Полная мощность участка
Sуч=Руч/cosφ(5.15)
где, cosφ - коэффициент мощности
Эквивалентная мощность.
Sэкв=Sуч·Кд(5.16)
где, Кд - коэффициент динамики, Кд=0,7 стр.56 (л-7)
Расчет мощностей на участках
От подстанции отходит 3 питающих линий 0,4 кВ, расчет 1 отходящей линии.
Участок 1-2
Р1-2=Р2=4,7 кВт
Sуч=4,7/0,8=5,8 кВа
Sэкв=5,8·0,7=4,1 кВа
Участок 0-1
Руч=(Р1+Р2)·Ко=(10+4,7)·0,9=13,2 кВт
Sуч=13,2/0,8=16,5 кВа
Sэкв=16,5·0,7=11,5 кВа
Участок 4-7
Р4-7=Р7=30 кВт
Sуч=30/0,8=37,5 кВа
Sэкв=37,5·0,7=26,2 кВа
Участок 5-6
Р5-6=Р6=2,7 кВт
Sуч=2,7/0,8=3,3 кВа
Sэкв=3,3·0,7=2,3 кВа
Участок 4-5
Р4-5=(Р5-6+Р6)·Ко=(2,7+16,5)·0,9=17,2 кВт
Sуч=17,2/0,8=21,6 кВа
Sэкв=21,6·0,7=15,1 кВа
Участок 3-4
Р3-4=(Р4-5+Р4-7)·Ко=(17,2+30)·0,9=42,4 кВт
Sуч=42,4/0,8=53,1 кВа
Sэкв=53,1·0,7=37,1 кВа
Участок 0-3
Р0-3=(Р3+Р3-4)·Ко=(15+42,4)·0,9=51,6 кВт
Sуч=51,6/0,8=64,5 кВа
Sэкв=64,5·0,7=45,2 кВа
Участок А-0
РА-0=(Р0-1+Р0-3)·Ко=(13,2+51,6)·0,9=58,3 кВт
Sуч=58,3/0,8=72,9 кВа
Sэкв=72,9·0,7=51 кВа
Провод выбирается по эквивалентной мощности с учетом климатического района, выбираем провод А-35 который может выдерживать нагрузку до 1035 кВа и ΔUтабл=0,876, наибольшая эквивалентная мощность вышла на участке А-0 и составила 51 кВа
Sпров=1035кВа≥Sэкв=51кВа
Согласно этому условию выбранный провод выдерживает расчетную нагрузку и окончательно принимаем именно его.
Проверка выбранного провода на потери напряжения, для этого находим потери напряжения на всех участках.
Uуч=Uтабл·Sуч·Lуч·10(5.17)
где, Uтабл - табличные потери напряжения выбираются в зависимости от марки провода (Uтабл=0,876 стр.36 (л-7)
Lуч - длина участка, м
U1-2=0,876·5,8·140·10=0,6%
U0-1=0,876·16,5·85·10=1,2%
U4-7=0,876·37,5·35·10=1,1%
U5-6=0,876·3,3·20·10=0,02%
U4-5=0,876·21,6·15·10=0,2%
U3-4=0,876·53,1·45·10=2%
U0-3=0,876·64,5·40·10=2,2%
UА-0=0,876·72,9·3·10=0,19%
Производим суммирование потерь напряжения на участке А-2 и А-7
UА-2=U1-2+U0-1+UА-0=0,6+1,2+0,19=1,9%(5.18)
UА-7=UА-0+U4-7+U5-6+U4-5+U3-4+U0-3=0,19+1,1+0,02+0,2+2+2,2=5,7%
Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения на ВЛ-0,4кВ составляет 6% наибольшая потеря напряжения вышла на участке А-7 и составила 5,7% что удовлетворяет требованию ПУЭ и поэтому окончательно принимаем на всех участках провод марки А-35
Расчет 2 отходящей линии.
2 линия питает молочный блок и 1 животноводческий комплекс.
Участок 8-9
Р8-9=Р9=35 кВт
S8-9=35/0,8=43,7 кВа
Sэкв=43,7·0,7=30,6 кВа
Участок А-8
РА-8=(Р8-9+Р8)·Ко=(35+66,2)·0,9=91,8 кВт
SА-8=91,8/0,8=113,8 кВа
Sэкв=113,8·0,7=79,6 кВа
Для второй отходящей линии принимаем провод А-35
Sпров=1035кВа>Sэкв=79,6кВа
условие выполняется значит провод выбран верно.
Проверка выбранного провода на потери напряжения.
