¦ШУ3.8 ¦ 0.38¦ 276.92¦АВВГ ¦ 2(3x95+1x50) ¦ 170.00¦ 5¦ 0.3260¦ 0.0602¦ 0.100¦ В канале ¦

¦ШУ4.1 ¦ 0.38¦ 249.22¦АВВГ ¦ (3x185+1x95) ¦ 270.00¦ 5¦ 0.1670¦ 0.0596¦ 0.100¦ В канале ¦

¦ШУ4.2 ¦ 0.38¦ 249.22¦АВВГ ¦ (3x185+1x95) ¦ 270.00¦ 5¦ 0.1670¦ 0.0596¦ 0.100¦ В канале ¦

¦ШУ4.3 ¦ 0.38¦ 249.22¦АВВГ ¦ (3x185+1x95) ¦ 270.00¦ 5¦ 0.1670¦ 0.0596¦ 0.100¦ В канале ¦

¦ШУ4.4 ¦ 0.38¦ 249.22¦АВВГ ¦ (3x185+1x95) ¦ 270.00¦ 5¦ 0.1670¦ 0.0596¦ 0.100¦ В канале ¦

¦ЩРО4 ¦ 0.38¦ 145.40¦АВВГ ¦ (3x95+1x50) ¦ 170.00¦ 5¦ 0.3260¦ 0.0602¦ 0.108¦ В канале ¦

L---------------------+-----+--------+--------+------------------+----------+----+-------+-------+------+---------------

Таблица 4.7 Шинопроводы магистральные канатного цеха №1

Магистраль	Расчетный ток, А	Тип шинопровода	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А
М-1	825	ШМА 4	660	1250
М-2	836	ШМА 4	660	1250
М-3	2950	ШМА 4	660	3200
М-4	2879	ШМА 4	660	3200
М-5	1282	ШМА 4	660	1600
М-6	1291	ШМА 4	660	1600

5. Расчет токов короткого замыкания

5.1 Расчёт токов короткого замыкания в сети выше 1000 В

За расчетный вид короткого замыкания принимается трехфазное короткое замыкание.

Расчет токов короткого замыкания приводится для максимального режима работы питающей электрической сети.

Максимальный режим работы, соответствует ремонтному режиму работы, при котором две секции подключены к одному из трансформаторов. В этом случае двигатели двух секций оказываются включенными на параллельную работу.

Расчет токов короткого замыкания в максимальном режиме необходим для дальнейшего выбора оборудования и токоведущих частей распределительных устройств высшего и низшего напряжения.

Расчетная схема электрических соединений питающих сетей понизительной подстанции приведена на рисунке 5.1.

Расчёт проводится в относительных единицах. В качестве базисных величин принимаем:

Составим схему замещения для максимального режима (рис. 5.2).

Для энергосистемы:



Для ЛЭП:

Для трансформаторов 2хТРДН-40000/110:



Рисунок 5.1 -Схема электрических соединений питающих сетей понизительной подстанции для максимального режима



Рисунок 5.2 - Схема замещения для максимального режима

Для кабельной линии:

Для асинхронных двигателей 8хАД 500 кВт (цех 1):

Для асинхронных двигателей 4хАД 630 кВт (цех 1):

Для асинхронных двигателей 7хАД 630 кВт (цех 5):



Для синхронных двигателей 2хСД 500 кВт (цех 18):

Для асинхронных двигателей 4хАД 400 кВт (цех 8):

Для асинхронных двигателей 4хАД 400 кВт (цех 4):

Сверхпереходные ЭДС источников в относительных единицах при номинальных условиях:

Для системы неограниченной мощности:

Для асинхронного двигателя:

Для синхронного двигателя:



Рисунок 5.3 - Эквивалентные преобразования схема замещения

Рисунок 5.4 - Эквивалентные преобразования схемы замещения в точку К1

Расчет токов короткого замыкания в точке К1

Результирующая схема замещения точки К1 приведена на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5 - Результирующая схема замещения точки К1

Действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания от системы принимается незатухающей для момента времени

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания к моменту времени - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания [13, табл. 4.5].

Ударный ток короткого замыкания определяется:



где - ударный коэффициент, зависящий от , определяется по таблице 4.5 [13], принимается равным .

Полный ток короткого замыкания в момент времени

Расчет токов короткого замыкания в точке К2

Результирующая схема замещения точки К2 приведена на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6 - Результирующая схема замещения точки К2

Действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания для момента времени

где - постоянная времени затухания периодической составляющей электродвигателей [6, табл. 2.46]

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания к моменту времени

Ударный ток короткого замыкания определяется:

Полный ток короткого замыкания в момент времени



Расчет токов короткого замыкания в точке К3

Результирующая схема замещения точки К3 приведена на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 - Результирующая схема замещения точки К3

Действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания для момента времени

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания к моменту времени

Ударный ток короткого замыкания определяется:

Полный ток короткого замыкания в момент времени

Расчет токов короткого замыкания в точке К4

Результирующая схема замещения точки К4 приведена на рисунке 5.8.

Рисунок 5.8 - Результирующая схема замещения точки К4

Действующее значение периодической составляющей начального тока короткого замыкания:

Периодическая составляющая тока короткого замыкания для момента времени

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания к моменту времени

Ударный ток короткого замыкания определяется:

Полный ток короткого замыкания в момент времени

Результаты расчета токов короткого замыкания приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Результаты расчета токов короткого замыкания

Точки к.з.	Ветви кз
1	От системы	11,90	11,90	3,40	20,23	0,05	1,8	30,29
2	От системы	18,62	18,62	15,14	42,17	0,14	1,93	50,82
	От электродвигателя	1,41	0,49	0,27	0,96	0,04	1,6	6,74
	Сумма	20,03	19,11	15,41	43,13			57,56
3	От системы	17,28	17,28	13,76	38,2	0,14	1,93	47,16
	От электродвигателя	0,83	0,51	0,4	0,47	0,04/0,05	1,6/1,8	3,99
	Сумма	18,11	17,79	14,16	38,67			51,15
4	От системы	17,86	17,86	14,22	38,48	0,14	1,93	48,75
	От электродвигателя	0,84	0,29	0,16	0,57	0,04	1,6	3,61
	Сумма	18,7	18,15	14,38	39,05			52,36

5.2 Расчет токов короткого замыкания в сети до 1000 В

Основные особенности расчетов токов К.З.:

1. Периодическая составляющая тока К.З. в низковольтных сетях может быть принята неизменной.

2. Апериодическая составляющая будет незначительна и кратковременна.

3.Сопротивление системы .

4.В расчете необходимо учитывать сопротивления всех элементов, которые входят в расчетную схему.

- активные и реактивные сопротивления силового трансформатора.

- активные и реактивные сопротивления катушки вводного автомата.

- переходное сопротивление контактов автомата.

- активные и реактивные сопротивления первичной обмотки трансформатора тока.

Если число витков>1.

- сопротивление секции шин РУ до точки К.З.

- активные и реактивные сопротивления линии.

