8 Перевірка повітряної лінії 0,38 кВ на коливання напруги під час пуску потужного електродвигуна

Фактичне коливання напруги в мережі під час пуску електродвигуна[2]:

(19)

де Z_м – повний опір електричної мережі, Ом;

Z_еп – повний опір короткого замикання асинхронного двигуна, Ом.

Z_м = Z_л + Z_т, (20)

де Z_л – повний опір лінії від трансформаторів до двигуна, Ом,

Z_т – повний опір трансформатора, Ом.

, (21)

де r_oi, x_oi – питомі опори проводів i-тої ділянки лінії [1], Ом/км;

l_i – довжина i-ї ділянки лінії, км ;

, (22)

де U_н – номінальна напруга трансформатора з низької сторони, кВ;

S_н – номінальна потужність трансформатора, кВА;

U_к% – напруга короткого замикання трансформатора [2], %.

, (23)

де k_i – кратність пускового струму двигуна [9];

I_нд. – номінальний струм двигуна [9], А.

Приймаємо, що електродвигун 4А160М4У3 (Р_Н=18,5 кВт; І_Н = 35,5А; к = 7,5 [9]) встановлено на об’єкті № 21 (майстерня) (рисунок 7).

Рисунок 7 – Розрахункова схема мережі електродвигуна

Для лінії r_{0 (50)}= 0,576 Ом/км; x_{0 (50)}= 0,3 Ом/км [2].

. .

Z_м = 0,13 + 0,045 = 0,175 Ом.

_{Умова (19) виконується.}

9 Розрахунок струмів короткого замикання мережі

Розрахунок струмів короткого замикання мережі (к.з.) виконується з метою вибору і перевірки на термічну та динамічну стійкість обладнання мережі 10 та 0,38 кВ, проектування релейного захисту та перевірки його на чутливість.

Для визначення струмів к.з. використовуємо метод практичних (іменованих) одиниць. Параметри схеми виражають у іменованих одиницях (омах, вольтах, амперах та ін.) [2;8].

9.1 Розрахунок струмів короткого замикання мережі 10 кВ

Складаємо розрахункову схему мережі 10 кВ (рисунок 8). Струми к.з. необхідно розраховувати в наступних точках мережі:

• точка К1 (шини 10 кВ РТП 35/10 кВ) – для вибору високовольтного вимикача, роз'єднувача, трансформаторів струму та розрахунку релейного захисту;

• точка К2 (шини 10 кВ найближчої ТП) – для розрахунку струмової відсічки лінії;

• точка К3, (шини 10 кВ розрахункової ТП 10/0,4 кВ) – з метою вибору роз'єднувача і запобіжників на проектованій ТП 10/0,4 кВ;

• точка К4 (шини 10 кВ віддаленої ТП 10/0,4 кВ) – для розрахунку релейного захисту (максимального струмового захисту).

В курсовій роботі пропонується виконати розрахунок струмів к.з. методом іменованих одиниць. Для розрахункової схеми електричної мережі (рисунок 8) необхідно скласти схему заміщення (рисунок 9) і виконати розрахунок струмів к.з. у вказаних точках мережі.

Р исунок 8 – Розрахункова схема електричної мережі 10 кВ

Рисунок 9 – Схема заміщення електричної мережі 10 кВ

Всі опори схеми приводяться до однієї базисної напруги U_б. За базисну напругу приймається середня напруга того ступеню, де визначається струм к.з. [2].

(24)

Опори елементів схеми обчислюються за такими формулами [2;8;10]:

– Опір системи:

, (25)

де S_кс – потужність к.з. системи, ВА.

– Опір лінії:

, (26) , (27)

де U_cн – середня номінальна напруга лінії (1,05U_н), В;

r_o, x_o – відповідно, активний та реактивний питомі опори проводів лінії [1;9]), Ом/км.

– Опір трансформатора:

, (28)

де – напруга к.з. трансформатора [2], %;

– номінальна потужність трансформатора, ВА.

Повний результуючий опір до точки к.з. визначається:

. (29)

Струм триполюсного короткого замикання визначається за виразом[2;8]:

. (30)

Потужність триполюсного к.з.:

. (31)

Ударний струм триполюсного к.з.:

. (32)

де к_у – ударний коефіцієнт [2,3].

Діюче значення повного струму триполюсного к.з. за перший період визначається за виразом:

(33)

Струм двополюсного к.з. :

(34)

Розрахунок струмів к.з. до точки К1:

Розрахунок струмів к.з. в інших точках мережі 10 кВ виконуємо аналогічно. Результати розрахунків зводимо в таблицю 7.

Таблиця 7 – Розрахункові значення струмів короткого замикання мережі

Величина	К1	К2	К3	К4
	5,32	8,44	8,42	13,01
	1,14	0,72	0,72	0,47
ку	1,5	1	1	1
	2,41	1,52	1,52	0,99
	1,4	0,72	0,72	0,47
	0,99	0,62	0,62	0,41
	20,74	13,03	13,03	8,48