2.12 Расчёт сечения жил и выбор питающих кабелей тп
Для ТП производим выбор питающих кабелей с учетом экономической плотности тока, выбор производим по выражению:
(79)
(80)
Определяем сечение кабеля с учетом экономической плотности тока:
(81)
где:
—
экономическая плотность тока принимается
по справочным данным и равна
Определяем минимальное сечение кабеля по формуле:
(82)
где:
—
установившийся ток к.з.;
—
коэффициент,
принимаемый по [3], для кабелей из сшитого
полиэтилена с алюминиевыми жилами равен
98,5.;
—
фактическое
время действия тока к.з., принимаем по
[3].
Т.к.
,
то принимаем кабель АПвП 3×50 с
.
Данный кабель выбран правильно, т.к. соблюдается условие:
2.13 Расчёт токов короткого замыкания в цеховой сети
Расчет токов к.з. в сетях напряжением до 1 кВ производится в именованных единицах. При этом учитываются активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи в мОм. Заметное влияние на результаты расчета оказывает сопротивления различных контактных соединений.
Расчетная схема
Сопротивление системы до понижающего трансформатора определяется по формуле:
(83)
где:
—
среднее номинальное напряжение сети
высшего напряжения;
—
установившийся
ток к.з.
Приводим
к ступени низшего напряжения по выражению:
(84)
где:
—
среднее номинальное напряжение сети,
в которой рассчитываются точки к.з.
Активное сопротивление трансформатора вычисляется по формуле:
(85)
Индуктивное сопротивление трансформатора вычисляется:
(86)
Активные
и индуктивные сопротивления проводов,
кабелей шин длиной
рассчитываются по выражениям:
(87)
где:
—
удельное сопротивление, для алюминия
равно 0,0283 Ом·м;
— длина шины, м;
—
площадь
шины, см2.
(88)
где:
—
индуктивное сопротивление, Ом·км
Активное и индуктивное сопротивление катушек автоматов и трансформаторов тока принимаются по [6].
Совокупное
сопротивление переходных контактов
мОм.
Вычисляем суммарные сопротивление цепи к.з.:
(89)
(90)
Ток трехфазного к.з. рассчитывается:
(91)
Ударный ток определяется по формуле:
(92)
где:
—
ударный коэффициент, равен 1, т. к
учитывается сопротивление переходных
контактов.
Ток однофазного к. з вычисляется по формуле:
(93)
где:
,
,
—
активное сопротивление прямой, обратной
и нулевой последовательности;
,
,
—
индуктивное сопротивление прямой,
обратной и нулевой последовательности.
Сопротивления прямой последовательности рассчитывается:
(94)
(95)
Сопротивления обратной и нулевой последовательности можно принять равным сопротивлениям прямой последовательности.
Для второй точки к.з.:
Активное сопротивление кабеля рассчитывается:
(96)
где:
—
удельная проводимость (для алюминия
м/Ом·мм2);
—
сечение
жилы кабеля, мм2.
Индуктивное сопротивление кабеля вычисляется:
(97)
где: — индуктивное сопротивление кабеля, принимается по [6].
Переходное
сопротивление контактов равно
.
Тогда активное и индуктивное сопротивление цепи:
(98)
(100)
Ток трехфазного к.з. и ударный рассчитывается по формулам 91 и 92.
Сопротивления прямой последовательности рассчитывается:
(101)
(102)
Сопротивления обратной последовательности принимаем равным сопротивлениям прямой последовательности, а сопротивления нулевой последовательности рассчитывается по формуле:
(103)
(104)
где:
— сопротивления нулевой последовательности,
принимается из [6].
Для всех остальных элементов цепи сопротивление нулевой последовательности принимаем, равны сопротивлениям прямой последовательности, следовательно, суммарное сопротивление нулевой последовательности:
(105)
(106)
Ток однофазного к.з. вычисляется по формуле 93.
Производим расчет токов к.з. для точки К1 по формулам 83-93:
Сопротивлением системы в данном случае нельзя пренебречь т.к. оно больше 5% полного сопротивления трансформатора.
Активное
и индуктивное сопротивление катушки
автомата ВА 55-41 1600/1280 равно:
;
сопротивление трансформатора тока при
токах более 500А при расчете токов КЗ
допускается не учитывать.
;
Для точки К2 делаем расчет по формулам 83-106:
;
Активное
и индуктивное сопротивление катушки
автомата ВА 61-31 100/80 равно:
,
трансформатора тока:
.
Активное сопротивление кабеля питающего РП-4 рассчитывается:
.
;
При КЗ, в результате возникновения наибольшего ударного тока в шинах возникают электродинамические усилия, которые в свою очередь создают изгибающий момент, а, следовательно, механические напряжения.
Динамическая сила определяется по формуле:
(107)
где:
—
коэффициент формы шин, принимаем равной
1;
—
ударный
ток в. А;
— длина пролета, равна 0,8 м;
—
расстояние
между фазами, равно 0,240 м.
Изгибающий момент рассчитывается по формуле:
(108)
Момент сопротивления, при расположении шины на ребро, определяется по формуле:
(109)
где:
—
ширина шины, см;
—
высота шины, см.
Расчетное механическое напряжение определяется:
(110)
Допустимая
Проверка по термической устойчивости
(111)
где:
—
тепловой импульс;
— коэффициент выделения тепла, берем из [3] и равно 91.
где:
—
приведенное время, принимается из [3] и
равно 0,6 с.
По выражению 111 проверяем шину:
Проверяем:
Шина подходит по динамической и термической устойчивости, принимаем к установке шину АТ-80×8 с Iдоп = 1320А.
Расчёт других точек КЗ аналогичен. Результаты расчётов сводим в таблицу 13.
Таблица 13 Результаты расчетов токов КЗ
-
№ точки
Место КЗ
Iк(3) , кА
Iк(1), кА
iу, кА
1
На шинах Т-1
9,47
13,76
20,37
2
На РП-4
1,14
0,86
1,61
3
На корообдирочном барабане №85
4,64
3,27
6,56
4
На корообдирочном барабане №83
4,8
3,44
6,79
5
На корорубке №55
6,02
5,59
8,51
6
На РП-2
2,13
1,8
3,02
7
На рубительной машине №81
6,74
7,5
9,53
8
На РП-1
0,825
0,87
1,17
9
На ЩО
1,68
1,36
2,37
10
На конденсаторной батарее №1
7,77
11,52
11,6
11
На шинах Т-2
9,47
13,76
18,45
12
На корообдирочном барабане №76
3,592
2,2
5,01
13
На корообдирочном барабане №74
3,752
2,37
5,3
14
На РП-5
0,93
0,6
1,31
15
На рубительной машине №71
4,5
5,2
6,36
16
На РП-6
1,1
0,8
1,56
17
На РП-3
2,05
1,86
2,9
18
На ЩОА
1,86
1,63
2,63
19
На конденсаторной батарее №2
7,77
11,52
11,6