Электроснабжение металлургического завода (стр. 6 из 9)

Определяем базисный ток, в кА:

Ток короткого замыкания в точке К2 равен, кА по (5.10)

Ударный ток по (5.3) при К_уд =1,92 [5,С 127] равен:

6. Расчёт линий электропередачи

6.1 Расчет кабельных линий 10(6) кВ

При проектировании внутризаводских сетей расчет линий сводится к выбору марки и сечения кабеля.

Марку кабеля выбирают по рекомендациям литературы [1,С. 31, Т. 3.1]

Для прокладки кабеля в земле с средней коррозийной активностью, наличием блуждающих токов, наличием колебаний и растягивающих усилии в грунте выбираем марку кабеля: ААГЕлУ

Выбираем наибольшее сечение кабеля для цеха № 1 «Станция предварительной очистки воды» по следующим четырем условиям:

1) По длительно-допустимому нагреву максимальным расчётным током:

Рассчитываем активную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВт:

Р _р.цеха = Р _р.гр.А + Рр _гр.В (6.1)

Р _р.цеха = 347,98 + 51,4 = 399,38 кВт.

Рассчитываем реактивную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВАР:

Q_р.цеха = Q_р.гр.А + Q_р.грВ (6.2)

Q_р.цеха = 356,2 + 66,82 = 422,4 кВар

Рассчитываем полную максимальную расчетную нагрузку цеха, в кВА:

S_р.цеха =

Производим расчет тока, в А:

S_р.цеха =

= кВА

≈60 А

По таблицам ПУЭ соответственно марки, напряжения и из условия, что I_дл.доп.I_р._maxнаходим сечение кабеля: S =

при I _{дл.доп .}= 60 A

2) По экономической плотности тока, в мм²:

где I_р.нор – ток в линии при нормальном режиме, в А

(в нашем случае: I_р.нор = Ip.max/2 I_р.нор = 30 А)

γ_{ЭК -} экономическая плотность тока, в А/мм², определяется по справочным таблицам в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год (Тм) [2]

Тм приводится в литературе [5,C.80]

При Тм = 3000 час/год γ_ЭК = 1,6 А/ мм²

Рассчитываем сечение:

увеличиваем сечение до 16 ммІ

3) Проверяем сечение кабельной линии по условию допустимой потери напряжения:

Допустимые потери в линии согласно ПУЭ не должны превышать (ΔU_доп ) 5% , т.е. должно выполняться условие ΔU_доп ≥ ΔU_расч.

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

где Р _р.цеха – активная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВ;

Q_р.цеха - реактивная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВАР;

U_{ср ном} – среднее номинальное напряжение в линии, в кВ;

R = r_o· L– активное сопротивление в линии, в Ом

X = x_o· L– индуктивное сопротивление в линии, в Ом

L-длина лини (расстояние от ГПП до ЦТП), в км (определяется по генеральному плану предприятия)

r₀ и х_{0 -} - удельные активные и реактивные сопротивления кабелей из литературы [7, С. 175, Т. 2.65]

Из таблиц находим: r₀ = 3,12_Ом/км, х₀ = 0,11 _Ом/км.

По генплану измеряем в масштабе длину кабеля с учетом 10 метров для прокладки в ПС, 85 на «змейку» и 2% на линейное расширение.

В результате получили L=0,3 км.

Сопротивления линии:

R = r_{0 *} L = 3,12 _* 0,3 = 0,94

X = х_{0 *} L = 0,11 _* 0,3 = 0,033

Потеря напряжения в линии, в В:

Потеря напряжения в линии в %:

Оставляем сечение 16 ммІ

4) Проверяем сечение кабеля на термическую стойкость при коротком замыкании в мм²:

F_терм ≥

, (6.7)

где B_к – тепловой импульс, А²·с

(6.8)

где

- действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в начале и конце линии (точка К2), в А;

t_привед - приведенное или расчетное время КЗ складывается из времени релейной защиты и собственного времени отключения, в с:

t_привед = t_РЗ + t_ОВ (6.9)

t_РЗ - обычно берется в пределе от 1,2 до 2,5 с

t_привед = 2 + 0,05= 2,05 c

С_Т – термический коэффициент, учитывающий разницы нагрева в

нормальных условиях и в условиях КЗ, с учетом допустимой температуры и материала проводника, выбираем из литературы [3, С.190], С_Т = 92 Ас²/мм²

6.2 Расчёт линий питающих предприятие

Воздушные линии 35 и 110 кВ выполняются неизолированным проводом марки А, АС или самонесущими изолированными воздушными проводами (СИП).

Выбираем провод марки АС.

Производим выбор сечения провода по четырем условиям:

1) По длительно-допустимому нагреву максимальным расчётным током:

Производим расчет тока, в А:

По таблицам ПУЭ из условия, что I_дл.доп.  I_р._maxнаходим сечение провода: S = 10 мм² при I _{дл.доп .}= 84 A

2)По экономической плотности тока, в мм²:

где I_р.нор – ток в линии при нормальном режиме, в А

(в нашем случае: I_р.нор = Ip.max/2 I_р.нор = 37 А)

γ_{ЭК -} экономическая плотность тока, в А/мм², определяется по справочным таблицам в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год (Тм) [2]

Тм приводится в литературе [5,C.80]

При Тм = 3000 час/год γ_ЭК = 2,5 А/ мм²

2-х сменная работа

Рассчитываем сечение:

Увеличиваем сечение до 16 мм²

3) Проверяем сечение кабельной линии по условию допустимой потери напряжения:

Допустимые потери в линии согласно ПУЭ не должны превышать (ΔU_доп ) 5% , т.е. должно выполняться условие ΔU_доп ≥ ΔU_расч.

Расчетное значение потери напряжения в линии определяем по формуле, в В:

где Р _р.цеха – активная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВ;

Q_р.цеха - реактивная максимальнаярасчетная нагрузка, в кВАР;

U_{ср ном} – среднее номинальное напряжение в линии, в кВ;

R = r_o· L – активное сопротивление в линии, в Ом

X = x_o· L– индуктивное сопротивление в линии, в Ом

L-длина линии (расстояние от ГПП до районной ПС), в км (указана в задании), L = 4 км

r₀ и х_{0 -} - удельные активные и реактивные сопротивления провода марки АС из литературы [7, С. 40, Т. 2.65]

Из таблиц находим: r₀ = 2,06 _Ом/км, х₀ = 0,43 _Ом/км.

Рассчитаем активные и реактивные сопротивления лини:

R = r_o· L=2,06 * 4 = 8,24

X = x_o· L=0,43 * 4 = 1,72

Потеря напряжения в линии в В:

Потеря напряжения в линии в %:

Оставляем сечение 16 мм²

4) Допустимые потери на «корону», проверяются только для ВЛ 110кВ и выше, но практикой эксплуатации установлено и техническим расчетами подтверждено, что потери на корону не превышают допустимых значений, если сечение проводов не более 70 мм².