Электроснабжение канализационной насосной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

52

Дипломная работа

Электроснабжение канализационной насосной станции



ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Исходные данные

1 Расчет электрических нагрузок

1.1 Расчет силовых нагрузок 0,4 кВ в целом по объекту

1.2 Расчет осветительной нагрузкив целом по объекту

1.3Расчет силовых нагрузок 6 кВ в целом по объекту

2 Выбор числа и мощности трансформаторов

3 Выбор схем электроснабжения 0,4 кВ и 6 кВ

3.1 Расчет электрических нагрузок для узлов схемы 0,4 кВ

3.2 Расчет электрических нагрузок 6 кВ

3.3 Выбор кабелей питающих и распределительных линий

4 Расчет токов короткого замыкания

4.1 Расчет токов короткого замыкания в сети 6 кВ

4.2 Расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ

5 Расчет возможности пуска двигателя

5.1 Определение параметров схемы замещения

5.2 Расчет параметров эквивалентной схемы замещения

5.3 Определение возможности пуска двигателя

5.4 Проверка устойчивости работы предвключенного двигателя

6 Выбор и проверка коммутационной аппаратуры

6.1 Выбор и проверка выключателей 6 кВ

6.2 Выбор и проверка выключателей нагрузки 6 кВ

6.3 Выбор и проверка разъединителей 6 кВ

6.4 Выбор и автоматических выключателей 0,4 кВ

7 Релейная защита

7.1 Защита электродвигателей

7.2 Защита лини III

7.3 Защита силовых трансформаторов

8 Экономическая часть

8.1Сметно-финансовый расчет объекта

8.2 Расчет численности и состава бригады

8.3Организация электромонтажных работ, построение ленточного графика

8.4 Расчет эффективности инвестиционных вложений

9 Безопасность жизнедеятельности

9.1 Введение. Выполнение требований электробезопасности в особо опасных помещениях по степени опасности поражения электрическим током

9.2 Выбор и обоснование сетей до 1 кВ для электроснабжения насосной станции в условиях высокой влажности. Выбор заземляющего устройства энергообъекта. Подключение энергоприемников 6 и 0,4 кВ к контуру заземления

9.3 Расчет заземляющего устройства объекта

9.4 Первичные средства тушения пожара. Использование огнетушителей

9.5 Роль место и задачи МЧС

Заключение

Список использованных пользованных источников

электроснабжение нагрузка кабель трансформатор



Введение

Системой электроснабжения называется комплекс устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии.

Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций.

Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют до 67% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий.

Проект электроснабжение предприятия должен учитывать возможность дальнейшего развития и укрупнения производства и связанного с этим увеличения потребляемой мощности.

Сложность вопросов проектирования систем электроснабжения заключается в оптимальном, рациональном и эффективном решении этой проблемы. Именно комплексное решение данной задачи в совокупности с необходимыми требованиями и стандартами электроснабжения позволяют экономически и технически грамотно работать всему предприятию.

В данной работе рассматривается электроснабжение канализационной насосной станции, расположенной по адресу: Волгда, Советский проспект 120А/1. Станция выполняет функцию перекачки сточных и ливневых вод на очистные сооружения. Зоной обслуживания станции являются следующие микрорайоны: 5-й, 6-й, Завокзальный и микрорайон Бывалово. В связи с увеличением плотности городской застройки, а как следствие увеличения количества сточных вод, особенно в весенний период, было принято решение о введении в работу дополнительных насосных агрегатов, а также модернизации установленного электрооборудования и электрических сетей.



Исходные данные

Электроснабжение насосной станции осуществляется от двух независимых источников электроэнергии: РП-8 и ТП-296, расположенных на удалении 1 км и 100 м соответственно.

Основными потребителями электроэнергии насосной станции являются высоковольтные асинхронные электродвигатели насосных агрегатов марки ВАН 118-23/8-8У3 номинальной мощностью 400 кВт, а также трансформаторная подстанция ТП-356 мощностью 1300 кВ•А (cosц = 0,85), расположенная на удалении 800м.

Коэффициент загрузки электродвигателей равен 0,8.

Полный перечень приемников электрической энергии представлен в таблице 1. План расположения электроприемников объекта показан на первом листе графической части работы.

Таблица 1 - Перечень электроприемников

№ п/п	Наименование	Кол-во	Номинальное напряжение, В	Номинальная мощность, кВт	Ки	cosц
1,2, 3,4	Электродвигатели насосных агрегатов	4	6000	400	0,8	0,85
5	Тельфер 1т	1	380	1,5+0,12	0,1	0,5
6,7, 11,16	Вытяжной вентилятор	4	380	3	0,8	0,85
8	Кран балка 5т	1	380	8+2Ч0,55	0,1	0,5
9	Сверлильный станок	1	380	2,2	0,16	0,6
10	Заточной станок	1	380	2,2	0,16	0,6
12,15, 17	Приточный вентилятор	3	380	3	0,8	0,85
13	Электронагреватель	1	380	24	0,8	0,95
14	Электронагреватель	1	380	18	0,8	0,95
18,30	Электропривод магистральной задвижки	2	380	8,5	0,16	0,65
19,22, 25,28	Электропривод всасывающей задвижки	4	380	8,5	0,16	0,65
20,23, 26,29	Электропривод напорной задвижки	4	380	8,5	0,16	0,65
21,24, 27	Электропривод разделительной задвижки	3	380	8,5	0,16	0,65
31	Дренажный насос	1	380	18,5	0,8	0,85
32	Дренажный насос	1	380	22	0,8	0,85



1 Расчет электрических нагрузок

1.1 Расчет силовых нагрузок 0,4 кВ в целом по объекту

В настоящее время основным нормативным документом по определению электрических нагрузок промышленных объектов является РТМ 36.18.32.4-92[1].

Выполним расчет силовой нагрузки в целом по объекту, согласно методике, представленной в [1].

Расчет выполняется по форме Ф636-92 (смотри таблицу 1.1).

Исходные данные для расчета (графы 1-4) заполняются на основании перечня электроприемников (смотри исходные данные), значения коэффициентов использования и реактивной мощности для индивидуальных электроприемников (графы 5, 6)взяты из таблицы П1[2].

Все электроприемники группируются по характерным категориям с одинаковыми К_и и tgц. В каждой строке указываются ЭП одинаковой мощности. В 4-й графе итоговой строки записываем общую суммарную номинальную мощность электроприемников.

В графах 7 и 8 соответственно записываются построчно величины К_иP_н и К_иP_нtgц. В итоговой строке определяются суммы этих величин.

