты на шинах п/ст отключены. Поэтому схема замещения составляется только для одной цепи, и рассчитывается в относительных единицах сопротивление всех элементов.

- Определяем в относительных единицах сопротивление ВЛ:

- Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора от ГПП:

Для КЛ, сечение которой S=25 мм² рассчитывается в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление:

γ =32 – проводимость для алюминия.

- Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТП:

Производим расчет тока к.з в точке к – 1.

=0,124 =0,65

- Определяем результирующее сопротивление для точки к – 1:

- Определяем базисный ток:

- Определяем действующее значение периодической составляющей тока к.з.

- Определяем амплитудное значение тока к.з. – ударный ток:

k_у =1,8 – ударный коэффициент, в случае когда не учитывается активное сопротивление.

Производим расчёт тока к.з. в точке к – 2.

=0,13

=2,04

- Определяем результирующее индуктивное сопротивление:

- Определяем результирующее активное сопротивление:

- Определяем полное результирующее сопротивление:

Для точки из к – 2 I_б=5,5 кА

- Определяем периодический ток к.з. в точке к – 2:

- Для определения k_у находим отношение:

По кривой определяем k_у=1,03.

- Определяем ударный ток к.з.:

Производим расчёт токов к.з. в точке к – 3.

=5,39

= 1,08

- Определяем результирующее индуктивное и активное сопротивление:

- Определяем полное результирующее сопротивление:

- Определяем базисный ток:

- Определяем периодический ток к.з.:

- Определяем ударный ток:

k_у=1,3

На основании выполненных расчётов для точек к –1 и к – 2 необходимо определить t_пр – приведённое время к.з., которое необходимо для проверки ЭО на термическую устойчивость.

- Определяем t_пр для точки к.з. к – 1:

t_пр=t_пра+t_прп

Для определения обеих составляющих t_пр необходимо знать:

А) Коэффициент затухания

Так как источником в схеме является система бесконечной мощности S_с=∞, то I^//=I∞=I_п, следовательно, в нашем примере расчёта β^//=1.

Б) Действительное время протекания тока k_у tg=t_защ+t_выкл

t_защ – время работы релейной защиты.

t_выкл – время отключения цепи выключателем.

Приняв t_защ=0,1 сек, t_выкл=0,09 сек tg=0,1+0,09=0,19