- активное сопротивление дуги.

В сетях до 1000 В принимается неметаллическое К.З. т.е. необходимо определять

сопротивление дуги.

5.Сопротивления всех элементов берутся в именованных единицах.

Порядок расчета токов К.З:

1. Составляется расчетная схема до точки К.З.



Рисунок 5.9 - Расчетная схема и схема замещения

2. По этой схеме составляется схема замещения.

3. Определяются активные и реактивные сопротивления всех элементов. [6, табл. 2.49-2.56].

Силовой трансформатор:

Выключатель автоматический А1:



Переходное сопротивление шины с автоматом А1:

Сопротивление шины . По [7, табл. 2.30], принимаем медные шины прямоугольного сечения размером 100х10.

где - удельное сопротивление меди,

- длина шины, мм.

- площадь поперечного сечения,

Трансформатор тока ТТ1:

4. Определяем периодический ток без учета сопротивления дуги.

5. Находим сопротивление дуги.

где напряжение ствола дуги, если кА, то .

длина дуги, мм.

расстояние между шинами, определяется исходя из мощности трансформа-ра.

6. Определяем периодический ток с учетом сопротивления дуги.

7. Определяем ударный ток.

- без сопротивления дуги:

- с сопротивлением дуги:

,

где ударный коэффициент. Для трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше рассчитывается:

где

8. Определяем ток К.З. в точке К2.

Выключатель автоматический А2:

Переходное сопротивление кабеля с автоматом А2:

Кабельная линия

Периодический ток без учета сопротивления дуги.

Находим сопротивление дуги.

Определяем периодический ток с учетом сопротивления дуги.

Определяем ударный ток.

- без сопротивления дуги:

- с сопротивлением дуги:

где

Таблица 5.2 - Результаты расчета токов короткого замыкания до 1000 В

Точка К.З,				без учета дуги	с учетом дуги			без учета дуги	с учетом дуги
1	1,39	6,23	5,31	36,18	25,24	1,43	0,007	0,36	0,25
2	2,085	6,4202	5,61	34,21	22,60	0,98	0,010	0,48	0,32

6. Выбор и проверка основного электрооборудования

6.1 Выбор и проверка основного электрооборудования выше 1000 В

6.1.1 Выбор КРУ

Комплектные распределительные устройства серии КМ1 внутренней установки двухстороннего обслуживания предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц на номинальное напряжение 6 и 10 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.

КРУ используются в распределительных устройствах собственных нужд электростанций, электрических подстанций энергосистем и промышленных предприятий, а так же на объектах электроснабжения ответственных потребителей сельского хозяйства.

В состав распределительного устройства 6 (10) кВ входят: набор отдельных шкафов КРУ с коммутационными аппаратами, приборами измерения, устройствами автоматики и защиты, а также аппаратурой защиты, управления, сигнализации и другими вспомогательными устройствами, соединенными между собой в соответствии со схемой электрической расположения КРУ.

Таблица 6.1 - Структура условного обозначения

КМ1-Х-ХХ/ХХХ У3	Комплектное распределительное устройство малогабаритное, модификации 1 (исполнение двухстороннего обслуживания)
КМ1-Х-ХХ/ХХХ У3	Номинальное напряжение, кВ (6 или 10)
КМ1-Х-ХХ/ХХХ У3	Номинальный ток отключения встроенного выключателя, кА (20; 31,5; 40)
КМ1-Х-ХХ/ХХХ У3	Номинальный рабочий ток главной цепи, А
КМ1-Х-ХХ/ХХХ У3	Климатическое исполнение и категория размещения

Шкафы КРУ всех серий имеют жесткую конструкцию, в которую встроены выключатели, трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, токоведущие части (сборные шины и отпайки). В верхней части шкафов КРУ устанавливаются релейные шкафы со встроенной аппаратурой релейной защиты и автоматики (РЗиА), аппаратурой управления, измерения и сигнализации, клеммниками и цепями вторичных соединений.

Корпуса шкафов КМ1 предусматривают встраивание выкатных элементов (тележек), в которых размещены выключатели, трансформаторы напряжения и разъединяющие контакты (выполняющие роль разъединителей).

Конструкция шкафов КМ1 и выкатных элементов предусматривает возможность их закрепления в рабочем и контрольном положениях, а также их выкатывание из шкафа для ревизии и ремонта.

В качестве коммутационных аппаратов для шкафов КРУ применяются выключатели: маломасляные, вакуумные и элегазовые.

Переход сборных шин с одного ряда камер на другой выполняется с помощью шинных мостов. Шинный мост без разъединителей устанавливается в любом месте распредустройства. Шинный мост с двумя разъединителями устанавливается только на крайние камеры ряда.

Конструкция шкафов предусматривает кабельный и шинный ввод.

Условия эксплуатации: высота над уровнем моря не более 1000 м; для исполнения УЗ нижнее рабочее значение температуры воздуха при эксплуатации:

а) от -5 °С до +40 °С без установки подогревателей в релейном шкафу;

б) от -25 °С до +40 °С с установкой подогревателей в релейном шкафу.

Таблица 6.2 - Технические характеристики

Наименование параметра	Значение
Номинальное напряжение, кВ	6; 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	7,2; 12
Номинальный ток главных цепей и сборных шин, А	630, 1000, 1600, 2000, 2500, 3150
Номинальный ток отключения выключателя, встроенного в КРУ, кА	20; 31,5
Ток термической стойкости (кратковременный ток) для промежутка времени 3 с, кА	20;31,5
Номинальный ток электродинамической стойкости главных цепей шкафов КРУ, кА	51; 81
Номинальная мощность встраиваемых трансформаторов СН, кВхА	40
Вид линейных высоковольтных подсоединений	кабельные шинные
Условия обслуживания	с двусторонним обслуживанием с односторонним обслуживанием
Степень защиты по ГОСТ 14254-96	защищенное исполнение -- IP20 для категории размещения 3 и 4 по ГОСТ 15150
Максимальное количество высоковольтных кабелей в шкафах с выключателями	4
Тип кабельных разделок	КВЭД-10
Наибольшее сечение кабелей высокого напряжения, мм2	3x240
Тип выключателя: на номинальный ток до 3150 А	ВБЭ; ВБЧЭ, ВКЭ-10, ВБКЭ-10, BB/TEL, Эволис, VF, HD4, LF ВМПЭ-1,ВВЭ-СМ, HD4, LF
Типы применяемых микропроцессорных защит	SEPAM, SPAC, MICOM, Сириус, Орион
Тип разъединителя	штепсельный, силовой типа РВР-10/4000
Типы трансформаторов тока	ТОЛ-10(ТЛК-10); ТЛШ-10
Типы трансформаторов напряжения	НОЛ.08; НОЛ.06
Типы силовых трансформаторов	ТСКС-40
Типы высоковольтных предохранителей	ПК1-6; ПК1-10; ПК2-6; ПК2-10
Габаритные размеры шкафа отходящих линий (ШхВхГ), мм	750 х 1300 х 2150 (2310)

6.1.2 Выбор оборудования на вводе 6 кВ трансформатора

Расчётный ток присоединения определяется из условия отключения одного трансформатора. Максимальная нагрузка на оставшийся в работе трансформатор определяется максимальной нагрузочной мощностью в аварийном режиме:

а) По номинальным параметрам для утяжелённого режима подходит к установке выключатель типа ВБЭ-10-31,5/3150 выкатного исполнения. Условия выбора и проверки выключателя приведены в таблице 6.3.