Определяется групповой коэффициент использования:

где - коэффициент использования электроприемника в группе;

- номинальная мощность электроприемников в группе, кВт.



Значение группового коэффициента использования К_и заносится в графу 5 итоговой строки.

Для последующего определения n_э в графе 9 построчно определяются для каждой характерной группы электроприемников одинаковой мощности величины np_н²и в итоговой строке - их суммарное значение.

Определяется эффективное число электроприемниковn_э следующим образом:

где - номинальная мощность электроприемников в группе, кВт.

n- количество электроприемников в группе

- номинальная мощность отдельного электроприемнико, кВт.

В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа ЭП определяется по таблице 2 из [1] и заносится в графу 11 коэффициент расчетной нагрузки К_р. При n_э = 18 и К_и = 0,45коэффициент расчетной нагрузки будет равен 1,0.

Расчетная активная мощность (графа 12) определяется по выражению:

Расчетная реактивная мощность (графа 13) определяется следующим образом:



1.1.11Определяется полная расчетная мощность (графа 14):

1.2 Расчет осветительной нагрузки в целом по объекту

Расчетная нагрузка осветительных приемников в целом по объекту может быть определена по установленной мощности и коэффициенту спроса для освещения [3].

Освещение помещений 1-го и 2-го этажей выполним люминесцентными лампами, освещение помещений машинного зала и грабельного помещения лампами ДРЛ. Площади помещений определяются по плану. Общая площадь помещений 1-го и 2-го этажей равна 400 м², общая площадь помещений машинного зала и грабельного помещения равна 800 м².

Определим установленную мощность приемников электрического освещения по формуле:

Где P_но1- установленная мощность приемников электрического освещения помещений 1-го и 2-го этажей;

P_но2- помещений машинного зала и грабельного помещения;

F₁,F₂-общие площади помещений.

Р_удо- удельная плотность осветительной нагрузки для механических цехов, Р_удо = 19 Вт/м²[3].

Расчетная нагрузка осветительных приемников определяется из выражения:

где К_со - коэффициент спроса для освещения.

Так как большинство помещений 1-го и 2-го этажей являются бытовыми и складскими помещениями, то коэффициент спроса освещения для этих помещений примем К_со1 = 0,6[3]. Для помещений машинного зала и грабельного помещения коэффициент спроса освещения определим, как коэффициент спроса для производственных здания, состоящие из отдельных помещенийК_со1 = 0,85[3].

Для осветительной установки с газоразрядными лампами расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле:



где tg? ? коэффициент мощности источников света.

Для люминесцентных ламп с конденсаторами для повышения коэффициента мощности tg?₁ = 0,48, для ламп ДРЛ tg?₂ = 1,44 [3].

Итого расчетная активная осветительная нагрузка:

Итого расчетная реактивная осветительная нагрузка:

Итого полная осветительная нагрузка:

Полученные итоговые значения осветительных нагрузок заносим в таблицу 1.1 и определяем полную нагрузку в целом по объекту:



где-расчетная активная силовая нагрузка;

-расчетная активная осветительная нагрузка;

-расчетная реактивная силовая нагрузка;

-расчетная реактивная осветительная нагрузка.

1.3 Расчет силовых нагрузок 6 кВ в целом по объекту

Расчет электрических нагрузок напряжением выше 1 кВ выполняется по форме Ф636-92 (смотри таблицу 1.2) аналогично расчету, приведенному в п. 1.1, с учетом следующих особенностей [1]:

В графы 7 и 8 таблицы 1.2 заносится расчетная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций с учетом осветительной нагрузки (таблица 1.1) и потерь мощности в трансформаторах (смотри главу 2).

Эффективное число электроприемниковn_э не определяется, графы 9 и 10 не заполняются.

В зависимости от числа присоединений и группового коэффициента использования, занесенного в графу 5 итоговой строки, определяется значение коэффициента одновременности K_о. Значение K_о заносится в графу 11. В данном расчете K_о = 0,95 [1].



Таблица 1.1 - Расчет электрических нагрузок 0,4 кВ в целом по объекту (форма Ф636-92)

Таблица 1.2 - Расчет электрических нагрузок 6 кВ в целом по объекту (форма Ф636-92)



2. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Так как электроприемники данного объекта относится ко второй категории по надежности электроснабжения, необходима установка двух трансформаторов. Выбор номинальной мощности трансформаторов осуществляется, исходя из условия[2]:

где S_р- полная расчетная мощность цеха, кВ•А;

N- количество трансформаторов;

K_з - коэффициент загрузки трансформатора.

При преобладании потребителей второй категории коэффициент загрузки трансформаторов принимается в пределах от 0,7 до 0,8 [2].

Из стандартного ряда мощностей трансформаторов выбираем трансформаторы номинальной мощностью 160кВ•А.

В аварийном режиме коэффициент загрузки масляных трансформаторов не должен превышать 1,4 [4]:

Исходя из данных условий, принимаем к установке трансформаторы марки ТМГ номинальной мощностью 160 кВ•А.

Параметры выбранных трансформаторов представлены в таблице 2.1.



Таблица 2.1 - Параметры трансформаторов

Тип	Номинальная мощность Sном, кВ•А	Номинальное напряжение Uном, кВ	Схема соединения обмоток	Мощность потерь короткого замыкания ДPк, кВт	Напряжение короткого замыкания Uк, %	Ток холостого хода Iх, %
		ВН	НН
ТМГ-160/6 У1	160	6	0,4	Д/Y	2,9	4,5	1,8

Используя формулы (2.3) - (2.7) определим потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора[2]:

где U_ка, U_кр- активная и индуктивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора, %;

cosц_ср-средневзвешенный коэффициент мощности трансформатора.

Коэффициент загрузки трансформатора определим по формуле:

где S_р- полная расчетная мощность, кВ•А;

S_{ном. т} - номинальная мощность трансформатора, кВ•А.

Средневзвешенный коэффициент мощности трансформатора можно определить по формуле:



где P_р - активная расчетная мощность, кВт;

Активная и индуктивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора определим по формулам:

где ДP_к- мощность потерь короткого замыкания, кВт;

U_к- напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Потери напряжения:

Потери мощности в трансформаторах определим по выражениям (2.8) - (2.10) [5]:



где S_р- полная расчетная мощность, кВ•А;

S_{ном. т}- номинальная мощность трансформатора, кВ•А;

ДP_к- мощность потерь короткого замыкания, кВт;

U_к- напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

I_х- ток холостого хода, %;

n- количество параллельно работающих трансформаторов.



