Выбор кабельной линии

1. ЗАДАНИЕ: 1. Выбрать сечение кабельной линии 2 и предохранитель в сети 0,4 кВ. 2. Исходные данные к расчёту:

— Трансформатор Т1: ТМ-630/6/0,4 D / Yo;

— Кабельная линия 1: L=45 м, марка АСГ-(3×120+1×95);

— Кабельная линия 2: L=30 м, способ прокладки — в кабельном канале.

(уже проложены 2 силовых кабеля напряжением 0,4 кВ);

— Помещение невзрывоопасное и пожаробезопасное.

Состав и параметры оборудования, получающие питание от РП-51:

|№ |Тип электроприёмника |Номинальная мощность |Ки |tg g |ПВ | | | |электроприёмника, кВт | | |(%) | |1. |Токарный станок (3шт.) |4,5 |0,2 |1,33 |——-| |2. |Сверлильный станок |2,0 |0,2 |1,33 |——-| |3. |Заточный станок |0,8 |0,2 |2,3 |——-| |4. |Подъёмник |6,0 |0,1 |2,3 |——-| |5. |Вентилятор |0,4 |0,8 |1,0 |——-|.

1.3. Указания:

— Все потребители относятся к 2 и 3 категориям надёжности, т. е. не требуют резервирования питания;

— При расчёте не требуется согласование (селективность) защиты;

— При отсутствии данных допускается принятие студентом некоторых допущений при соответствующем обосновании выбора;

— Сопротивление элементов сети (трансформатора, кабелей) рекомендуется принять по [1] или [2], в случае невозможности нахождения величины.

Zпт для кабелей, можно принимать: Zпто=2,3*Zо (1) (т.е. принимать величину удельного полного сопротивления петли фаза-нуль в 2,3 раза больше активного удельного сопротивления жилы);

— При расчётах не учитывать сопротивление внешней сети 6(10) кВ.

2. СХЕМА УЧАСТКА ЦЕПИ ЦЕХА.

ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ:

3. РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ .

При анализе электроприёмников (ЭП), выделяем две группы ЭП: группу, А с повторно-кратковремённым режимом работы (Ки=0,6 (в нашем случае группа Б представлена только вентилятором). Рассчитываем общую номинальную мощность для каждого типа оборудования: для токарных станков общая мощность составит 13,5 кВт (4,5 кВт*3 шт.), для остальных типов ЭП совпадает с единичной. Рассчитываем максимальную среднюю активную мощность (Pсм) для каждого типа ЭП, исходя из заданных коэффициентов использования (Ки): Pсм=Рном*Ки. Рассчитываем максимальную среднюю реактивную мощность (Qсм) для каждого типа ЭП, исходя из заданных величин tgj: Qсм=Рном*tgj. Для группы, А подводим итоги, определяя суммарную номинальную мощность всех шести ЭП; суммарную максимальную среднюю активную и реактивную мощность. Общий коэффициент использования Ки группы равен:

[pic] 3.7. Результаты оформляем в виде таблицы:

|Наименование |Кол-во|Мощность,| |Ки |tgj |Pсм, |Qсм, | | | |, |кВт | | | | | | | |оборудования |шт. |единичная|общая | | |кВт |кВАр | | |Группа, А | | | | | | | | | |1. Токарные станки |3 |4,5 |13,5 |0,2 |1,33 |2,70 |3,591 | | |2. Сверлильный |1 |2,0 |2,0 |0,2 |1,33 |0,40 |0,532 | | |станок | | | | | | | | | |3. Заточный станок |1 |0,8 |0,8 |0,2 |2,30 |0,16 |0,368 | | |4. Подъёмник |1 |6,0 |6,0 |0,1 |2,30 |0,60 |1,380 | | |Итого по группе, А |6 |13,3 |22,3 |0,173 |——- |3,86 |5,871 | | |Группа Б | | | | | | | | | |1. Вентилятор |1 |0,4 |0,4 |0,8 |1,00 |0,32 |0,32 | | | | | | | | | | | |.

Общее количество ЭП группы, А составляет шесть элементов, поэтому для этой группы определяем отношение номинальных мощностей наиболее и наименее крупных ЭП, т. е. число m:

[pic].

При этих условиях (m>3 и Ки=Iр/К, где К — коэффициент, учитывающий прокладку нескольких кабелей в канале. В случае трёх кабелей К=1 ([1], табл. 1.3.12.). Отсюда Iдоп=17,401 А. Согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы, поэтому допустимые токи принимаются как для трёхжильных, но с коэффициентом 0,92. Тогда допустимый расчётный ток:

Iдоп=17,401/0,92=18,914 А. 5.5. По справочным данным ([1], табл. 1.3.7.) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больший 19 А. Это сечение 4 мм². Таким образом принимаем к прокладке кабель АВВГ — (3×4 + 1×2,5).

6. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .

Для определения токов коротких замыканий, произведём дополнительный расчёт параметров схемы замещения трансформатора ТМ-630/6/0,4 D / Yo:

Пользуясь справочными данными [3], определяем:

[pic].

Параметры схемы замещения трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности одинаковы.

Удельные сопротивления фазы кабельной линии и петли фаза — нуль пересчитаем для сечений 120 мм² и 4 мм², используя данные [4], стр. 27: rуд1=0,549*70/120=0,320 мОм/м; rуд2=0,549*70/4=9,608 мОм/м; xуд=0,065 мОм/м;

Zпт0=1,59 мОм/м.

Полные сопротивления прямой последовательности кабеля 1 [АСГ-(3×120+1×95)]: rк1=rуд1*L1=0.320*45=14.4 мОм/м; хк1=xуд*L1=0.065*45=2.925 мОм/м.

Полные сопротивления прямой последовательности кабеля 2 [АВВГ — (3×4 + 1×2,5)]: rк2=rуд2*L2=9,608*30=288,24 мОм/м; хк2=xуд*L2=0.065*30=1,95 мОм/м.

6.3. Переходное сопротивление, включающее сопротивления контактов и сопротивление дуги в месте короткого замыкания при расчётах вблизи шин ЦТП минимально и составляет 15 мОм. В случае расчётов токов короткого замыкания непосредственно на зажимах потребителей, получающих питание от вторичных РП и увеличении удалённости от шин 0,4 кВ ЦПТ это сопротивление увеличивают до 30 мОм (в пределе).

СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ.

ДЛЯ РАСЧЁТОВ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .

ё.

Расчёт трёхфазного металлического короткого замыкания на землю:

[pic].

Расчёт однофазного короткого замыкания:

[pic] Где Zсум — полное сопротивление от источника до точки К; ZсумR — с учётом переходных сопротивлений контактов и дуги; Zпт — сопротивление петли; Iк и IкR соответственно токи КЗ без учёта и с учётом переходных сопротивлений и дуги.

7. УСТАНОВКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ.

В НАЧАЛЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ .

1. Выбор предохранителей выполняется из следующих условий:

Ток плавкой вставки должен быть не меньше максимального рабочего тока, Iн. вст>=Iр, т. е. Iн. вст>=17,4 А.

Ток плавкой вставки должен превышать пусковой (пиковый) ток двигателей Iн. вст>=Iпик/k, где k — коэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается равным 2,5 при лёгком пуске с длительностью (2…5) с. В нашем случае: Iн. вст>=69,363/2,5=27,745 А. Введённым ограничениям соответствует предохранитель типа ПН2−100 (предохранитель разборный с наполнителем) с номинальным током 100 А и током плавкой вставки на 30 А.

2. Проверка предохранителя:

Проверка чувствительности защиты оборудования предохранителем по минимальному току короткого замыкания, которое составляет 718.054 А (трехфазное в точке К, с учётом переходных сопротивлений и дуги), превосходя ток плавкой вставки более чем в четыре раза (в 24).

Максимально допустимый ток для кабеля АВВГ — (3×4 + 1×2,5) ~ току плавкой вставки. Таким образом оба условия проверки выбранного предохранителя выполнены.

Время плавления вставки предохранителя ПН2−100 при токе 718 А составляет примерно 0,008 ([2], рис. 3.14). Кабели, защищённые плавкими токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость к токам КЗ не проверяют, поскольку время срабатывания предохранителя мало и выделившееся тепло не в состоянии нагреть кабель до опасной температуры [2].

Расчёт напряжений в сети:

U2=400−2Iр*(Xт+Xк1)^(1/3)-Iр*Xк2^(1/3)=400−2*17.401*(0,1 397+0,0029)^(1/3);

17.401*0,195^(1/3)=399 В.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ :

«Правила устройства электроустановок» Минэнерго СССР; 6-е издание, переработанное и дополненное; Москва, Энергоатомиздат; 648 с.

Фёдоров А. А., Каменева В. В. «Основы электроснабжения промышленных предприятий»; Москва, Энергия; 1979 г.; 408 с.

«Справочник по проектированию электроснабжения» под редакцией Барыбина Ю. Г. и др.; Москва, Энергоатомиздат; 1990 г. (Электроустановки промышленных предприятий).

Алексеев А. А., Ананичева С. С., Бердин А. С. Методическое пособие «Основы электроснабжения. Часть I»; Екатеринбург, УГТУ-УПИ; 1998 г.

———————————- РУ ВН.

кабельная линия 1.

РП-1.

сборные шины 0,4 кВ.

к РП-3.

к РП-2.

Зона сети, подлежащая расчёту.

РП-5.

кабельная линия 2.

К.

Е.

Z2к.

Z1к.

Zт.

к РП-3.

ВН РУ.

X2к.

X1к.

Xт.

400 В.

Iр

2Iр

к РП-2.