Выбор кабельной линии (стр. 1 из 2)
ЗАДАНИЕ:
Выбрать сечение кабельной линии 2 и предохранитель в сети 0,4 кВ.
Исходные данные к расчёту:
-Трансформатор Т1: ТМ-630/6/0,4 D/ Yo;
-Кабельная линия 1: L=45 м, марка АСГ-(3х120+1х95);
-Кабельная линия 2: L=30 м, способ прокладки - в кабельном канале
(уже проложены 2 силовых кабеля напряжением 0,4 кВ);
-Помещение невзрывоопасное и пожаробезопасное.
Состав и параметры оборудования, получающие питание от РП-51:
| № | Типэлектроприёмника | Номинальная мощность электроприёмника, кВт | Ки | tgg | ПВ(%) |
| 1. | Токарный станок (3шт.) | 4,5 | 0,2 | 1,33 | ----- |
| 2. | Сверлильный станок | 2,0 | 0,2 | 1,33 | ----- |
| 3. | Заточный станок | 0,8 | 0,2 | 2,3 | ----- |
| 4. | Подъёмник | 6,0 | 0,1 | 2,3 | ----- |
| 5. | Вентилятор | 0,4 | 0,8 | 1,0 | ----- |
1.3. Указания:
-Все потребители относятся к 2 и 3 категориям надёжности, т.е. не требуют резервирования питания;
-При расчёте не требуется согласование (селективность) защиты;
-При отсутствии данных допускается принятие студентом некоторых допущений при соответствующем обосновании выбора;
-Сопротивление элементов сети (трансформатора, кабелей) рекомендуется принять по [1] или [2], в случае невозможности нахождения величины Zпт для кабелей, можно принимать: Zпто=2,3*Zо(1) (т.е. принимать величину удельного полного сопротивления петли фаза-нуль в 2,3 раза больше активного удельного сопротивления жилы);
-При расчётах не учитывать сопротивление внешней сети 6(10) кВ.
СХЕМА УЧАСТКА ЦЕПИ ЦЕХА
ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ:
РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ .
При анализе электроприёмников (ЭП), выделяем две группы ЭП: группу А с повторно-кратковремённым режимом работы (Ки<0,6) и группу Б с продолжительным режимом, для которой Ки>=0,6 (в нашем случае группа Б представлена только вентилятором).
Рассчитываем общую номинальную мощность для каждого типа оборудования: для токарных станков общая мощность составит 13,5 кВт (4,5 кВт*3 шт.), для остальных типов ЭП совпадает с единичной.
Рассчитываем максимальную среднюю активную мощность (Pсм) для каждого типа ЭП, исходя из заданных коэффициентов использования (Ки): Pсм=Рном*Ки.
Рассчитываем максимальную среднюю реактивную мощность (Qсм) для каждого типа ЭП, исходя из заданных величин tgj: Qсм=Рном*tgj.
Для группы А подводим итоги, определяя суммарную номинальную мощность всех шести ЭП; суммарную максимальную среднюю активную и реактивную мощность.
Общий коэффициент использования Ки группы равен:
3.7. Результаты оформляем в виде таблицы:
| Наименование | Кол-во, | Мощность, кВт | Ки | tgj | Pсм, | Qсм, | |||||||
| оборудования | шт. | единичная | общая | кВт | кВАр | ||||||||
| Группа А | |||||||||||||
| 1. Токарные станки | 3 | 4,5 | 13,5 | 0,2 | 1,33 | 2,70 | 3,591 | ||||||
| 2. Сверлильный станок | 1 | 2,0 | 2,0 | 0,2 | 1,33 | 0,40 | 0,532 | ||||||
| 3. Заточный станок | 1 | 0,8 | 0,8 | 0,2 | 2,30 | 0,16 | 0,368 | ||||||
| 4. Подъёмник | 1 | 6,0 | 6,0 | 0,1 | 2,30 | 0,60 | 1,380 | ||||||
| Итого по группе А | 6 | 13,3 | 22,3 | 0,173 | ----- | 3,86 | 5,871 | ||||||
| Группа Б | |||||||||||||
| 1. Вентилятор | 1 | 0,4 | 0,4 | 0,8 | 1,00 | 0,32 | 0,32 | ||||||
Общее количество ЭП группы А составляет шесть элементов, поэтому для этой группы определяем отношение номинальных мощностей наиболее и наименее крупных ЭП, т.е. число m:
При этих условиях (m>3 и Ки<0,2) определяем величину эффективного числа ЭП nэ следующим образом:
Выбираем самый мощный ЭП рассматриваемого узла - это подъёмник мощностью 6,0 кВт.
Количество ЭП, номинальная мощность которых равна или больше половины мощности подъёмника n1=4 (три токарных станка по 4,5 кВт и сам подъёмник 6,0 кВт). Их суммарная мощность:
Р1=13,5+6,0=19,5 кВт.