3 Выбор схем электроснабжения 0,4 кВ и 6 кВ

Так как, из-за конструктивных особенностей объекта, применение магистральных схем электроснабжения не представляется возможным, то питание ЭП 0,4 кВ и 6 кВ выполним по радиальной схеме.

Распределительное устройство 6 кВ состоит из камер КСО 292. Чертеж распределительного устройства показан на листе №4 графической части работы.

Электроприемники напряжением 6 кВ подключаются кабельными линиями к шинам распределительного устройства.

Питание электроприемников напряжением 0,4 кВ осуществляется через силовые шкафы и шкафы управления, подключенные к шинам вводно распределительного устройства.

Схема электроснабжения 6 и 0,4 кВ показана на первом листе графической части работы, однолинейные схемы сети 6 и 0,4 кВ изображены на втором и третьем листах соответственно.

3.1 Расчет электрических нагрузок для узлов схемы 0,4 кВ

Расчет производится аналогично расчету силовых нагрузок, выполненному в главе 1. Результаты расчета представлены в таблицах 3.1-3.2

3.2 Расчет электрических нагрузок 6 кВ

Расчет электрических нагрузок 6 кВ выполнен в главе 1 (смотри п/п 1.3)

Таблица 3.1 - Расчет электрических нагрузок первой секции ВРУ 0,4 кВ

Исходные данные	Расчетные величины	Эффективное число ЭП	Коэф-т расчетной нагрузки Кр	Расчетная мощность	Расчетный ток, А
по заданию технологов	по справочным данным	КиPн	КиPнtgц	npн2			активная, кВт Рр = КрУКиРи	реактивная, квар Qр = КрУ КиPнtgц	полная, кВ•А
Наименование ЭП	Ко-во ЭП, шт. n	Номинальная (установленная) мощность, кВт	коэффициент использования Ки	коэффициент реактивной мощности
		одного ЭП pн	общая Pн = npн
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Шкаф управления задвижкой ШУЗ1
Привод магистральной задвижки	2	8,5	17	0,16		2,72	3,62	144,5
Итого:	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5	2	4,52	12,29	16,35	20,46	29,53
Шкаф управления задвижками ШУЗ2
Привод всасывающей задвижки	2	8,5	17	0,16		2,72	3,62	144,5
Итого:	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5	2	4,52	12,29	16,35	20,46	29,53
Шкаф управления задвижками ШУЗ3
Привод всасывающей задвижки	2	8,5	17	0,16		2,72	3,62	144,5
Итого:	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5	2	4,52	12,29	16,35	20,46	29,53
Шкаф управления задвижками ШУЗ4
Привод всасывающей задвижки	2	8,5	17	0,16		2,72	3,62	144,5
Итого:	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5	2	4,52	12,29	16,35	20,46	29,53
Шкаф управления задвижками ШУЗ5
Привод всасывающей задвижки	2	8,5	17	0,16		2,72	3,62	144,5
	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5	2	4,52	12,29	16,35	20,46	29,53
Шкаф управления насосами ШУН5
Дренажный насос	1	22	22	0,8		17,6	13,2	484
Дренажный насос	1	18,5	18,5	0,8		14,8	11,1	342,25
Итого:	2		40,5	0,8		32,4	24,3	826,25	1	1	32,4	24,3	40,5	58,46
Исходные данные	Расчетные величины	Эффективное число ЭП	Коэф-т расчетной нагрузки Кр	Расчетная мощность	Расчетный ток, А
по заданию технологов	по справочным данным	КиPн	КиPнtgц	npн2			активная, кВт Рр = КрУКиРи	реактивная, квар Qр = КрУ КиPнtgц	полная, кВ•А
Наименование ЭП	Ко-во ЭП, шт. n	Номинальная (установленная) мощность, кВт	коэффициент использования Ки	коэффициент реактивной мощности
		одного ЭП pн	общая Pн = npн
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Первая секция ВРУ 0,4 кВ
ШУЗ1	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5
ШУЗ2	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5
ШУЗ3	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5
ШУЗ4	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5
ШУЗ5	2		17	0,16		2,72	3,62	144,5
ШУН5	2		40,5	0,8		32,4	24,3	826,25
Итого:	12		125,5	0,37		46,00	42,39	1548,75	10	1,17	53,82	49,59	73,19	105,63

Таблица 3.2 - Расчет электрических нагрузок второй секции ВРУ 0,4 кВ

Исходные данные	Расчетные величины	Эффективное число ЭП	Коэф-т расчетной нагрузки Кр	Расчетная мощность	Расчетный ток, А
по заданию технологов	по справочным данным	КиPн	КиPнtgц	npн2			активная, кВт Рр = КрУКиРи	реактивная, квар Qр = КрУ КиPнtgц	полная, кВ•А
Наименование ЭП	Ко-во ЭП, шт. n	Номинальная (установленная) мощность, кВт	коэффициент использования Ки	коэффициент реактивной мощности
		одного ЭП pн	общая Pн = npн
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Шкаф управления задвижками ШУЗ6
Привод разделительной задвижки	3	8,5	25,5	0,16		4,08	5,43	216,75
Итого:	3		25,5	0,16		4,08	5,43	216,75	3	3,01	12,28	16,33	20,44	29,5
Шкаф управления вентиляторами ШУВ1
Вентилятор	6	3	18	0,8		14,4	10,8	54
Итого:	6		18	0,8		14,4	10,8	54	6	1	14,4	10,8	18	25,98
Шкаф управления вентиляторами ШУВ2
Вентилятор	1	3	3	0,8		2,4	1,8	9
Итого:	1		3	0,8		2,4	1,8	9	1	1	3	2,25	3,75	5,41
Шкаф управления калориферами ШУК1
Электрона-греватель	1	24	24	0,8		19,2	3,84	576
Электрона-греватель	1	18	18	0,8		14,4	2,88	324
Итого:	2		42	0,8		33,6	6,72	900	1	1	33,6	6,72	34,27	49,46
Силовой щит ЩС1
Кран-балка 5т	1	8	8	0,1		0,8	1,38	64
	2	0,55	1,1	0,1		0,11	0,19	0,61
Тельфер 1т	1	1,5	1,5	0,1		0,15	0,26	2,25
	1	0,12	0,12	0,1		0,01	0,02	0,01
Сверлильный станок	1	2,2	2,2	0,14		0,31	0,53	4,84
Точильный станок	1	2,2	2,2	0,14		0,31	0,53	4,84
Итого:	7		15,12	0,11		1,69	2,92	76,55	2	6,6	11,14	19,27	22,26	32,13
Исходные данные	Расчетные величины	Эффективное число ЭП	Коэф-т расчетной нагрузки Кр	Расчетная мощность	Расчетный ток, А
по заданию технологов	по справочным данным	КиPн	КиPнtgц	npн2			активная, кВт Рр = КрУКиРи	реактивная, квар Qр = КрУ КиPнtgц	полная, кВ•А
Наименование ЭП	Ко-во ЭП, шт. n	Номинальная (установленная) мощность, кВт	коэффициент использования Ки	коэффициент реактивной мощности
		одного ЭП pн	общая Pн = npн
Вторая секция ВРУ 0,4 кВ
Вытяжной вентилятор	1		3	0,8		2,4	1,8	9
ШУЗ6	3		25,5	0,16		4,08	5,42	216,75
ШУВ1	6		18	0,8		14,4	10,8	54
ШУК1	2		42	0,8		33,6	6,72	900
ЩС1	7		15,12	0,11		1,69	2,92	76,55
Итого:	19		103,62	0,54		56,17	27,67	1256,29	8	1,1	61,78	30,43	68,87	99,41