Отключающая способность выключателя оценивается по времени

= tсв + 0,02 с.

Собственное время отключения выключателя ВБЭ-10-31,5/3150 равно 0,04 с. = 0,04 + 0,02 = 0,06 с.

Так как < 0,09 с, то значение нормированной асимметрии ном = 27% по [6, рис.2.37].

Полное время отключения короткого замыкания в точке К2:

где tз - время действия максимальной токовой защиты.

Расчётный тепловой импульс В определяется по формуле значения токов короткого замыкания, постоянная времени затухания апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания:

.

Таблица 6.3 - Условия выбора и проверки выключателя типа ВБЭ-10-31,5/3150

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчётные параметры
	10 кВ	6 кВ
	3150 А	2566 А
	31,5 кА	18,62 кА
	80 кА	50,82 кА
	31,5 кА	18,62 кА
	80 кА	50,82 кА
	31,523=2976,8 кАс	416 кАс
	31,5 кА	18,62 кА
	1,41·31,5=56,58 кА	41,20 кА

Выключатель проходит по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

б) На вводе от трансформатора по номинальным параметрам в нормальном и утяжелённом режиме подходит шинный трансформатор тока типа ТШЛК-10. Условия выбора и проверки трансформатора тока, приведены в таблице 6.5. Термическая стойкость шинного трансформатора тока в режиме короткого замыкания оценивается по тем же расчётным параметрам, что и выключателя. Динамическая стойкость шинного трансформатора тока определяется стойкостью шин и проверке не подлежит.

Расчётная нагрузка вторичных цепей трансформатора тока определяется для схемы включения приборов, приведённой на рисунке 6.1, расчет сведен в таблицу 6.4.

Рисунок 6.1 - Схема включения приборов

Таблица 6.4 - Расчёт нагрузки

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Счётчик активной и реактивной энергии	ЦЭ 6850	2,25	-	2,25
Всего:		3,25	-	2,75

Наиболее загруженная фаза А, где S приб= 3,25 ВА.

Сопротивление измерительных приборов фазы А:

Максимально возможное сопротивление соединительных проводов при r2ном = 0,8 Ом в классе точности 0,5 составляет:

Сечение соединительных проводов для схемы соединений трансформатора тока в неполную звезду.

где - удельное сопротивление провода, для алюминиевых проводов принимаем

= 0,028 Ом·мм2/м;

- длина трассы соединительных проводов.

Минимальное сечение алюминиевого провода из условия механической прочности 2,5 мм2. Принимаем Sпр = 2,5 мм2. При этом сечении сопротивление проводов:



Вторичная нагрузка трансформаторов тока:

Таблица 6.5 - Условия выбора и проверки трансформатора тока типа ТШЛК-10

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	10 кВ	6 кВ
	3000 А	2566 А
	-	50,82 кА
	кА·с	416 кА·с
	0,8 Ом	0,62 Ом

Трансформатор тока ТШЛК-10-3000У3 проходит по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

в) Выбираем разрядники типа РВО-10-У1 для защиты от атмосферных и кратковременных внутренних перенапряжений изоляции электрооборудования электростанций и подстанций постоянного тока. Выбор разрядников производится по номинальному напряжению.

6.1.3 Выбор и проверка сборных шин РУ-6 кВ

а) Расчётный рабочий ток сборных шин принимается равным длительному максимальному току в наиболее тяжёлом режиме работы электроустановки. Максимальный ток будет протекать по сборным шинам при отключении одного трансформатора и перегрузке другого. Так как мощность подключенных к секциям сборных шин батарей конденсаторов, как правило, намного меньше мощности трансформаторов, то их влиянием пренебрегаем.



По этому току выбираются алюминиевые двухполосные шины сечением (120х8)х2 мм, установленные на ребро.

.

б) Проверка шинной конструкции на динамическую стойкость в режиме короткого замыкания заключается в сравнении максимального напряжения в ней с допустимым (доп = 90 МПа по таблице 5.3 [14]). Эскиз расположения шин на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Эскиз расположения шин

Для установки в ЗРУ выбираем КРУ КМ-I. Значения расстояние между осями фаз (а) и расстояние между осями опорных изоляторов вдоль фазы (l) принимаются по типовым проектам распределительных устройств:

a= 0,35 м; l= 0,75 м.

Расстояние между прокладками , b = 0,008 м, h = 0,12 м.

Момент сопротивления шин:

.

Наибольшее удельное усилие, приходящееся на 1 м длины шины от взаимодействия токов в фазах определяется по формуле:

Максимально расчетное напряжение в материале от взаимодействия фаз определяется по формуле:

Сила взаимодействия между полосами шин определяется по формуле (5.39) [14].

По табл. 5.4 [14] при отношении b/h=0,067 коэффициент .

Напряжение в материале шины от межполосного взаимодействия определяется по формуле (5.37) [14].

Суммарное напряжение определяется по формуле (5.36) [14]

в) Проверка сборных шин на термическую стойкость проводится по полному току короткого замыкания в точке К2.

Тепловой импульс в шинах определяется суммарным током короткого замыкания от системы и двигателей:

Минимальное сечение шин по условиям термической стойкости определяется по формуле:

где С - расчетный коэффициент, значение для алюминиевых шин принимается равным С = 90.

.

Условия выбора и проверки сборных шин приведены в таблице 6.6.

Таблица 6.6 - Условия выбора и проверки сборных шин

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчётные параметры
	2650 A	2566 А
	90 МПа	77,55 МПа
	960 мм2	226,6 мм2

Сборные шины проходят по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

6.1.4 Выбор опорных изоляторов для РУ-6 кВ

По номинальному напряжению, роду установки и допускаемой механической нагрузке подходят проходные изоляторы ИОР-10-7,5УХЛ2. Условия выбора и проверки приведены в таблице 6.7. Проверка по допустимой механической нагрузке производится по условию:

где Н - высота изолятора.

Наибольшая расчетная нагрузка на опорный изолятор определяется:

Таблица 6.7 - Условия выбора и проверки опорных изоляторов

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчётные параметры
	10 кВ	6 кВ
	4,5 кН	1,46 кН

Опорные изоляторы проходят по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

6.1.5 Выбор секционного выключателя и трансформатора тока

Секционный выключатель и трансформатор тока выбираются по тем же показателям, что и выключатель на вводе трансформатора, но нагрузка в два раза меньше: выбираем выключатель ВБЭ-10-31,5/1600 УХЛ2 на номинальный ток 1600 А:

Собственное время отключения выключателя ВБЭ-10-31,5/1600 равно 0,04 с. = 0,04 + 0,02 = 0,06 с.