Относительные значения числа n*1мощности Р*1 крупных ЭП находятся по соотношениям:
По полученным значениям n*1 и Р*1 и справочным данным ([3], табл. 2.7), определяется относительное число эффективных ЭП nэ*=0,81. Затем рассчитывается их абсолютное число:
nэ=nэ**n=0,81*6=4,86.
Расчётная активная мощность (расчётный максимум) для ЭП группы А определяется на основе максимальной средней мощности группы РрА и коэффициента максимума активной мощности Кам, который находится по графику ([3], рис. 2.1.). В нашем случае Кам=2,5. Расчётная максимальная активная мощность для ЭП группы А:
РрА=Кам*SРсм=2,5*3,86=9,65 кВт.
3.11. Расчётный максимум реактивной мощности находится по формуле:
QрА=Крм*Qсм,
где коэффициент максимума реактивной мощности Крм принимается равным 1,1 (т.к. эффективное число ЭП меньше 10).
QрА=1,1*5,871=6,458 кВАр.
Рр=9,65+0,32=9,97 кВт; Qр=6,458+0,32=6,778 кВАр.
РАСЧЁТ ПИКОВЫХ НАГРУЗОК ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ .
В качестве пикового режима ЭП для проверки кабельных линий рассматривается режим пуска наиболее мощного двигателя и определяется пиковый ток по кабельной линии Iпик, питающей РП. Пиковый ток для группы ЭП находится по формуле:
Iпик=Iр-Ки*IномАД+Кп*IномАД,
где IномАД -номинальный ток самого мощного АД; Кп -кратность пускового тока этого АД. В нашем случае самый мощный АД -двигатель подъёмника:
5. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ .
5.1. В связи с вводом нового РП в цехе, необходимо произвести выбор кабелей для его питания от РП-1. Прокладка кабеля от шин 0,4 кВ РП-1 предполагается в кабельном канале, в котором уже проложены два силовых кабеля, длина кабельного канала 30 м, в канале отсутствует возможность механических повреждений, помещение цеха, как указано выше взрыво- и пожаробезопасное. На основании анализа условий прокладки следует вывод о возможности использования кабеля типа АВВГ (алюминиевые жилы, пластмассовая изоляция, оболочка в виде шланга из пластиката, без брони и наружных покровов).
5.2. Сечение кабеля выбирается по допустимому току из условий нагрева (в сетях 0,4 кВ промышленных предприятий выбор сечений по экономической плотности тока проводится при числе часов использования максимума более 5000, т.е. при практически непрерывном режиме работы).
При прокладке в кабельном канале нескольких кабелей учитывается их взаимное температурное влияние при определении допустимого длительного тока. Допустимый длительный ток: Iдоп>=Iр/К, где К - коэффициент, учитывающий прокладку нескольких кабелей в канале. В случае трёх кабелей К=1 ([1], табл. 1.3.12.). Отсюда Iдоп=17,401 А.
Согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы, поэтому допустимые токи принимаются как для трёхжильных, но с коэффициентом 0,92. Тогда допустимый расчётный ток:
Iдоп=17,401/0,92=18,914 А.
5.5. По справочным данным ([1], табл. 1.3.7.) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больший 19 А. Это сечение 4мм2. Таким образом принимаем к прокладке кабель АВВГ - (3х4 + 1х2,5).
6. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .
Для определения токов коротких замыканий, произведём дополнительный расчёт параметров схемы замещения трансформатора ТМ-630/6/0,4 D/ Yo:
Пользуясь справочными данными [3], определяем:
Параметры схемы замещения трансформатора
прямой, обратной и нулевой последовательности одинаковы.
Удельные сопротивления фазы кабельной линии и петли фаза - нуль пересчитаем для сечений 120 мм2 и 4мм2, используя данные [4], стр. 27:
rуд1=0,549*70/120=0,320 мОм/м; rуд2=0,549*70/4=9,608 мОм/м;
xуд=0,065 мОм/м;
Zпт0=1,59 мОм/м.
Полные сопротивления прямой последовательности
кабеля 1 [АСГ-(3х120+1х95)]:
rк1=rуд1*L1=0.320*45=14.4 мОм/м;
хк1=xуд*L1=0.065*45=2.925 мОм/м.
Полные сопротивления прямой последовательности
кабеля 2 [АВВГ - (3х4 + 1х2,5)]:
rк2=rуд2*L2=9,608*30=288,24 мОм/м;
хк2=xуд*L2=0.065*30=1,95 мОм/м.
6.3. Переходное сопротивление, включающее сопротивления контактов и сопротивление дуги в месте короткого замыкания при расчётах вблизи шин ЦТП минимально и составляет 15 мОм. В случае расчётов токов короткого замыкания непосредственно на зажимах потребителей, получающих питание от вторичных РП и увеличении удалённости от шин 0,4 кВ ЦПТ это сопротивление увеличивают до 30 мОм (в пределе).