3.3 Выбор кабелей питающих и распределительных линий

Выбор сечений электрических проводников осуществляется по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током, по экономической плотности тока и условию короны[6].

Для линий напряжением 6 кВ сечения силовых кабелей выбираются по допустимому нагреву, экономической плотности тока и выполняется проверка по потере напряжения. Проверка сечений по условию короны для линий напряжением ниже 35 кВ не выполняется [6].

Сечения линий по допустимому нагреву выбираются исходя из условия [2]:

гдеI_р - максимальный рабочий (расчетный) ток;

K_т - поправочный коэффициент в зависимости от температуры;

K_п - поправочный коэффициент, учитывающий способ прокладки;

I_доп - длительно допустимый ток.

Выбор сечений по экономической плотности тока осуществляется из соотношения[2]:

гдеI_р - максимальный рабочий (расчетный) ток;

J_э - нормированное значение экономической плотности тока для заданного режима работы; Для питающих линий за максимальный рабочий ток принимается расчетный ток. Для распределительных линий, питающих отдельные электроприемники, расчетный ток определяется по формуле [2]:



гдеI_р - максимальный рабочий (расчетный) ток;

P_ном - номинальная активная мощность электроприемника;

U_ном - номинальное напряжение сети;

cosц - коэффициент мощности.

Проверка сечений по потери напряжения выполняется по условию[2]:

гдеДU_т - потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора, %; ДU_л - потери напряжения в линии, %;

ДU_доп - допустимые потери напряжения, % (принимаются равными5% [2]). Потери напряжения в линиях определяем по формуле [2]:

гдеI_р - расчетный ток линии, А; r₀ - удельное активное сопротивление линии, Ом/км; x₀ - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км; cosц_ср - средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников;

U_ном - номинальное напряжение линии, В.

В качестве примера рассмотрим выбор кабелей для питающей линии I.

Для линии I максимальный рабочий ток равен 286,69А (таблица 3.1), поправочные коэффициенты K_т и K_п равны 1 [2]. Руководствуясь справочными данными выбираем трехжильный кабель ААШв сечением 120 мм². Длительно допустимый ток для данного кабеля равен 300А [5]. Исходя из (3.1), данный кабель соответствует условию допустимого нагрева: Определим по (3.2) сечение по экономической плотности тока, при этом значениеJ_э = 1,2 [6]:

Выбираем ближайшее большее стандартное сечение кабеля S_э = 240 мм².Из двух значений сечений, определенных по (3.1) и (3.2) необходимо выбрать большее [6]. Окончательно для линии Iвыбираем трехжильный кабель ААШв сечением 240 мм². Выполним проверку выбранного кабеля по потере напряжения. Определим потери в линии Iпо формуле (3.5), принимаяl = 1 км (смотри исходные данные),I_р = 286,69А, cosц_ср = 0,82 (таблица 3.1), r₀ = 0,129 Ом/км, x₀ = 0,071 Ом/км [2]:

Согласно (3.4) выбранный кабель удовлетворяет условию потери напряжения:

здесь потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора ДU_т равны нулю, т.к. линия подключена непосредственно к шинам питающего распределительного устройства. В случае если потери напряжения превышают допустимые, необходимо выбрать ближайшее большее сечение из стандартного ряда и повторно выполнить проверку по потере напряжения.

Окончательно выбранные сечения кабельных линий, удельные активные и индуктивные сопротивления этих линий, а также потери напряжения заносятся в графы 11-15 таблицы 3.3 Для остальных линий выбор сечений производится аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 3.3. Для линий напряжением 0,4 кВ сечения силовых кабелей выбираются в целом аналогично расчету, приведенному в п/п 3.3.1, за исключением того, что для линий напряжением ниже 1 кВ выбор сечения по экономической плотности тока не производится[6]. Результаты сводятся в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Выбор кабелей питающих и распределительных линий 6 и 0,4 кВ