Так как < 0,09 с, то значение нормированной асимметрии ном = 20,02%.

Полное время отключения короткого замыкания:

.

Таблица 6.8 - Условия выбора и проверки выключателя типа ВБЭ-10-31,5/1600 УХЛ2

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
IномIдлит.макс	1600 А	1283 А
Iвкл.номIпо	31,5 кА	18,62 кА
iвклiуд	80 кА	58,12 кА
Iдин.номIпо	31,5 кА	18,62 кА
Iдин.макс.iуд	80 кА	58,12 кА
Iт. tт>B	31,52·3=2977 кА·с	416 кА·с
Iотк.номIn	31,5 кА	18,62 кА
	•31,5•1,2=53 кА	47,177 кА

Выключатель проходит по всем параметрам в нормальном, утяжеленном и аварийном режимах.

6.1.6 Выбор и проверка трансформаторов тока на секционный выключатель

По номинальным параметрам в ячейке секционного выключателя выбираем трансформатор тока типа ТШЛК-10-2000У3. Соединительные провода приняты алюминиевые сечение 4 мм2, длиной 20 м.

Таблица 6.9 - Расчет нагрузки

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, В·А
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Всего:		0,5	-	-

Таблица 6.10 -Условия выбора и проверки трансформатора тока типа ТШЛК-10-2000У3

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
IномIдлит.макс	2000 А	1575А
Кдин ·· Iномiуд	-	58,12 кА
(К1·I1ном)tmB	(35·2)3=14700 кА	416 кА·с
Z2номZ2r2	0,8 Ом	0,36Ом

Трансформатор тока проходит по всем параметрам в нормальном, утяжеленном и аварийном режимах работы.

Выбор электрооборудования на отходящих линиях от РУ-6 кВ

6.1.7 Выбор и проверка выключателя в РУ-6 кВ

Расчетный ток в отходящих линиях определяется исходя из следующих допущений:

-нагрузка на линиях в нормальном режиме распределяется между линиями равномерно (50 линий).

-на всех линиях одинаковый ;

-в утяжеленном (ремонтном или аварийном) режиме каждая линия может нести двойную нагрузку, из таблицы 4.2: Iрасч = 348 А.

Принимаем к установке выключатель типа ВБЭ-10-31,5/630 УХЛ2, tсв=0,03 с.

= 0,03 + 0,02 = 0,05 с.

ном = 33% .

,

.

Условия выбора и проверки приведены в таблице 6.11.

Таблица 6.11 -Условия выбора и проверки выключателя типа ВБЭ-10-31,5/630 УХЛ2

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
IномIдлит.макс	630 А	348 А
Iвкл.номIпо	31,5 кА	18,11 кА
iвклiуд	80 кА	47,16 кА
Iдин.номIпо	31,5 кА	18,11 кА
Iдин.макс.iуд	80 кА	51,15 кА
Iт. tт>B	31,52·3=2977 кА·с	226,3 кА·с
Iотк.номIn	31,5 кА	18,11 кА
	•31,5•1,2=53 кА	47,177 кА

Выключатель проходит по всем параметрам в нормальном, утяжеленном и аварийном режимах.

6.1.8 Выбор и проверка трансформатора тока

По номинальным параметрам на отходящей линии может быть выбран трансформатор тока типа ТЛК-10-1У3.

Соединительные провода приняты алюминиевые, сечением 4 мм2 длиной 20 м.

Таблица 6.12 - Расчет нагрузки

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, В·А
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Счетчик активной энергии	САЗУ И-672М	2,5	-	2,5
Счетчик реактивной энергии	СР4У И-673М	3,75	-	3,75
Всего:		6,75	-	6,25

Таблица 6.13 - Условия выбора и проверки трансформатора тока типа ТЛК-10-1У3

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
IномIдлит.макс	600 А	348 А
Кдин ·· Iномiуд	-	47,16 кА
ImtmB	31,53=2977 кА	226,3 кА·с
Z2номZ2r2	0,6 Ом	0,51Ом

Трансформатор тока проходит по всем параметрам в нормальном, утяжеленном и аварийном режимах работы.

Расчетные токи на остальных отходящих линиях приведены в таблице 4.2.

Максимальный ток у отходящей линии к силовому трансформатору мощностью

1600 кВА составляет 154,1 А. Выбираем вакуумный выключатель типа ВБЭ-10-31,5/630 УХЛ2.

Для синхронных и асинхронных двигателей, а так же конденсаторных батарей выбираем аналогичный выключатель.

Условия выбора и проверки выключателей к цеховым трансформаторам 1600 кВА представлен в таблице 6.14, проверки трансформаторов тока в таблице 6.15.

Таблица 6.14 -Условия выбора и проверки выключателя типа ВБЭ-10-31,5/630 УХЛ2

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
IномIдлит.макс	630 А	154,1 А
Iвкл.номIпо	31,5 кА	20,03 кА
iвклiуд	80 кА	57,56 кА
Iдин.номIпо	31,5 кА	20,03 кА
Iдин.макс.iуд	80 кА	57,56 кА
Iт. tт>B	31,52·3=2977 кА·с	276,8 кА·с
Iотк.номIn	31,5 кА	19,17 кА
	•31,5•1,2=53 кА	47,177 кА

Выключатель проходит по всем параметрам в нормальном, утяжеленном и аварийном режимах.

Таблица 6.15 - Условия выбора и проверки трансформатора тока типа ТЛК-10-1У3

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
IномIдлит.макс	600 А	154,1 А
Кдин ·· Iномiуд	-	57,56 кА
ImtmB	31,53=2977 кА	276,8 кА·с
Z2номZ2r2	0,6 Ом	0,51 Ом

Трансформатор тока проходит по всем параметрам в нормальном, утяжеленном и аварийном режимах работы.

6.1.9 Выбор трансформатора напряжения на секциях 6 кВ

На каждой секции подключается по одному трансформатору напряжения типа НТМИ-10-66У3.

К трансформатору напряжения подключены параллельные обмотки приборов PV, PW, PI, PK.

Счётчики активной энергии (PI) - на всех присоединениях; ваттметры (PW) - на вводах, и счётчики реактивной энергии (PK) - на вводах и батареях конденсаторов; вольтметры с переключателем (PV) - на секциях шин.

Таблица 6.16 - Расчет вторичной нагрузки трансфор-ра напряжения НТМИ-10-66У3

Наименование прибора	Тип прибора	Количество приборов	Нагрузка включения между фазами, В·А
			АВ	ВС	СА
Показывающий вольтметр	Э-335	1	2	2	-	-	-	-
Ваттметр	Д-335	1	1,5	1,5	1,5	1,5	-	-
Счетчик активной энергии	САЗУ И-672М	13	3	39	3	39	-	-
Счетчик реактивной энергии	СР4У И-673М	12	-	-	3	36	3	36
Всего:	155

Таблица 6.17 -Условия выбора и проверки трансфор-ра напряжения типа НТМИ-10-66

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
UномUном.сети	10 кВ	6 кВ
S2ном.Sрасч.	200 В·А	155 В·А

Трансформатор напряжения типа НТМИ-10-66 У3 удовлетворяет условиям проверки.

