Выбор и расчет низковольтной сети

 

    При расчете низковольтной сети необходимо выбрать материал, марку, сечение токоведущих жил, способ их прокладки, тип и марку защитных аппаратов.

 

1.7.1 Расчет низковольтной сети для специально-сверлильного станка модели АБ3552 мощностью 15кВт.

Определяем длительный ток:

Iдл=                                                                            (33)

где Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Uн – номинальное напряжение, кВ;

 - коэффициент мощности;

- коэффициент полного действия.

Iдл= =29,4А.

Определяем пусковой ток:

Iпуск=Iкр=Kпуск∙Iдл,                                                                           (34)

где Кпуск =7 – пусковой коэффициент;

Iдл - длительный ток, А.

 

Выбираем автоматический выключатель по следующим условиям:

Iн.расц≥К∙Iдл,                                                                              (35)

где К=1,25.

 

Iн.расц≥1,25*29,4=37,75 А,

Iмгн.ср≥1,25Iкр,                                                                            (36)

Iмгн.ср=10Iн,

Iмгн.ср≥1,25*205,8=257 А,

400≥257.

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 51-31 100/50. [3, табл. 12]

Выбор сечения проводников производится по двум условиям:

 

1.Iн.доп≥ ,                                                                           (37)

  где Iдл – длительный ток, А;

Кпопр=1 – поправочный коэффициент.

 

1.Iн.доп≥

 

2.Iн.доп≥                                                                                        (38)

где Кз =0,8 –коэффициент запаса;

Iз=Iн ток защитного аппарата, А.

 

2.Iн.доп≥ =24А.

 

Выбираем АПВ 3(1х6). Условие прокладки в трубах Тǿ=15. [3, табл. 14]

1.7.2. Определяю кратковременный ток для шиносборки ШС1.

                                                              (39)

где  – максимальный пусковой ток;

 - сумма расчетных токов, А.

 

 – номинальный ток максимального двигателя.

 

Вводное устройство выбираем по условию:

                                                                       (40)

Выбираем ЯБ2-2-2-250/200 [3. табл. 17].

Шиносборку выбираем по расчетному току

Выбираю ШС-ШРА4-100-44-1У3  [3. табл. 18].

 

 

Магистральную шину выбираю по суммарной мощности

Выбираю ШМА4-1250-44-1У3  [3. табл. 19].

 

Таблица 4 Параметры низковольтных асинхронных двигателей

Номер электроприемника по плану
1,3	22	6,5	0,9	0,9
2	12	7,0	0,88	0,88
4,5,13,14,17,12	4	6,0	0,84	0,84
6,7,18,9	13	7,0	0,88	0,88
8	20	6,5	0,9	0,9
10,11,15	15	7,0	0,88	0,88
19	7	7,5	0,86	0,87
16	10	7,5	0,87	0,87

 

Для основных станков расчеты приведены в таблице 5

Таблица 5 Расчеты низковольтной сети

№ электро приемника по плану		Расчетный ток линии, А		Ток срабатыва ния защитного аппарата, А		Установка тока мгновенного срабатывания, А		Кз	Допустимая токовая нагрузка		Тип защитно го аппарата	Марка, сечение провода, кабеля, шины	Условия прокладки
		Iдл	Iкр	Iрасч	Iприн	Iрасч	Iприн		Iрасч	Iфакт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1,3	22	41,5	269,7	48,8	63	377,1	630	0,8	48,8	55	ВА51-31 100/63	АПВ4 (1х16)	Т32
2	12	23,6	165	29,5	31,5	206,2	315	0,8	23,6	30	ВА51-31 100/31,5	АПВ4 (1х6)	Т20
4, 5, 13, 14, 17, 12	4	8,7	52,2	10,9	12,5	62,5	125	0,8	10	19	ВА51-31 100/12,5	АПВ4 (1х2,5)	Т15
6,7,18,9	13	25,5	187,5	31,9	31,5	243,3	315	0,8	25,6	30	ВА51-31 100/31,5	АПВ4 (1х6)	Т20
8	20	33,6	218,4	46,9	50	273	500	0,8	40	55	ВА51-31 100/50	АПВ4 (1х16)	Т32
10,11,15	15	29,4	205,8	34,4	40	275,4	400	0,8	29,4	30	ВА51-31 100/40	АПВ4 (1х6)	Т15
19	7	14,2	106,5	17,8	20	133,1	200	0,8	16	23	ВА51-31 100/20	АПВ4 (1х4)	Т15
16	10	20,1	150,7	25	25	188,3	250	0,8	20,1	23	ВА51-31 100/25	АПВ4 (1х4)	Т15
ШС1	135	75,6	446,9	179,2	200	-	-	-	75,6	100	ЯБ2-2-2-250/200	ШРА4-100-44-1У3	по колоннам
										81		АВВГ4 (1х35)	Т50
ШС2	79	48,9	343,7	137,5	200	-	-	-	48,9	100	ЯБ2-2-2-250/200	ШРА4-100-44-1У3	по колоннам
										54		АВВГ4 (1х16)	Т32
ШМ	313,5	602	4200	752	800	5250	8000	-	602	1250	ВА53-41-1000/800	ШМА-1250-44-1У3	по колоннам

 

 

       1.8 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производится для двух целей:

1) Для выбора и проверки на электрическую устойчивость высоковольтного

оборудования,

2) Для проверки на чувствительность релейной защиты трансформатора.