Обозначение линии	Марка кабеля	Способ прокладки	Длина линии l, м	Максимальный рабочий ток Iр, А	Поправочный коэффициент Kт	Поправочный коэффициент Kп	Сечение по экономической плотности тока Sэ, мм2	Сечение по допустимому нагреву Sн, мм2	Длительно допустимый ток Iд, А	Окончательно выбранное сечениеS, мм2	Удельное активное сопротивление r0, мОм/м	Удельное индуктивное сопротивление x0, мОм/м	Потери напряжения в линии Uл, %	Суммарные потери напряжения UУ, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
I	ААШв	в земле	1000	286,69	1,00	1,00	240	120	300	240	0,129	0,071	1,21	1,21
II	ААШв	в земле	100	286,69	1,00	1,00	240	120	300	240	0,129	0,071	0,12	0,12
III	ААШв	в земле	800	125,09	1,00	1,00	120	50	155	120	0,258	0,076	0,75	1,96
Т1-1	ААБвГ	по воздуху	6	14,46	1,00	1,00	16	10	42	16	1,94	0,102	0,00	1,21
Т2-1	ААБвГ	по воздуху	4	14,46	1,00	1,00	16	10	42	16	1,94	0,102	0,00	1,21
1-1	ААБвГ	по воздуху	17	48,11	1,00	1,00	50	16	50	50	0,62	0,083	0,01	1,22
2-1	ААБвГ	по воздуху	13,5	48,11	1,00	1,00	50	16	50	50	0,62	0,083	0,01	1,22
3-1	ААБвГ	по воздуху	20	48,11	1,00	1,00	50	16	50	50	0,62	0,083	0,02	1,23
4-1	ААБвГ	по воздуху	22	48,11	1,00	1,00	50	16	50	50	0,62	0,083	0,02	1,23
Т1-2	АВРБГ	по воздуху	14,5	216,84	1,00	1,00	-	120	236	120	0,258	0,0602	0,35	3,4
Т2-2	АВРБГ	по воздуху	15,5	216,84	1,00	1,00	-	120	236	120	0,258	0,0602	0,37	3,42
5	АВРБГ	по воздуху	37,5	32,13	1,00	1,00	-	6	37	10	3,1	0,073	0,87	4,29
5-5	КГ	по воздуху	14	4,7	1,00	1,00	-	1,5	21	1,5	12,26	0,101	0,19	4,48
5-8	КГ	по воздуху	33	26,27	1,00	1,00	-	2,5	28	6	3,07	0,090	0,64	4,93
5-9	АВРБГ	по воздуху	19	6,35	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,37	4,66
5-10	АВРБГ	по воздуху	21	6,35	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,41	4,7
6	АВРБГ	по воздуху	30,5	25,98	1,00	1,00	-	4	29	10	3,1	0,073	0,91	4,33
6-6	АВРБГ	по воздуху	14	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,37	4,7
6-7	АВРБГ	по воздуху	14,5	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,38	4,71
6-12	АВРБГ	по воздуху	16	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,42	4,75
6-15	АВРБГ	по воздуху	13,5	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,36	4,69
6-16	АВРБГ	по воздуху	18	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,48	4,81
6-17	АВРБГ	по воздуху	22	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,58	4,91
7	АВРБГ	по воздуху	28	49,46	1,00	1,00	-	10	50	25	1,24	0,0662	0,78	4,2
7-14	АВРБГ	по воздуху	15	35,35	1,00	1,00	-	6	37	10	3,1	0,073	0,77	4,97
7-13	АВРБГ	по воздуху	18	26,51	1,00	1,00	-	4	29	10	3,1	0,073	0,66	4,86
8-11	АВРБГ	по воздуху	10	5,41	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,26	3,68
9	АВРБГ	по воздуху	40,5	29,53	1,00	1,00	-	6	37	16	1,94	0,0675	0,87	4,29
9-19	АВРБГ	по воздуху	3	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,22	4,51
9-20	АВРБГ	по воздуху	8	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,6	4,89
10	АВРБГ	по воздуху	33	29,53	1,00	1,00	-	6	37	16	1,94	0,0675	0,71	4,13
10-22	АВРБГ	по воздуху	3,5	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,26	4,39
10-23	АВРБГ	по воздуху	9	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,67	4,8
11	АВРБГ	по воздуху	29	29,53	1,00	1,00	-	6	37	16	1,94	0,0675	0,62	4,04
11-25	АВРБГ	по воздуху	3	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,22	4,26
11-26	АВРБГ	по воздуху	8	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,6	4,86
12	АВРБГ	по воздуху	35	29,53	1,00	1,00	-	6	37	16	1,94	0,0675	0,75	4,17
12-28	АВРБГ	по воздуху	3	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,22	4,39
12-29	АВРБГ	по воздуху	8	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,6	4,77
13	АВРБГ	по воздуху	44	29,5	1,00	1,00	-	6	37	16	1,94	0,0675	0,94	4,36
13-21	АВРБГ	по воздуху	5	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,37	4,73
13-24	АВРБГ	по воздуху	2	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,15	4,51
13-27	АВРБГ	по воздуху	6	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	2,5	13,3	0,099	0,45	4,81
14	АВРБГ	по воздуху	43	29,53	1,00	1,00	-	6	37	16	1,94	0,0675	0,92	4,34
14-18	АВРБГ	по воздуху	9	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	4	7,74	0,095	0,39	4,73
14-30	АВРБГ	по воздуху	14	15,33	1,00	1,00	-	2,5	21	4	7,74	0,095	0,61	4,95
15	АВРБГ	по воздуху	29	58,46	1,00	1,00	-	16	67	35	0,89	0,0637	0,85	4,27
15-31	АВРБГ	по воздуху	9,5	39,69	1,00	1,00	-	10	50	10	3,1	0,073	0,43	4,7
15-32	АВРБГ	по воздуху	9	33,38	1,00	1,00	-	6	37	6	5,17	0,090	0,57	4,84

4 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания выполняется для проверки электрооборудования на термическую и электродинамическую стойкости, а также для определения параметров релейной защиты.

4.1 Расчет токов короткого замыкания в сети 6 кВ

Так как расчетные точки находятся на одной ступени напряжения, расчет целесообразно выполнять в именованных единицах. Расчетная схема сети 6 кВ представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Расчетная схема сети 6 кВ

Расчет параметров схемы замещения выполним используя формулы (4.1) - (4.17) [5],[7].

1) параметры схемы замещения линий.

Активное сопротивление:

гдеr₀ - удельное активное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км.

Индуктивное сопротивление:

гдеx₀ - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км.

Определим параметры схемы замещения линииW1:

Значения r₀, x₀ и l, необходимые для расчета параметров линийберем из таблицы 3.3,

2) параметры схемы замещения трансформаторов:

гдеДP_к- мощность потерь короткого замыкания трансформатора, МВ•А; U_ном - номинальное напряжение трансформатора, кВ;

S_ном - номинальная мощность трансформатора, МВ•А.



гдеU_ном - номинальное напряжение трансформатора, кВ;

S_ном - номинальная мощность трансформатора, МВ•А;

U_к- напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Определим параметры схемы замещения трансформаторов Т1, Т2:

Значения величин необходимые для расчета принимаем по таблице 2.1/

3) Параметры схемы замещения асинхронных двигателей.

Активное сопротивление:

гдеU_ном - номинальное напряжение двигателя, кВ; S_м.ном - номинальная полная мощность двигателя, МВ•А; r_м*(н) - активное сопротивление двигателя при номинальных условиях в относительных единицах.

гдеs_ном - номинальное скольжение двигателя, %.

Индуктивное сопротивление:

гдеx_м*(н) - сверхпереходное индуктивное сопротивление двигателя при номинальных условиях в относительных единицах;



где I_п*(н) - кратность пускового тока двигателя по отношению к его номинальному току.

ЭДС:

гдеE_м*(н) - сверхпереходная ЭДС двигателя при номинальных условиях в относительных единицах. Определим параметры схемы замещения двигателей М1-М4. Тип двигателей: ВАН118/23-8У3 (смотри исходные данные). Номинальную полную мощность двигателей можно определить по формуле:

Номинальное скольжение для данного типа двигателей принимаем по паспортным данным s_ном = 1,9 % [8].