В цепи измерительных трансформаторов напряжения будут установлены предохранители типа ПКН 001-10У3 с номинальным напряжением Uн.=10 кВ.

На присоединении трансформаторов напряжения принимаем к установке разрядники марки РВО-6 У1.

6.1.10 Выбор и проверка кабельных линий

Проверка кабеля на термическую стойкость:

Минимальное допустимое сечение по условию термической стойкости находится по формуле:

,

где С - расчетный коэффициент для выбранного типа кабеля, С=90;

В- тепловой импульс в расчетной точке КЗ.

- на кабельных линиях от РУ-6 кВ, РУ-1 и РУ-2 :

= 12,02 мм2

По условию термической стойкости минимальное сечение кабеля равно 16 мм2

- на кабельных линиях в сторону РУ-1 6 кВ:

= 167,1 мм2

По условию термической стойкости минимальное сечение кабеля равно 180 мм2

- на кабельных линиях в сторону РУ-2 6 кВ:

= 172,6 мм2

По условию термической стойкости минимальное сечение кабеля равно 180 мм2

Расчетные токи на остальных отходящих линиях РУ-1 и РУ-2 приведены в таблице 4.2.

Условия выбора и проверки практически одинаковы за исключением некоторых параметров, которые не влияют на выбор. Поэтому в РУ-1 и РУ-2 устанавливаем аналогичное оборудование выбранное выше.

6.1.11 Выбор оборудования на вводе 110 кВ

Расчётный ток в утяжелённом режиме определяется из условия работы одного трансформатора:

а) По номинальным параметрам для утяжелённого режима к установке могут быть приняты разъединители типа РНД-110/1000-У1. Условия выбора и проверки приведены в таблице 6.18.

Проверка этих аппаратов на динамическую и термическую стойкость проводится по току короткого замыкания на стороне ВН трансформатора в точке К1, значения которого приведены в таблице 5.1.

Полное время отключения короткого замыкания в этом случае будет равно:

где tз.т - время действия дифференциальной защиты трансформатора, с;

tв - полное время отключения выключателя, с.

Тепловой импульс В определяется:

Таблица 6.18 - Условия выбора и проверки разъединителя типа РНД-110/1000-У1

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	110 кВ	110 кВ
	1000 А	293,9 А
	80 кА	30,29 кА
	31,52·4 = 3969 кА2·с	221,24 кА2·с

Разъединители 110 кВ проходят по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

б) Выбираем разрядники типа РВМГ-110 для защиты от атмосферных и кратковременных внутренних перенапряжений изоляции электрооборудования электростанций и подстанций постоянного тока. . Выбор разрядников производится по номинальному напряжению.

6.1.12 Выбор выключателя на стороне 110 кВ

По номинальным параметрам к установке подходит выключатель типа ВЭБ-110-I. Условия выбора и проверки приведены в табл. 6.19.

Собственное время отключения выключателя ВЭБ-110-I равно 0,035 с.

= tсв + 0,02 с = 0,035 + 0,02 = 0,055 с.

Отключающая способность выключателя оценивается по времени

Так как < 0,09 с, то значение нормированной асимметрии ном = 30%

Полное время отключения:

Тепловой импульс:

Таблица 6.19 - Условия выбора и проверки выключателя ВЭБ-110-I

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	110 кВ	110 кВ
	2500 А	293,9 А
	40 кА	11,90 кА
	102 кА	30,29 кА
	40 кА	11,90 кА
	102 кА	30,29 кА
	402·3=4800 кА2·с	16,29 кА2·с
	40 кА	11,90 кА
		20,23 кА.

Выключатель проходит по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

6.1.13 Выбор трансформаторов тока на стороне 110 кВ

По номинальным параметрам на высоковольтном вводе может быть выбран трансформатор тока типа ТФЗМ-110-Б-У1. Условия выбора и проверки приведены в таблице 6.21. К трансформаторам тока подключены приборы: амперметр и счётчик активной энергии. Расчетная нагрузка вторичных цепей ТТ определяется только нагрузкой амперметра.

Таблица 6.20 - Расчет вторичной нагрузки

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э - 335	0,45	-	-
Всего		0,45	-	-

Наиболее загруженная фаза А: Sприб= 0,45 ВА.

Сопротивление измерительных приборов фазы А:

.

Максимально возможное сопротивление соединительных проводов при r2доп= 1,2 Ом составляет:

.

Сечение соединительных проводов:

.

Минимальное сечение алюминиевого провода из условия механической прочности 4мм2. Принимаем Sпр=4мм2. При этом сечении сопротивление проводов:

.

Вторичная нагрузка ТТ:

.

Таблица 6.21-Условия выбора и проверки трансформатора тока типа ТФЗМ-110-Б-У1

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	110 кВ	110 кВ
	300А	293,9 А
	84 кА	30,29 кА
	28·3=2352 кА2с	16,29 кА2с
	1,2 Ом	0,674 Ом

Трансформатор тока проходит по всем параметрам в нормальном, утяжелённом и аварийном режимах.

6.1.14 Выбор трансформатора напряжения на 110 кВ

На каждой секции подключаются по одному трансформатору напряжения типа НКФ-110-IIУ1, выбор производится по номинальным данным.

К трансформатору напряжения подключены параллельные обмотки приборов PV, PW, PI, PK.

Счетчик активной энергии (PI) - на всех присоединениях; ваттметры (PW) - на вводах; счетчики реактивной энергии (PK) - на вводах; вольтметр с переключателем (PV) - на секциях шин.

Таблица 6.22 - Расчет вторичной нагрузки трансфор-ра напряжения типа НКФ-110-IIУ1

Прибор	Тип	Кол-во приборов	Нагрузка включения между фазами, ВА
			АВ	ВС	СА
Показывающий вольтметр	Э-365	1	0,5	0,5	-	-	-	-
Ваттметр	Д-365	1	0,28	0,28	0,28	0,28	-	-
Счетчик активной и реактивной энергии	ЦЭ 6850	1	4	4	4	4	-	-
Всего	5,06

Величина допустимой нагрузки вторичной цепи в классе точности:

· 0,2 составляет 100 ВА.

Таблица 6.23 - Условия выбора и проверки трансформатора напряжения НКФ-110-IIУ1

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	110 кВ	110 кВ
	100 ВА	5,06 ВА

Таким образом, данный трансформатор напряжения удовлетворяет условиям проверки.

Все выбранное оборудование понизительной подстанции 110/6 кВ схематично представлено в графической части курсового проекта на листе 1.

6.2 Выбор и проверка основного электрооборудования до 1000 В

Все оборудование, устанавливаемое в распределительной сети до 1000 В, комплектное. В цехах устанавливаются комплектные трансформаторные подстанции.

Выберем типы выключателей устанавливаемых в вводных, секционных шкафах, а также шкафах отходящих линий от КТП.