U8-9=0,876·43,7·35·10=1,3%
UА-8=0,876·113,8·45·10=4,4%
Суммарная потеря напряжения на участках
UА-9=U8-9+UА-8=1,3+4,4=5,7%
Полученный процент потерь удовлетворяет требованиям ПУЭ и выбранный ранее провод принимаем окончательно.
Расчет 3 отходящей линии.
Третья линия питает родильное отделение и 2 животноводческий комплекс.
Участок 10-11
Р10-11=Р11=50 кВт
Sуч=50/0,8=62,5 кВа
Sэкв=62,5·0,7=43,7 кВа
Участок А-10
РА-10=(Р10-11+Р10)·Ко=(50+66,2)·0,9=104,5 кВт
Sуч=104,5/0,8=130,7 кВа
Sэкв=130,7·0.7=91,5 кВа
Т.к. протяженность линии и расчетная мощность вышла большая то принимаем провод марки А-70 с Uтабл=0,387
Потери напряжения на участках.
U10-11=0,387·62,5·30·10=0,72%
UА-10=0,387·130,7·90=4,5%
Потери напряжения на всей линии.
UА-11=U10-11+UА-10=0,72+4,5=5,2%
Отклонение напряжения находится в допустимых пределах значит окончательно принимаем выбранный ранее провод.
Расчет токов коротких замыканий.
Расчет производим методом именованных величин, этим методом пользуются при расчетах токов коротких замыканий (к.з.) с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220 В. В последнем случае учитывают: активное и реактивное сопротивление элементов схемы, сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов, сопротивление основных элементов сети - силовых трансформаторов, линий электропередачи. Напряжение, подведенное к силовому трансформатору, считают неизменным и равным номинальному. Расчетная схема электроснабжения и схема замещения будет приведена ниже.
Сопротивление силового трансформатора 10/0,4 кВ
Zт=Uк.з.·U²ном/(100·Sном.т.)=4,5·0,4²·10³/(100·250)=29 Ом(5.19)
где, Uк.з. - напряжение короткого замыкания, в предыдущих расчетах был выбран силовой трансформатор с Uк.з=4,5%
Uном - номинальное напряжение с низкой стороны, кВ
Sном - номинальная мощность силового трансформатора, кВа
Трехфазный ток к.з. в точке К1
Iк1=Uном/(√3·(Zт+Zа))=400/(1,73·(29+15)=4,71 кА(5.20)
где, Zа - сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов принимают равным 15 Ом стр.34 (л-7)
Находим сопротивление первой отходящей линии ВЛ N1
Индуктивное сопротивление линии
Хл=Хо·l=0,35·380=133 Ом(5.22)
где, Хо - индуктивное сопротивление провода, для провода марки А-35 Хо=0,35 Ом/м
l - длина линии, м
Активное сопротивление линии
Rл=Rо·l=0,85·380=323 Ом(5.23)
где, Rо - активное сопротивление провода, для провода марки А-35 Rо=0,59 Ом/м
Результирующее сопротивление
Zрез=√(Хл)²+(Rл)²=√(133)²+(323)²=349 Ом(5.24)
Сопротивление второй отходящей линии, длина линии l=80м
Индуктивное сопротивление линии
Хл=0,35·80=28 Ом
Активное сопротивление линии
Rл=0,85·80=68 Ом
Результирующее сопротивление.
Zрез=√(28)²+(68)²=73,5 Ом
Сопротивление третьей отходящей линии, длина линии l=120м индуктивное и активное сопротивления выбранного провода Хо=0,35 Ом/м Rо=0,59 Ом/м стр 40 (л-7)
Индуктивное сопротивление линии.
Хл=0,35·120=42 Ом
Активное сопротивление линии
Rл=0,59·120=70,8 Ом
Результирующее сопротивление
Zрез=√(42)²+(70,8)²=82,3 Ом
Определяем токи коротких замыканий в точке К1
Трехфазный ток к.з. в точке К1
I³к2=Uном/(√3·(Zт+Zл))=400/(1,73·(29+349))=0,61 кА(5.25)
Двухфазный ток к.з.
I²к2=0,87·I³к2=0,87·0,61=0,53 кА(5.26)
Однофазный ток к.з.
Iк2=Uф/√[(2·(Rл)²)+(2·(Хл)²)]+1/3Zтр.=230/√[(2·(323)²)+(2·(133)²)]+104=0,38 кА
где, Zтр. - сопротивление трансформатора приведенное к напряжению 400 В при однофазном к.з.
Расчет токов коротких замыканий в точке К3
Трехфазный ток к.з.
I³к3=400/(1,73·(29+73,5))=2,2 кА
Двухфазный ток к.з.