Кратность пускового тока для данного типа двигателей принимаем по паспортным данным I_п*(н) = 4,2 [8].



4) параметры схемы замещения обобщенных нагрузок.

Активное сопротивление:

Индуктивное сопротивление:

где0,17 и 0,23- значения активного и индуктивного сопротивления типовой нагрузки в относительных единицах [7];

S_ном- полная мощность нагрузки, МВ•А;

ЭДС:

Где 0,788- значения ЭДС типовой нагрузки, отн. ед.[7].

Определим параметры нагрузки Н3.

В качестве нагрузки Н3 представлена трансформаторная подстанция ТП-365 мощностью 1,3 МВ•А, подключенная к шинам первой секции распределительного устройства 6кВ (смотри исходные данные).



5) Параметры схемы замещения систем электроснабжения.

Активное сопротивление:

Индуктивное сопротивление:

где I_к⁽³⁾ - ток трехфазного короткого замыкания на шинах питающей подстанции, кА.

ЭДС:

Определим параметры системы С1.



Параметры остальных элементов схемы замещения определяем аналогичным образом, результаты сводим в таблицу 4.1. Схема замещения представлена на рисунке 4.2.

Таблица 4.1 - Параметры элементов схемы замещения сети 6 кВ

Элемент схемы	Обозначение на плане	r, Ом	х, Ом	ЭДС, кВ
С1	-	0,012	0,182	3,64
С2	-	0,012	0,182	3,64
W1	I	0,129	0,071	-
W2	II	0,013	0,007	-
W3	III	0,206	0,061	-
W4	Т1-1	0,011	0,001	-
W5	1-1	0,012	0,002	-
W6	3-1	0,012	0,001	-
W7	Т1-2	0,008	0,000	-
W8	2-1	0,008	0,001	-
W9	4-1	0,014	0,002	-
Т1,Т2	Т1,Т2	4,08	10,13	-
М1, М2, М3, М4	1,2,3,4	1,37	17,28	3,2
Н1	-	83,62	113,13	2,87
Н2	-	88,86	120,23	2,87
Н3	-	4,71	6,37	2,87

Рисунок 4.2 - Схема замещения сети 6 кВ



Расчет токовКЗ в точке К1.

Ток трехфазного короткого замыкания, равный периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени определим по формуле [7]:

гдеE_э - эквивалентная ЭДС источников, участвующих в питании места КЗ, кВ;

x_э - эквивалентное индуктивное сопротивление относительно точки КЗ, Ом;

1)определим эквивалентное индуктивное сопротивление.

Суммарное сопротивление 1-й ветви:

Суммарное сопротивление 3-й ветви:

Суммарное сопротивление 4-й ветви:

Суммарное сопротивление 5-й ветви:



Суммарное сопротивление 6-й ветви:

Сопротивление при параллельном соединении 1-й и 3-й ветви:

Сопротивление при параллельном соединении 1-й, 3-й и 4-й ветвей:

Сопротивление при параллельном соединении 1-й, 3-й, 4-й и 5-й ветвей:

Эквивалентное индуктивное сопротивление:



2) определим эквивалентное активное сопротивление.

Суммарное сопротивление 1-й ветви:

Суммарное сопротивление 3-й ветви:

Суммарное сопротивление 4-й ветви:

Суммарное сопротивление 5-й ветви:

Суммарное сопротивление 6-й ветви:



Сопротивление при параллельном соединении 1-й и 3-й ветви:

Сопротивление при параллельном соединении 1-й, 3-й и 4-й ветвей:

Сопротивление при параллельном соединении 1-й, 3-й, 4-й и 5-й ветвей:

Эквивалентное активное сопротивление:

3) определим эквивалентную ЭДС.

Эквивалентная ЭДС от 1-й и 3-й ветви:



Эквивалентная ЭДС от 1-й, 3-й и 4-й ветви:

Эквивалентная ЭДС от 1-й, 3-й, 4-й и 5-й ветвей:

Эквивалентная ЭДС источников, участвующих в питании точки КЗ:

4) определим по формуле (4.18) ток трехфазного КЗ в точке К1:

5) ударный ток в точке К1определим по формуле [7]:

где К_уд - ударный коэффициент, определяемый по формуле (4.20)



где

Токи КЗ в точке К2 определяются аналогичным образом, результаты сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Расчет токов КЗ в сети 6 кВ

Расчетная точка	rэ, Ом	xэ, Ом	Еэ, кВ	Iк(3) = Iп0, кА	iуд, кА
К1	0,114	0,236	3,59	15,19	27,28
К2	0,024	0,185	3,63	19,57	27,68

4.2 Расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ

При расчете токов КЗ в низковольтной сети следует учитывать[7]:

1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

2) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений.

Выполним расчет токовКЗ в точке К1.



Рисунок 4.3 - Расчетная схема для определения токов КЗ в точке К1

Определим параметры схемы замещения прямой последовательности.

Схема замещения показана на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Схема замещения прямой последовательности

Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения рекомендуется выражать в миллиомах.

Определим параметры системы по формуле [2]:

гдеx_с- индуктивное сопротивление системы, мОм;

U_ср.НН- среднее напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, В;

U_ср.ВН- среднее напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора, В; I⁽³⁾_к.ВН- значение тока трехфазного КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА.

Значение тока трехфазного КЗ возьмем из предыдущего расчета (смотри пункт 4.1)



Параметры трансформатора возьмем из предыдущего расчета (смотри пункт 4.1), которые необходимо привести к ступени 0,4 кВ по формулам [7]:

гдеr°, x° - приведенные значения активного и индуктивного сопротивления, Ом;

r, x- исходные значения активного и индуктивного сопротивления, Ом;

n- значение коэффициента трансформации трансформатора или автотрансформатора.

Под коэффициентом трансформации понимается отношение напряжения обмотки холостого хода трансформатора, обращенной в сторону основной ступени напряжения сети, к напряжению холостого хода другой обмотки [7].

Определим параметры линии W1 по формулам (4.1), (4.2):

Значения удельного активного и индуктивного сопротивлений, а также длину линии принимаем по таблице 3.3.



Значения активного и индуктивного сопротивления токовых катушек автоматического выключателя равны [2]:

Сопротивление контактов и контактных соединений определим, как сумму сопротивлений контактов автоматического выключателя и контактных соединений кабеля. Сопротивление контактов автоматического выключателя принимаем равным 1 мОм, сопротивление контактных соединений кабеля 0,1 мОм [7]. Количество контактных соединений кабеля равно 4.