Коммутация и защита цеховых распределительных сетей осуществляется малогабаритными трехполюсными автоматическими выключателями.

6.2.1 Выбор вводного автоматического выключателя

Выключатель предварительно выбирается по номинальному напряжению и току, затем проверяется его отключающая способность.

Расчетный ток присоединения из условия отключения одного трансформатора. Максимальная нагрузка на оставшейся в работе трансформатор не должна превышать 140%.

А

Вводной и секционный выключатели проверяются по току металлического КЗ, т.е. без учета сопротивления дуги.

По номинальным параметрам для утяжеленного режима подходит к установке автоматический выключатель ВА55-47 с полупроводниковыми селективными расцепителями на номинальный ток 4000 А. Условия выбора и проверки выключателя приведены в таблице 6.24.

Таблица 6.24-Условия выбора и проверки вводного автомата типа ВА53-47

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	0,66 кВ	0,4 кВ
	4000 А	3237 А
	80 кА	33,6 кА

Автоматический выключатель удовлетворяет условиям проверки.

6.2.2 Выбор секционного автоматического выключателя

А

Принимаем к установке автоматический выключатель ВА55-45 с полупроводниковыми расцепителями с токоограничивающей способностью, номинальный ток выключателя 2500 А. Условия выбора и проверки представлены в табл 6.25.

Таблица 6.25- Условия выбора и проверки секционного автомата ВА55-45

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	0,66 кВ	0,4 кВ
	2500 А	1619 А
	55 кА	33,6 кА

Выключатель удовлетворяет условиям проверки.

6.2.3 Выбор трансформатора тока на вводе от трансформатора 1600 кВА

По номинальным параметрам в нормальном и утяжелённом режимах подходит к установке трансформатор тока типа ТшлК-0.66У3. К ТТ подключены приборы: амперметр, счётчик активной энергии.

Таблица 6.26 Расчётная нагрузка трансформатора тока ТшлК-0.66У3

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр Счётчик активной энергии	Э-335 М 230	0.5 2.5	- -	- 2.5
Всего	3	-	2,5

рис. 6.3 - Схема подключения приборов к трансформатору тока

Наиболее загруженная фаза А: Sприб=3 ВА.

Сопротивление измерительных приборов фазы А:

Ом.

Максимально возможное сопротивление измерительных проводов при r2ном=2 Ом в классе точности 1 составляет:

rпров=2-0,12-0.1=1,78 Ом.

Сечение соединительных проводов для схемы соединений трансформатора тока в неполную звезду:

мм2,

где l=10 м - длина трассы соединительных проводов.

Минимальное сечение алюминиевого провода из условия механической прочности 2,5 мм2. Принимаем Sпр=2.5 мм2. При этом сечении сопротивление провода:

.

Вторичная нагрузка трансформатора тока:

R2расч=0,12+0,1+0,194=0,414 Ом.

Расчётная нагрузка ТТ: S2расч=3 ВА.

Таблица 6.27- Условия проверки трансформатора тока ТшлК-0.66У3

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчётные параметры
UномUном сети,кВ	0,66	0,4
IномIдлит макс,А	4000	3237
Z2номZ2расч,Ом	2	0,414

Трансформатор тока проходит по всем параметрам.

6.2.4 Выбор трансформатора тока на секционном автомате

По номинальным параметрам в нормальном и утяжелённом режимах подходит к установке трансформатор тока типа ТНшл-0.66У3. К ТТ подключены приборы: амперметр, счётчик активной энергии.

Расчётная нагрузка ТТ: S2расч=3 ВА.

Таблица 6.28- Условия проверки трансформатора тока ТшлК-0.66У3.

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчётные параметры
UномUном сети,кВ	0,66	0,4
IномIдлит макс,А	2000	1619
Z2номZ2расч,Ом	2	0,414

Трансформатор тока проходит по всем параметрам.

Так как для большинства электроприемников не предусматривается дистанционное управление, то пускозащитная аппаратура располагается непосредственно у электроприемника с питанием от магистрали.

Для всех РП принимаем к установке распределительные шкафы марки ПР8501 в различной комплектации. По результатам расчетов нагрузок (табл.4.5), выбраны автоматические выключатели типа ВА. Комплектация шкафов РП представлена в таблице 6.29. Условия выбора и проверки выключателей на отходящей линии РП представлены в таблице 6.30 и таблице 6.31.

Распределительные щитки освещения выполнены для открытой установки. Во всех отделениях принимаем к установке силовые пункты серии ПР 8511-В. В качестве вводного выключателя в силовых пунктах установлены автоматические выключатели серии ВА с номинальным током Iном = 250 А.

Для групповых осветительных сетей применяем щитки серии ОЩВ с однополюсными автоматами серии ВА.

Таблица 6.29 - Выбранные типы распределительных шкафов

№ РП	Номинальный ток РП, А	Ввод. автомат	Ном. Ток вводного автомата, А	Исполнение по способу установки и степени защиты	Число отходящих автоматов	Количество отходящих автоматов по типам
						ВА51-31 (6,3-100А)	ВА51-35 (100-250А)
РП-1	107	ВА51-35	125	ПР 8501-03-2-051-3У3	4	4	-
РП-2	98	ВА51-35	125	ПР 8501-03-2-051-3У3	4	4	-
РП-3	44	ВА51-35	125	ПР 8501-03-2-051-3У3	10	10	-
РП-4	137	ВА51-35	160	ПР 8501-03-2-051-3У3	15	12	3
РП-5	130	ВА51-35	160	ПР 8501-03-2-051-3У3	2	2	-
РП-6	141	ВА51-35	160	ПР 8501-03-2-051-3У3	4	4	-
РП-7	60	ВА51-35	125	ПР 8501-03-2-051-3У3	15	15	-
РП-8	103	ВА51-35	125	ПР 8501-03-2-051-3У3	3	3	-
РП-9	136	ВА51-35	160	ПР 8501-03-2-051-3У3	2	2	-
РП-10	100	ВА51-35	125	ПР 8501-03-2-051-3У3	2	2	-

Таблица 6.30 - Условия выбора и проверки выключателя на отходящей линии РП автомат ВА51-31

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	0,4 кВ	0,4 кВ
	100А	97 А
	22 кА	0,32 кА

Таблица 6.31- Условия выбора и проверки выключателя на отходящей линии РП автомат ВА51-35

Условия выбора и проверки	Номинальные параметры	Расчетные параметры
	0,4 кВ	0,4 кВ
	100А	97 А
	22 кА	0,32 кА

Автоматические выключатели распределительных шкафов удовлетворяет условиям проверки.

7. Расчет электрического освещения

7.1 Светотехнический расчет освещения

Электрическое освещение канатного цеха №1 калибровочного завода выполняется в соответствии с СНиП.

Для внутреннего освещения цеха предусматриваем рабочее и аварийное освещение. Аварийное освещение предназначается для продолжения работ и для эвакуации людей при аварийном отключении рабочего освещения. Освещенность на рабочих поверхностях при аварийном освещении предусматриваем не менее 5% рабочей освещенности, но не менее 2 лк.

