Реферат: Выбор кабельной линии

 ЗАДАНИЕ:

1.1. Выбрать сечение кабельной линии 2 и предохранитель всети 0,4 кВ.

1.2. 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 отРП-51:

 

№

Тип электроприёмника

Номинальная мощность электроприёмника, кВт

Ки

tg g

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 3категориям надёжности, т.е. не требуют резервирования питания;

-При расчёте не требуетсясогласование (селективность) защиты;

-При отсутствии данных допускаетсяпринятие студентом некоторых допу­щений при соответствующем обосновании выбора;

-Сопротивление элементов сети(трансформатора, кабелей) рекомендуется принять по [1] или [2], в случаеневозможности нахождения величины Zпт для кабелей, можно принимать: Zпто=2,3*Zо(1)(т.е. принимать величину удельного полного сопротивления петли фаза-нуль в 2,3раза больше актив­ного удельного сопротивления жилы);

-При расчётах не учитыватьсопротивление внешней сети 6(10) кВ.

 

2. СХЕМА УЧАСТКА ЦЕПИ ЦЕХА

РУ

 

ВН

  ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ:

/>

3. РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ.

 

3.1. Прианализе 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).

3.2. Рассчитываемобщую номинальную мощность для каждого типа оборудова­ния: для токарных станковобщая мощность составит 13,5 кВт (4,5 кВт*3 шт.), для остальных типов ЭПсовпадает с единичной.

3.3. Рассчитываеммаксимальную среднюю активную мощность (Pсм) для каждого типа ЭП, исходя из заданныхкоэффициентов использования (Ки): Pсм=Рном*Ки.

3.4. Рассчитываеммаксимальную среднюю реактивную мощность (Qсм) для каж­дого типа ЭП, исходя из заданных величин tgj:Qсм=Рном*tgj.

3.5. Длягруппы А подводим итоги, определяя суммарную номинальную мощность всех шестиЭП; суммарную максимальную среднюю активную и ре­активную мощность.

3.6. Общийкоэффициент 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

 

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

3.8. Общееколичество ЭП группы А составляет шесть элементов, поэтому для этой группыопределяем отношение номинальных мощностей наиболее и наименее крупных ЭП, т.е.число m:

/>

 

3.9. Приэтих условиях (m>3 и Ки<0,2) определяемвеличину эффективного числа ЭП nэ следующим образом:

3.9.1. Выбираемсамый мощный ЭП рассматриваемого узла — это подъёмник мощно­стью 6,0 кВт.

 

3.9.2. КоличествоЭП, номинальная мощность которых равна или больше половины мощности подъёмника n1=4 (три токарных станка по 4,5 кВт и сам подъёмник 6,0кВт). Их суммарная мощность:

 Р1=13,5+6,0=19,5 кВт.

3.9.1. Относительныезначения числа n*1мощности Р*1 крупных ЭП находятся посоотношениям:

/>

3.9.4. Пополученным значениям n*1и Р*1 и справочным данным ([3],табл. 2.7), опре­деляется относительное число эффективных ЭП nэ*=0,81. Затемрассчитывается их абсолютное число:

nэ=nэ**n=0,81*6=4,86.

 

3.10. Расчётнаяактивная мощность (расчётный максимум) для ЭП группы А определяется на основемаксимальной средней мощности группы РрА и коэффициента максимумаактивной мощности Кам, который находится по графику ([3], рис. 2.1.). В нашем случае Кам=2,5. Расчётная максимальнаяактивная мощность для ЭП группы А:

РрА=Кам*SРсм=2,5*3,86=9,65 кВт.

3.11. Расчётный максимум реактивной мощности находитсяпо формуле:

QрА=Крм*Qсм,

где коэффициент максимума реактивной мощности Крмпринимается равным 1,1 (т.к. эффективное число ЭП меньше 10).

QрА=1,1*5,871=6,458 кВАр.

 

3.12. Для всего РП вычисляются расчётные суммарныемаксимальные активные и реактивные мощности по группам А и Б:

 

Рр=9,65+0,32=9,97 кВт; Qр=6,458+0,32=6,778кВАр.

 

3.13. Расчётный максимум полной мощности:

 

/>

 

3.14. Расчётныйток нагрузки получасового максимума:

 

/>

4. РАСЧЁТ ПИКОВЫХ НАГРУЗОК ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ.

 

В качестве пикового режима ЭП для проверки кабельныхлиний рассматривается режим пуска наиболее мощного двигателя и определяетсяпиковый ток по кабельной линии Iпик, питающей РП. Пиковый ток длягруппы ЭП находится по формуле:

 

Iпик=Iр-Ки*IномАД+Кп*IномАД,

гдеIномАД -номинальный ток самого мощного АД; Кп -кратностьпускового 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, необходимопроизвести выбор кабелей для его питания от РП-1. Прокладка кабеля от шин 0,4кВ РП-1 предполагается в кабельном канале, в котором уже проложены два силовыхкабеля, длина кабельного канала 30 м, в канале отсутствует возможностьмеханических повреждений, помещение цеха, как указано выше взрыво- ипожаробезопасное. На основании анализа условий прокладки следует вывод овозможности использования кабеля типа АВВГ (алюминиевые жилы, пластмассоваяизоляция, оболочка в виде шланга из пластиката, без брони и наружных покровов).

5.2. Сечение кабеля выбирается по допустимому току изусловий нагрева (в сетях 0,4 кВ промышленных предприятий выбор сечений поэкономической плотности тока проводится при числе часов использования максимумаболее 5000, т.е. при практически непрерывном режиме работы).