Суммарное сопротивление контактов и контактных соединений:

Определим суммарные значения сопротивлений:

Определим ток трехфазного короткого замыкания по формуле [7]:

Для определения однофазного тока короткого замыкания на землю необходимо составить схему замещения нулевой последовательности.

Схема замещения нулевой последовательности показана на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Схема замещения нулевой последовательности

Определим параметры схемы замещения нулевой последовательности.

Активное и индуктивное сопротивления силового трансформатора, обмотки которого соединены по схеме Д/Y,принимаются равными сопротивлениям прямой последовательности [7].

Активное и индуктивное сопротивления токовых катушек автоматического выключателя, а также активные сопротивления контактов и контактных соединений принимаются равными активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности.

Активное и индуктивное сопротивления линии W1 определим по формулам [7]:

гдеr_0п- удельное активное сопротивление нулевой последовательности линии, мОм/м;

x_0п - удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии, мОм/м;

l- длина линии, м.

Удельное активное и индуктивное сопротивления линии W1 равны 1,96 мОм/м и 0,74 мОм/м соответственно [2].



Определим суммарные сопротивления нулевой последовательности:

Определим ток однофазного КЗ на землю по формуле [7]:

Расчет токов КЗ в остальных точках проводится аналогичным образом. Результаты представлены в таблице 4.3. Расчетные точки показаны на рисунке 4.6.

Рисунок 4.3 - Расчетная схема сети 0,4кВ



Таблица 4.3 - Расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ

Расчетная точка	RУ, мОм	XУ, мОм	R0У, мОм	X0У, мОм	Iк(3),кА	Iк(1),кА
К1	24,37	47,36	49,05	56,25	4,34	3,85
К2	24,77	47,28	51,01	57,02	4,33	3,81
К3	116,29	51,75	242,76	109,61	1,81	1,33
К4	111,44	51,75	231,96	106,81	1,88	1,38
К5	96,89	51,75	199,56	98,41	2,10	1,57
К6	89,13	51,75	182,28	93,93	2,24	1,69
К7	100,77	51,75	208,20	100,65	2,04	1,51
К8	55,18	49,25	139,34	88,24	3,12	2,22
К9	118,08	51,52	249,04	111,47	1,79	1,31
К10	127,27	51,52	235,25	97,57	1,68	1,31
К11	67,44	51,52	155,28	92,15	2,72	1,98
К12	148,97	51,52	275,71	105,69	1,47	1,13
К13	165,72	51,52	174,96	74,59	1,33	1,29
К14	194,35	56,25	355,56	125,27	1,14	0,89
К15	233,05	56,25	413,56	131,47	0,96	0,76
К16	159,74	56,25	275,16	115,03	1,36	1,09
К17	226,24	56,25	333,16	121,23	0,99	0,85
К18	151,84	56,25	248,56	107,25	1,43	1,17
К19	224,99	56,25	312,36	114,07	1,00	0,87
К20	137,43	56,25	225,48	102,15	1,56	1,27
К21	203,93	56,25	283,48	108,35	1,09	0,95
К22	149,07	56,25	251,40	108,87	1,45	1,17
К23	215,57	56,25	309,40	115,07	1,04	0,89
К24	93,03	53,75	202,65	103,76	2,15	1,57
К25	110,11	53,75	223,16	103,54	1,88	1,41
К26	192,98	56,02	315,44	122,17	1,15	0,94
К27	153,08	56,02	280,64	118,45	1,42	1,10
К28	206,28	56,02	327,04	123,41	1,08	0,89
К29	321,87	56,02	406,05	119,43	0,71	0,64
К30	328,52	56,02	411,85	120,05	0,69	0,63
К31	348,47	56,02	429,25	121,91	0,65	0,60
К32	315,22	56,02	400,25	118,81	0,72	0,66
К33	375,07	56,02	452,45	124,39	0,61	0,57
К34	428,27	56,02	498,85	129,35	0,53	0,50
К35	122,34	56,02	250,38	114,05	1,72	1,27
К36	131,64	56,02	267,72	117,53	1,61	1,20
К37	329,01	56,02	341,09	133,85	0,69	0,67
К38	258,68	56,02	418,42	165,96	0,87	0,71
К39	410,07	56,02	504,51	133,75	0,56	0,51
К40	436,67	56,02	527,71	136,23	0,52	0,49



5 Расчет возможности пуска двигателя

Целью данного расчета является проверка возможности пуска двигателя и устойчивости работы предвключенного двигателя при пуске.

Рассмотрим пуск двигателя 3-го насосного агрегата, обозначенного на схеме М2 (рисунок 5.1), принимая, что двигатель 2-го насосного агрегата (М1) находится в работе с нагрузкой 80% отноминальной (смотри исходные данные). Расчетная схема представлена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 - Расчетная схема

Нагрузками, обозначенными на схеме Н1 и Н2 (рисунок 5.1) являются ТП - 365 мощностью 1,3 МВ•А (смотри исходные данные) и нагрузка первой секции ВРУ 0,4 кВ мощностью 73,19 кВ•А (смотри таблицу 3.1) соответственно.



5.1 Определение параметров схемы замещения

Параметры схемы замещения линий определим по формулам (4.1), (4.2)

Значения r₀, x₀ и l, необходимые для расчета параметров линийпринимаем по таблице 3.3.

Параметры схемы замещения линии W1, обозначенной - I в таблице 3.3:

Параметры остальных линий определяются аналогичным образом, результаты представлены в таблице 5.1.

Параметры схемы замещения трансформатора определим по формулам (4.3), (4.4), принимая значение величин, необходимых для расчета по таблице 2.1:

Параметры схемы замещения предвключенной нагрузки:

где U_ср - среднее напряжение сети, кВ;

S_н - полная мощность нагрузки, МВ•А;

сosц_н - коэффициент мощности нагрузки.



где U_ср - среднее напряжение сети, кВ;

S_н - полная мощность нагрузки, МВ•А;

сosц_н - коэффициент мощности нагрузки.

Значение sinц_нопределяется из основного тригонометрического тождества:

Параметры схемы замещения нагрузки Н1:

Коэффициент мощности нагрузки Н1 равен 0,85 (смотри исходные данные).

Параметры схемы замещения нагрузки Н2 определяются аналогичным образом, результат представлен в таблице 5.1.

Параметры схемы замещения предвключенного двигателя:

где U_м.ном - номинальное напряжение двигателя, кВ;

S_м.ном - полная номинальная мощность двигателя, МВ•А;

сosц_м - коэффициент мощности двигателя.



где U_м.ном - номинальное напряжение двигателя, кВ;

S_м.ном - полная номинальная мощность двигателя, МВ•А;

сosц_м - коэффициент мощности двигателя.