Напряжение сети общего освещения принято 380/220 В переменного тока. Источники света работают от сети напряжением 220 В. Напряжение сети ремонтного освещения принято 42 В, а в особо опасных условиях - 12 В. Питание сети рабочего освещения предусматривается от шин 0,4 кВ трансформаторной подстанции.

Обслуживание светильников осуществляется с лестниц и стремянок, мостовых кранов, мостиков и со специальных инвентарных устройств.

В канатном цехе №1 предусматривается размещение системы общего освещения. К общему освещению, при необходимости, добавляется местное освещение. Светильники располагаются только в верхней зоне помещения и крепятся непосредственно к потолку помещений. Общее освещение выполняется равномерным, т.е. по всему помещению создается одинаковая освещенность. Светильники располагаются рядами на одинаковом расстоянии друг от друга.

Эскиз размещения светильника в отделении приведен на рис. 7.1.



Рис. 7.1 - Размещение светильника:

H-высота помещения; h1-высота расчетной поверхности от пола; h2-расстояние светильника от перекрытия; Hр-высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Расчет электрического освещения проводится по методу коэффициента использования. Задачей расчета является определение числа и мощности источника света.

Габаритные размеры производственного помещения канатного цеха №1:

· Канатное отделение 121Ч48Ч10 м;

В качестве ламп освещения принимаем к установке газоразрядные лампы типа ДРЛ. Норма освещенности в цехе, согласно СНиП, составляет 200 лк на высоте 0,8 м от уровня пола.

Согласно рис. 7.1 высота подвеса светильника над рабочей поверхностью:

, (7.1)

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения, который определяется по формуле:

 (7.2)

где: L - длина помещения, м;

В - ширина помещения, м.

Коэффициент использования светового потока:

СДДРЛ - Ки=0,68; НСП - Ки=0,78;

Суммарный световой поток, необходимый для освещенности в 200 лк:

, (7.3)

где: минимальная освещенность, лм;

площадь помещения, м2;

коэффициент запаса [16];

коэффициент, зависящий от типа светильника и расстояния между светильниками [16].

Учитывая разряд зрительной работы и достаточно большую высоту помещения принимаем для рабочего освещения газоразрядную лампу типа ДРЛ-1000, светильники типа СДДРЛ. Номинальный световой поток данной лампы: ; для аварийного освещения лампу накаливания типа Г-500, светильники типа НСП. Номинальный световой поток данной лампы: [16].

Необходимое количество ламп для канатного отделения определяем как частное от деления суммарного светового потока на световой поток лампы:

, (7.4)

Принимаем к установке 60 ламп - рабочего освещения; 20 ламп - аварийного освещения. Распределяем эти лампы по длине цеха следующим образом:

60 ламп в 6 рядов по 10 ламп - ДРЛ; 2 ряда по 10 ламп - ЛН;

Размещение светильников в канатном цехе представлено на рис. 7.3.

7.2 Электротехнический расчет осветительной сети

При отсутствии недопустимых колебаний напряжения вследствие неравномерности силовых нагрузок крупных электроприемников - справочной литературой рекомендуется совместное питание осветительной и силовой электрической сети при напряжении 380/220 В.

7.2.1 Осветительные щитки

Для распределения электрической энергии и защиты электрических установок и осветительных сетей при перегрузках и токов короткого замыкания используют силовые пункты. Распредпункты серии ПР 8511 В рассчитаны для эксплуатации в электрических цепях переменного тока напряжением до 660 В. В данных силовых пунктах устанавливаются автоматические выключатели типа ВА.

7.2.2 Выбор схемы питания

При выборе схемы осветительных установок питания должны учитываться:

· Требуемая степень надежности питания;

· Регламентированные уровни и колебания напряжения у источников питания;

· Простота и удобство эксплуатации;

· Требования к управлению освещением;

· Экономичность установки.

При наличии в здании промышленного предприятия двухтрансформаторных подстанций рабочее и аварийное освещение питаются от разных трансформаторов одной или разных подстанций.

Рисунок 7.2 - Схема питания освещения от одной двухтрансформаторной подстанции

7.2.3 Определение расчетных электрических нагрузок

Расчетная нагрузка для осветительных установок с газоразрядными лампами определяется по выражению:

(7.5)

где - установленная мощность источников света, кВт;

- поправочный коэффициент, принимаемый с учетом типа источника света ( - для ДРЛ, для ЛН не учитывается);

- коэффициент спроса.

7.2.4 Расчет осветительной сети по потере напряжения

Напряжение, подводимое к лампе, значительно влияет на ее световой поток - уменьшение напряжения вызывает снижение светового потока. Поэтому в ПУЭ регламентируется допустимое напряжение на лампах.

Величина допустимых потерь напряжения в сети

(7.6)

где - располагаемая потеря напряжения, %;

- допускаемое напряжение при холостом ходе трансформатора, %;

- допускаемое напряжение у наиболее удаленных ламп, %;

- потеря напряжения в трансформаторе, приведенная к вторичному напряжению, %.

Потеря напряжения в трансформаторе зависит от мощности трансформатора, его загрузки, коэффициента мощности электроприемников и определяется по формуле:

(7.7)

где - коэффициент загрузки трансформатора;

- активная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

- реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

- коэффициент мощности на зажимах вторичной обмотки трансформатора.

Значения и определяются выражениями:

(7.8)

(7.9)

где - потери короткого замыкания, кВт;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- напряжение короткого замыкания, %.

Допустимые потери напряжения принимаются по табл. 4.8 [16] в зависимости от мощности трансформаторов ТП и от загрузки. Эти потери рассчитаны для .

Для трансформатора 1600 кВА: =0,85; =0,7; =18 кВт; =5,5%.

Принимая =105%, находим:

7.2.5 Выбор сечений кабелей и проводов осветительных сетей

Для каждого участка сечение проводников определяется по допустимому нагреву рабочим током и проверяется по потерям напряжения. По соображениям механической прочности и защищенности питающие кабели прокладываются в трубах, а групповые - в трубах и открыто. Рекомендуется прокладывать гибкие четырехжильные кабели типа АВВГ сечением не менее 2,5 мм2.

Расчетный ток на участке определяется:

(7.10)

где =0,9 - для ламп накаливания и ДРЛ при условии компенсации реактивной мощности.

Принимаем равномерное распределение нагрузок между групповыми линиями и щитками. Допустимые потери напряжения принимаются по табл. 4.8 [16] в зависимости от мощности трансформаторов ТП и от загрузки (при Кз=0,7 и =0,85 U =4,6%).

Таблица 7.1 - Расчет сечений жил кабелей осветительных электрических сетей

Направление прокладки								Марка и сечение кабеля
Питание ЩОР	62,7	106	110	50	68	1,94	4,6	АВВГ 4Ч50
Групповые линии рабочего освещения	10,45	17,7	42	4	149	3,54	4,6	АВВГ 4Ч10
Питание ЩОА	10,45	17,7	27	4	68	4,04	4,6	АВВГ 4Ч4
Групповые линии аварийного освещения	5,225	8,8	27	4	142	4,22	4,6	АВВГ 4Ч4

Важным условием при проектировании осветительных сетей является обеспечение у ламп необходимого уровня напряжения. Для этих целей выполняют расчет осветительной сети по потере напряжения.