Расчет токов короткого замыкания производится в двух точках на высоком напряжении и в относительных базисных единицах, и на низком напряжении в именованных единицах.

 Рисунок 1 Расчетная схема для определения токов короткого замыкания

                                                                     

 

                              L=0,5км

  xо=0,08Ом/км

 

 

r о=0,62Ом/км,

Sнт=400кВА,

Uк=4,5%,

∆Pк=5,5кВт.

 

Расчет точки К1;

Принимаем Sбаз=100МВА, Uбаз=10,5кВ;

Расчет в относительных базисных единицах:

Так как на отходящих линиях 10кВ установим выключатель BB-TEL с мощностью отключения Sоткл= Iоткл*Uн=1,73*20*10=346МВА.

 

Рисунок 2 Схема замещения для К1

 

 

Определяем сопротивление системы:

 

хс=                                                                                        (41)

 

хс=

 

Определяем относительное индуктивное сопротивление кабельной линии:

хк=хо∙L                                                                                                  (42)                                        

 

хк=0,08∙0,5∙ =0.036.

 

где xо- индуктивное сопротивление кабеля, xо=0,08 Ом/км;

L- длинна кабеля,L=0,5 км.

Для того чтобы определить активное сопротивление кабельной линии необходимо выбрать сечение высоковольтного кабеля от 10 кВ, до цеховой подстанции участка №1.

Выбор сечения производиться по экономической плотности тока.

 

Sэк= ,                                                                           (43)           

где jэк- экономическая плотность,jэк=1,2 А/ [5;табл.2.7];

Iраб max- ток рабочий максимальный.

 

Iраб max=1,4*                                                                                       (44)

 

Iраб max=1,4* =32.4А,

 

Sэк= =27 .

 

Выбираем кабель типа АCБ 3х35 [3.табл.2.9]
Определяем удельное активное сопротивление:

 

ro =  ,                                                                                 (45)

где S- сечение кабеля мм²

J=32 ;

 

ro = =0.89Ом/км.

 

 

Определяем относительное активное сопротивление кабельной линии:

 

rк =rо*L ,                                                                                  (46)

 

rк=0,89∙0,5 =0,4.

 

Сворачиваем схему относительно точки короткого замыкания;

 

Рисунок 3 Схема замещения для точки К1.

 

 

= + ,

=0,036+0,3=0,336,

= =0,4.

 

Определяем полное сопротивление цепи КЗ:

 

Z= ,                                                                        (47)

где Z – полное сопротивление.

 

Z= .

 

Определяем токи и мощности короткого замыкания:

I∞= ,                                                                                           (48)

где Iб- ток базисный, кА.

I_б= ,                                                                                   (49)

 

I_б= =5,5кА,

 

I∞= =10,6кА.

Определяем ударный ток короткого замыкания:

 

Iу= ∙Ку∙I∞,                                                                                        (50)

 

Iу=1,41∙1,03∙10,6=15,4кА.

где Ку =1,03 – ударный коэффициент. [5, рис.6.1].

 

Sк= ,                                                                                           (51)

Sk - мощность короткого замыкания, МВА.

 

Sк= =192,3МВА.

Расчет для точки К2.

Расчет производится в именованных единицах:

 

Рисунок 4 Схема замещения для точки К2.

Хс= ,

 

                                   где Uнн – напряжение низкого напряжения=380В;

Sк1 – мощность короткого замыкания =192,3МВА.

 

Хс= =0,75мОм.                                            

                                                           

 

Определяем относительное активное сопротивление трансформатора:

 

rтр= ,                                                                                       (52)

 

rтр= =0,014.

Определяем относительное индуктивное сопротивление трансформатора:

 

хтр= ,                                                                      (53)

 

хтр= =0,043.

Определяем именованное активное сопротивление трансформатора:

 

rт=rрт ,                                                                                    (54)

rт=0.014 =5.1мОм,

 

 

Определяем именованное индуктивное сопротивление трансформатора:

 

хт=хтр ,                                                                               (55)

 

хт=0,043 =15,5мОм.

Сворачиваем схему замещения:

                                                                                               (56)

 

 

 

 

Определяем полное сопротивление:

                                                                                               (57)

 

Z= =17,55Ом.

Определяем токи короткого замыкания:

I∞= ,                                                                                         (58)

 

I∞= =12.5кА.

Определяем ударный ток короткого замыкания:

 

iу= *Kу*I∞,                                                                                (59)

гдеKy- ударный коэффициент,Ky=1.2.

 

iy=1.41*1.2*1.25=21.15 кA.

Определяем мощность короткого замыкания:

 

Sк= *Uн*I∞,                                                                                   (60)

 

Sк=1,73*0,38*12,5=8,2МВА.

 

Таблица 6 Параметры токов короткого замыкания.

 

Параметры             цепи к.з точка к.з	I∞, кА	iy, кА	Sк, МВА
К1	10,6	15,4	193,2
К2	12,5	21,15	8,2