I²к3=0,87·2,2=1,9 кА
Однофазный ток короткого замыкания
Iк3=230/√[(2·(68)²)+(2·(28)²)]+104=1,1 кА
Расчет токов коротких замыканий в точке К4
Трехфазный ток к.з.
I³к.з.=400/(1,73·(29+82,3))=2 кА
Двухфазный ток к.з.
I²к.з.=0,87·2=1,7 кА
Однофазный ток к.з.
Iк4=230/√[(2·(70,8)²)+(2·(42)²)]+104=1 кА
Выбор оборудования на питающую подстанцию
Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях.
Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканий или ненормальных режимах работы, а также для нечастых оперативных включений и отключений. Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.
Uн.а≥Uн.у.
Iн.а≥Iн.у.(5.28)
Iн.р.≥Кн.т.·Iраб
Iпред.отк.≥Iк.з.
где, Uн.а. - номинальное напряжение автомата
Uн.у. - номинальное напряжение установки
Iн.а. - номинальный ток автомата
Iн.у. - номинальный ток установки
Iраб - номинальный или рабочий ток установки.
Кн.т. - коэффициент надежности расцепителя.
Iпред.окл. - максимальный ток короткого замыкания который автомат может отключить без повреждения контактной системы
Iк.з. - максимально возможный ток короткого замыкания в месте установки автомата.
Выбор автомата для первой отходящей линии.
Рабочий ток линии
Iраб=S/√3·Uн=65,2/1,73·0.4=94,4 А(5.29)
где, S - полная мощность первой линии, из предыдущих расчетов Sл=65,2 кВа.
Определяем рабочий ток с учетом коэффициента теплового расцепителя
Кн.т.·Iраб=1,1·94,4=103,8(5.30)
Принимаем для первой питающей линии автомат серии А3710Б с Iн=160 А Iн.р.=120 А и Iпред.отк=32 кА
Uн.а.=440В≥Uн.у.=380В
Iн.а.=160А≥Iраб=94,4А(5.31)
Iпред.откл=32А≥Iк.з.=0,61кА
Максимальный ток короткого замыкания взят из предыдущих расчетах.
Все условия выполняются, значит автомат выбран верно.
Выбор автомата на второй отходящей линии.
Рабочий ток линии.
Iраб=Sл/√3·Uн=92,8/1,73·0,4=134,6 А(5.32)
Расчетный ток теплового расцепителя
Кн.р.·Iраб=1,1·134,6=148,2 А(5.33)
Для второй линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн.р.=150А и Iпред.отк.=38А
Выбор автомата на второй отходящей линии.
Рабочий ток линии
Iраб=114,1/1,73·0,4=165,3 А(5.34)
Расчетный ток теплового расцепителя.
Кн.р.·Iраб=1,1·165.3=181,8(5.35)
Для третьей линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн.р.=200 А и Iпред.окл=38 А
Таблица 30 - Технические данные выбранных автоматических выключателей
| Тип ыключателя | Номинальный ток выключателя, А | Номинальный ток расцепителя. А | Предельный ток отключения при напряжении 380В, А |
| А3710Б | 160 | 120 | 32 |
| А3134 | 200 | 150 | 38 |
| А3134 | 200 | 200 | 38 |
Выбор трансформатора тока
Выбор трансформатора тока сводится к сравнению тока в первичной цепи к току в форсированном режиме.
Номинальный первичный ток.
Iн1=Sн.т./√3·Uн=250/1,73·0,4=362,3 А(5.31)
где, Sн.т. - номинальная мощность выбранного трансформатора
Uн - номинальное напряжение с низкой стороны.
Ток в цепи в форсированном режиме.
Iраб.фор.=1,2·362,3=434,7 А(5.32)
Выбираем трансформатор тока серии ТК-20 у которого Uном=660В Iном=400А стр 112 (л-6)
I1=500А≥Iраб.фор.=434,7А(5.33)
У выбранного трансформатора тока выполняется условие по первичному току значит окончательно принимаем именно его.
Выбор рубильника
Рубильник предназначен для нечастых включений и отключений вручную электроустановок до 660В. Выбор рубильника сводится к сравнению рабочего тока электроустановки к номинальному току на которое рассчитана его контактная система. Из предыдущих расчетах Iраб=362,3А
Принимаем рубильник серии Р34 с Iн=400 А стр.112 (л-7)
Iн.руб=400А≥Iраб=362,3А(5.34)
Условие выполняется значит рубильник выбран верно.
Выбор оборудования с высокой стороны.
Выбор предохранителя с высокой стороны.
Высоковольтные предохранители в схемах электроснабжения