Потеря напряжения осветительной сети определяется по формуле:

(7.11)

где - момент нагрузки ;

- коэффициент зависящий от схемы питания и материала проводника;

- сечение данного участка сети.

(7.12)

где - расчетная нагрузка;

- длина питающей линии.

Потеря напряжения для питающих линий рабочего освещения:



Рисунок 7.3 - Осветительная сеть канатного отделения канатного цеха№1

8. Расчет заземляющих устройств

8.1 Расчет заземляющего устройства ГПП -110 кВ

Допустимое сопротивление заземляющего устройства в установках 110 кВ и выше с заземлённой нейтралью r з= 0,5 Ом [1].

Заземляющее устройство выполняется в виде сетки из вертикальных заземлителей и соединительных полос, расположенных вдоль рядов оборудования и поперёк их и создающих заземляющую сетку с переменным шагом. Расстояние между полосами должно быть не более 30 м.

Для расчёта сложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников Lг, глубины их заложения t, числа и длины, вертикальных заземлителей и глубины их заложения t1 = t + 0,5l.

Для упрощения расчётов реальный грунт заменяется двухслойной землёй, учитывающей изменение сопротивления грунта при его промерзании коэффициентом сезонности kс на глубину верхнего слоя h1. Для климатических условий Урала можно принять kс = 5 и h1 =2 м.

Расчёт ведётся в следующем порядке.

1. Заземляющее устройство подстанции (например, изображённое на рис. 8.1, а, преобразуется в квадратную модель рис. 8.1, б.



а б

Рис. 8.1- Заземляющее устройство подстанции

Сторона квадрата расчётной модели равна - .

Число ячеек по стороне квадрата

(8.1)

Длина полос расчётной модели (после округления «m»)

(8.2)

Длина сторон ячейки

(8.3)

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при условии a/= 1.

 (8.4)

2. Определяется общее сопротивление сложного заземлителя, Ом

, (8.5)

где:

(8.6)

(8.7)

- эквивалентное удельное сопротивление земли, принимается по табл. 8.1. Ом•м;

Lв - общая длина вертикальных заземлителей, Lв = в•nв, м;

Lг - общая длина горизонтальных полос, м.

Таблица 8.1 - Относительное эквивалентное удельное сопротивление грунта

		Относительная толщина слоя промерзания, м
		0,025	0,05	0,1	0,2	0,4	0,8	0,95
5	1	1,05	1,1	1,15	1,22	1,35	1,86	2,4
	2	1,22	1,26	1,35	1,43	1,54	2,12	2,7
	4	1,33	1,41	1,5	1,65	1,83	2,6	3,5

3. Если полученное значение Rз больше допустимого (0,5 Ом), необходимо увеличить площадь S, длину Lг или число вертикальных заземлителей и их длину.

Необходимо рассчитать заземляющее устройство типа сетки для подстанции 110 кВ площадью 50х75 м2; грунт - глина, =20 Ом•м, h1 =2 м, kс =5, t =0,7 м, lв =5 м.

Естественных заземлителей нет.

Действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчётную квадратную модель со стороной (см. рис. 8.1.):

Длина горизонтальных полос по плану:

Число ячеек по стороне квадрата по (8.1.):

Длина полос в расчётной модели:

Длина сторон ячейки по (8.3.):

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при условии a/= 1 (формула 8.4.):

принимаем nв = 49.

Общая длина вертикальных заземлителей:

Относительная глубина:



По табл. 9.1 для kс = 5; =1

определяем = 1,26, тогда = 1,26 · ; = 20 Ом•м;

= 1,26 • 20 = 25,2 Ом•м.

По формуле (8.5.) определяем сопротивление заземляющего устройства:

что меньше Rдоп = 0,50 Ом.

Таким образом, сопротивление заземляющего контура подстанции удовлетворяет требованию ПУЭ.

Заключение

В результате проведенных расчетов был спроектирован вариант электроснабжения калибровочного завода:

· были определены электрические нагрузки с учетом осветительной нагрузки и выбрана схема питания ГПП по блоку линия - трансформатор с выключателем и ремонтной перемычкой на стороне ВН.

· были выбраны число и мощность силовых трансформаторов установленных на ГПП - 2ЧТРДН - 40000/110.

· были выбраны число и мощность цеховых трансформаторов: 54 масляных трансформаторов типа ТМЗ-1600/6.

· составлен кабельный журнал схемы электроснабжения на напряжение 6 кВ.

· после расчетов токов КЗ было выбрано оборудование, и основные токоведущие части, на напряжение до и выше 1000 В.

· рассчитан заземляющий контур ГПП сопротивление которого соответствует ПУЭ.

· рассчитано и выбрано электрическое освещение канатного цеха №1.

Список используемой литературы

1. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2000

2. ЭВМ, программа NAG, Проектирование цехового электроснабжения «Нагрузки», Н.Т.Патшин.

3. Фёдоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов.- 4-е изд.-М.:Энергоатомиздат,1984.-472 с.

4. Неклепаев Б.Н.,Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов.-4-е изд.- М.:Энергоатомиздат,1989.-608с.

5. Монтаж и ремонт кабельных линий: Справочник электромонтажника/Под ред. А.Д.Смирнова, Пантелеев Е.Г.-2-е изд- М.: Энергоатомиздат,1990.- 288с

6. Справочник по проектированию электроснабжения/ Под ред. Ю.Г. Барыбина-М.:Энергоатомиздат,1990.- 576с

7. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования/ Под ред. Ю.Г. Барыбина-М.:Энергоатомиздат,1991.- 464с

8. А. М. Семчинов Токопроводы промышленных предприятий. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1982.-208с

9. А.А, Федоров, Л.Е. Старкова Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов - М.:Энергоатомиздат,1987.-368 с.

10. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1987.

11. В.Н. Камнев Чтение схем и чертежей электроустановок: - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1990. - 144 с.

12. А. С. Овчаренко Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Проектирование и расчет: - К.: Техника, 1985. - 279 с.

13. Метизное производство. Тематический отраслевой сборник № 5: М.: Металлургия, 1976.

14. Кабели и провода на напряжение 6-10 кВ.2005г. Nexans.

15. Игуменщев В.А., Олейников В.К., Малафеев А.В. Электрическая часть понизительной подстанции промышленного предприятия: Учеб. пособие. - Магнитогорск: МГТУ, 2002.

16. Заславец Б.И., Жданов А.И., Белых Г.Б. Проектирование электрического освещения: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. - 164 с.

Приложение А

Выбор кабеля, прокладываемого от ГПП до РП1

1. Выбор кабеля по нагреву:

(4.6)

.

Намечаем 6 кабелей марки АПвВ с сечением 70 мм2 с .

.

2. Расчетное экономически целесообразное сечение кабеля (без учета аварий ного режима):