5.3. Припрокладке в кабельном канале нескольких кабелей учитывается их взаимноетемпературное влияние при определении допустимого длительного тока. Допустимыйдлительный ток: Iдоп>=Iр/К, где К — коэффициент, учитывающий прокладкунескольких кабелей в канале. В случае трёх кабелей К=1 ([1], табл. 1.3.12.). Отсюда Iдоп=17,401 А.

5.4. СогласноПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы, поэтому допустимыетоки принимаются как для трёхжильных, но с коэффициентом 0,92. Тогда допустимыйрасчётный ток:

Iдоп=17,401/0,92=18,914А.

5.5. По справочным данным ([1], табл. 1.3.7.) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее вдлительном (получасовом) режиме ток больший 19 А. Это сечение 4мм2.Таким образом принимаем к прокладке кабель АВВГ — (3х4 + 1х2,5).

6. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .

 

6.1. Дляопределения токов коротких замыканий, произведём дополнительный расчётпараметров схемы замещения трансформатора ТМ-630/6/0,4 D / Yo:

Пользуясь справочными данными [3], определяем:

 

/>

Параметры схемы замещения трансформатора

 прямой, обратной и нулевой последовательностиодинаковы.

 

6.2. Удельныесопротивления фазы кабельной линии и петли фаза — нуль пересчитаем для сечений120 мм2 и 4мм2, используя данные [4], стр. 27:

rуд1=0,549*70/120=0,320мОм/м;                      rуд2=0,549*70/4=9,608 мОм/м;

xуд=0,065мОм/м;

Zпт0=1,59 мОм/м.

Полные сопротивления прямой последовательности

 кабеля 1 [АСГ-(3х120+1х95)]:

rк1=rуд1*L1=0.320*45=14.4мОм/м;

хк1=xуд*L1=0.065*45=2.925мОм/м.

Полные сопротивления прямой последовательности

кабеля 2[АВВГ — (3х4 + 1х2,5)]:

rк2=rуд2*L2=9,608*30=288,24мОм/м;

хк2=xуд*L2=0.065*30=1,95мОм/м.

 

6.3. Переходное сопротивление, включающеесопротивления контактов и сопротивление дуги в месте короткого замыкания прирасчётах вблизи шин ЦТП минимально и составляет 15 мОм. В случае расчётов токовкороткого замыкания непосредственно на зажимах потребителей, получающих питаниеот вторичных РП и увеличении удалённости от шин 0,4 кВ ЦПТ это сопротивлениеувеличивают до 30 мОм (в пределе).

СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ

 ДЛЯ РАСЧЁТОВ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ.

/> /> /> /> /> /> />

Е

  <td/>

К

  /> /> /> />

/>/>/>

Z2к

 

Z1к

 

Zт

  />/>/>ё/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> <td/> /> /> />

/>Расчёт трёхфазного металлического короткого замыкания на землю:

/>

Расчёт однофазного короткого замыкания:

/>

Где Zсум — полное сопротивление от источника до точкиК; ZсумR — с учётом переходных сопротивлений контактов и дуги; Zпт — сопротивление петли; Iк и IкR соответственно токи КЗ без учёта и с учётомпереходных сопротивлений и дуги.

7.  УСТАНОВКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

В НАЧАЛЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ.

 

7.1. Выборпредохранителей выполняется из следующих условий:

 

7.1.1. Токплавкой вставки должен быть не меньше максимального рабочего тока, Iн.вст>=Iр, т.е.Iн.вст>=17,4 А.

 

7.1.2. Токплавкой вставки должен превышать пусковой (пиковый) ток двигателей Iн.вст>=Iпик/k,где k— коэффициенткратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается равным2,5 при лёгком пуске с длительностью (2...5) с. В нашем случае: Iн.вст>=69,363/2,5=27,745 А. Введённым ограничениям соответствуетпредохранитель типа ПН2-100 (предохранитель разборный с наполнителем) сноминальным током 100 А и током плавкой вставки на 30 А.

 

7.2. Проверка предохранителя:

 

7.2.1. Проверкачувствительности защиты оборудования предохранителем по минимальному токукороткого замыкания, которое составляет 718.054 А (трехфазное в точке К, сучётом переходных сопротивлений и дуги), превосходя ток плавкой вставки болеечем в четыре раза (в 24).

 

7.2.2. Максимальнодопустимый ток для кабеля АВВГ — (3х4 + 1х2,5) ~токуплавкой вставки. Таким образом оба условия проверки выбранного предохранителя выполнены.

 

7.3. Времяплавления вставки предохранителя ПН2-100 при токе 718 А составляет примерно0,008 ([2], рис. 3.14). Кабели, защищённые плавкимитокоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость к токам КЗ непроверяют, поскольку время срабатывания предохранителя мало и выделившеесятепло не в состоянии нагреть кабель до опасной температуры [2].

 

/> <td/>

к РП-3

   

Расчёт напряжений в сети:

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> /> />

400 В

  /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> <td/> /> />  

U2=400-2Iр*(Xт+Xк1)^(1/3)-Iр*Xк2^(1/3)=400-2*17.401*(0,01397+0,0029)^(1/3)-17.401*0,00195^(1/3)=399В

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

 

1. «Правилаустройства электроустановок» Минэнерго СССР; 6-е издание, переработанное идополненное; Москва, Энергоатомиздат; 648 с.

 

2. ФёдоровА. А., Каменева В. В. «Основы электроснабжения промышленных предприятий»;Москва, Энергия; 1979 г.; 408 с.

 

3. «Справочникпо проектированию электроснабжения» под редакцией Барыбина Ю. Г. и др.; Москва,Энергоатомиздат; 1990 г. (Электроустановки промышленных предприятий).

 

4. АлексеевА. А., Ананичева С. С., Бердин А. С. Методическое пособие «Основыэлектроснабжения. Часть I»; Екатеринбург,УГТУ-УПИ; 1998 г.