Определим параметры схемы замещения предвключенного двигателя М1:

Полную номинальную мощность двигателя найдем по формуле (4.11), принимаяпо паспортным данным для данного типа двигателя значения сosц_м = 0,84 и з_м = 0,925 [8].

Значение sinц_м определим по формуле (5.3)

Параметры схемы замещения пускаемого двигателя:

где m_п - кратность начального пускового момента двигателя по отношению к номинальному; k_п - кратность пускового тока двигателя по отношению кноминальному.



где m_п - кратность начального пускового момента двигателя по отношению к номинальному; k_п - кратность пускового тока двигателя по отношению к номинальному. Определим параметры схемы замещения пускаемого двигателя М2: Значения m_п и k_п определим по паспортным данным [8].

Значение ЭДС системы определим по формуле (4.17):

Полные сопротивления элементов схемы замещения определим по формуле:

Полное сопротивление линии W1:

Полные сопротивления остальных элементов определяются аналогично, результаты представлены в таблице 5.1. Схема замещения показана на рисунке 5.2.



Таблица 5.1 - Параметры схемы замещения

Элемент схемы	Обозначение в таблице 3.3	r, Ом	х, Ом	z, Ом	ЭДС, кВ
С1	-	-	-	-	3,64
W1	I	0,129	0,071	0,15	-
W2	III	0,206	0,061	0,22	-
W3	Т1-1	0,011	0,001	0,01	-
W4	1-1	0,012	0,002	0,01	-
W5	3-1	0,012	0,001	0,01	-
Т	-	4,08	10,13	10,92	-
М1	-	58,74	27,97	65,06	-
М2	-	7,76	16,55	18,28	-
Н1	-	25,95	11,83	28,52	-
Н2	-	402,34	277,23	488,6	-

Рисунок 5.2 - Схема замещения

5.2 Расчет параметров эквивалентной схемы замещения

Определим сопротивления ветвей:



Определим проводимости ветвей по формуле:

Определим эквивалентное сопротивление:



Определим эквивалентную ЭДС:

Эквивалентная схема замещения представлена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Эквивалентная схема замещения

Определим пусковой ток:

Определим напряжение на выводах двигателя в начальный момент пуска:

5.3 Определение возможности пуска двигателя

По условию необходимого момента вращения пуск двигателя обеспечивается, если выполняется условие:



где U_*п² - относительное напряжение на выводах двигателя в начальный момент пуска;

m_п - кратностьначального пускового момента двигателя по отношению к номинальному;

m_мех.0 - кратность начального момента сопротивления механизмапо отношению к номинальному.

Проверим возможность пуска двигателя, принимая, что условия пуска являются нормальными (m_мех.0 = 0,5 [9]):

Значение U_*п можно определить следующим образом:

Условие (5.10) выполняется, следовательно, пуск двигателя обеспечивается.

5.4 Проверка устойчивости работы предвключенного двигателя

Устойчивость работы предвключенного двигателя при снижении напряжения в момент пуска обеспечивается, если выполняется условие:

гдеm_мах - максимальный момент вращения двигателя по отношению к номинальному;

m_мех - момент сопротивления механизмапо отношению к номинальному, численно равный коэффициенту загрузки двигателя.

Проверим устойчивость работы предвключенного двигателя:

Условие (5.11) выполняется, следовательно, устойчивая работа предвключенного двигателя обеспечивается.



6 Выбор и проверка коммутационной аппаратуры

6.1 Выбор и проверка выключателей 6 кВ

Рассмотрим выбор выключателя, устанавливаемого на вводе 1-й секции распределительного устройства 6 кВ.

Выбор и проверка выключателей напряжением выше 1 кВ осуществляется по следующим критериям [2]:

Выбор по допустимому напряжению:

гдеU_в.ном - номинальное напряжение выключателя, кВ;

U_ном - номинальное напряжение сети, кВ;

Выбор по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим током:

гдеI_в.ном - номинальное ток выключателя, А;

I_р - максимальный рабочий (расчетный) ток, А;

Проверка выключателя по отключающей способности:

гдеI_откл - номинальный ток отключения выключателя, кА;

I_п0 - значение периодической составляющей тока КЗ, кА;

Проверка на электродинамическую стойкость:



гдеi_пр.с - предельный сквознойток выключателя, кА;

i_уд - значение ударного тока КЗ, кА;

Проверка на термическую стойкость:

гдеB_к - номинальное значение теплового импульса выключателя, кА²• с;

B_к.р - расчетное значение теплового импульса в период КЗ, кА²• с;

гдеt_откл - длительность КЗ, с;

t_р.з - время действия релейной защиты, с;

t_о.в - полное время отключения выключателя, с;

гдеI_т - номинальный ток термической стойкости выключателя, кА;

t_т - номинальное значение времени термической стойкости выключателя, с;

Рассмотрим выбор выключателя, устанавливаемого на вводе 1-й секции распределительного устройства 6 кВ.

Выбираем выключательВВ/TEL-10-20/630-У2.Номинальные и расчетные параметры для выбора данного выключателя представлены в таблице 6.1.

Выполним проверку на термическую стойкость.

Длительность КЗ:

Расчетное значение теплового импульса в период КЗ:

Номинальное значение теплового импульса выключателя:

Таблица 6.1 - Выбор выключателя ВВ/TEL-10-20/630-У2

Критерий	Номинальные параметры	Расчётные параметры
Uв.ном?Uс, кВ	10	6
Iв.ном?Iраб.макс, А	630	286,69
Iоткл?Iп0, кА	20	15,19
Iпр.с?iуд, кА	52	27,28
tо.в, с	0,25	-
tт, с	3	-
tр.з, с	-	0,1
Bк?Bк.р, кА2•с	1200	80,76

Выбор остальных выключателей производится аналогичным образом, результаты представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Выбор выключателей

Обозначение на схеме	№ камеры КСО	Тип выключателя
Q1	2	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q2	4	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q3	5	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q4	7	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q5	11	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q6	12	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q7	13	ВВ/TEL-10-20/630-У2
Q8	15	ВВ/TEL-10-20/630-У2
QB	8	ВВ/TEL-10-20/630-У2

6.2 Выбор и проверка выключателей нагрузки 6 кВ

Выбор и проверка выключателей нагрузки осуществляется аналогично выбору высоковольтных выключателей, за исключением проверки на отключающую способность.

Рассмотрим выбор выключателя нагрузки для трансформатора Т1.

Выбираем выключатель нагрузки ВНР-10/630-20з

Номинальные и расчетные параметры для выбора данного выключателя нагрузки представлены в таблице 6.3.