Расчет и выбор аппаратов защиты

К аппаратам защиты относятся плавкие предохранители, автоматические выключатели и тепловые реле. Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и коротких замыканиях в защищаемой линии.

Чувствительными элементами автоматов, воздействующими на механизм отключения, являются расцепители: тепловые (ТР), электромагнитные (ЭМР) и полупроводниковые (ППР).

Расцепитель максимального тока (электромагнитный или полупроводниковый) - устройство мгновенного срабатывания при токе КЗ.

Тепловой расцепитель (биметаллический или полупроводниковый) - устройство, срабатывающее с выдержкой времени при перегрузке.

Расцепитель минимального напряжения - устройство, срабатывающее при недопустимом снижении напряжения в цепи (до 0,3 ... 0,5 от V_ном).

Независимый расцепитель - устройство дистанционного отключения автомата или по сигналам внешних защит.

Максимальный и тепловой расцепители устанавливаются во всех фазах автомата, остальные по одному на автомат.

Ток срабатывания расцепителя (ток трогания) - наименьший ток, вызывающий отключение автомата.

Уставка тока расцепителя - настройка его на заданный ток срабатывания.

Ток отсечки - уставка тока максимального расцепителя на мгновенное срабатывание.

Номинальный ток расцепителя - это наибольший длительный ток расцепителя, не вызывающий отключения и перегрева.

Отключающая способность автомата - наибольший ток короткого замыкания (КЗ), при котором произойдет отключение повреждения.

Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при КЗ.

Защита от коротких замыканий выполняется для всех силовых электроприемников.

Для электродвигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме, защита от перегрузок не выполняется. Силовые электроприемники, устанавливаемые во взрывоопасных помещениях, защищаются от перегрузок во всех случаях.

Защитные аппараты должны выбираться так, чтобы номинальный ток каждого защитного аппарата был не менее максимального расчетного тока электроприемника.

I_{н. защ.} ≥ I_р.

Кроме этого должна быть обеспечена селективность защиты. Выбор предохранителей:

1. Выбирают плавкую вставку предохранителя.

• Для линии без электрического двигателя:

I _вс ≥ I _р,

где I _вс - ток плавкой вставки, А; I_р - расчетный ток линии, А.

Это условие означает, что предохранитель не должен перегореть при нормальном режиме работы сети.

• Для линии к сварочному трансформатору:

где I_св - ток сварочного аппарата, А.

• При выборе аппаратов защиты в линии с компенсирующими установками КУ должно выполняться условие:

где Q _ку – мощность конденсаторной установки, квар.

• Для линий к распределительному устройству:

I_вс ≥ (I_п + I_дл) / 2,5,

где I _п – пусковой ток двигателя, определяется из соотношений:

I _п = К _п · I _д,

где К_п – кратность пускового тока.

Для асинхронного двигателя К_п = 6 ÷ 7,5;

для синхронного двигателя и машин постоянного тока

К_п = 2÷3; I_д – номинальный ток электродвигателя А.

Определяют величину тока плавкой вставки предохранителя, защищающего линию электроснабжения двигателей, которая не должна перегорать во время их пуска.

I _вс. ≥ I _п. / β,

где β – коэффициент кратковременной перегрузки плавкой вставки предохранителя: для двигателя, пускаемого без нагрузки, он равен 2,5; для двигателей с тяжелыми условиями пуска – 1,6 (например, крановых) и для линий к сварочным трансформаторам.

2. Предохранитель выбирают со стандартной плавкой вставкой по условию:

I нп ≥ I в,

где I _нп – номинальный ток предохранителя, А.

Данные предохранителей представлены в прилож. Д, табл. Д.2.

Проверяют соответствие тока плавкой вставки условию защиты линии данного сечения от токов КЗ:

I _вс. < 3 · I_дл,

где I_дл – длительно допустимый ток для данного сечения провода (кабеля). Если это условие не выполняется, то выбирают следующее стандартное сечение провода (кабеля) по прилож. Ж.

Выбор автоматических выключателей

Для выбора автомата нужно знать ток в линии, где он установлен, тип автомата и число фаз. При защите сетей автоматами необходимо выбрать их ток уставки I _н.р. Автоматы выбираются согласно условиям:

I _н.а. ≥ I _н.р.,

где I _н.а. – номинальный ток автомата, А; I _н.р. – номинальный ток расцепителя, А;

V _н.а. ≥ V_сети,

где V _на. – номинальное напряжение автомата, В; V _сети – напряжение сети.

• для линии без электродвигателя:

I н. р. > I _дл

где I _дл. – длительный ток в линии, А;

• для линии с одним электродвигателем:

I _{н. р.} > 1,25 I_д,

где I_д – ток двигателя;

• для групповой линии с несколькими электродвигателями:

I _{н. р.} > 1,1 I_м,

где I _м – максимальный ток в линии, А;

К _о – кратность отсечки, определяется по формуле:

К_о >I _о / Iн.р,

где I _о – ток отсечки, А;

• для линии без электродвигателя:

I_о > I_д.;

• для линии с одним электродвигателем:

I_о > 1, 2 I _п ,

где I _п – пусковой ток А;

• для групповой линии с несколькими электродвигателями:

I_о > 1, 2 I _пик, где I_пик – пиковый ток, А. Это наибольший ток, возникающий в линии, длительностью 1–2 с;

в группе до 5 электродвигателей включительно:

I_пик = I _п.нб. + I_м – I _н.нб.;

в группе более 5 электродвигателей:

I_пик = I_{пуск.нб} + I_м – I_н.нб К_и

где I _п.нб. – пусковой ток наибольшего по мощности электродвигателя, А; I _м – максимальный ток на группу А; I_н.нб – номинальный ток наибольшего в группе электродвигателя, А.

При выборе аппаратов защиты в линии с компенсирующими установками КУ должно выполняться условие:

Зная тип, номинальный ток автомата и число полюсов автомата, выписываются все каталожные данные автомата из прилож. Д., табл. Д.4.

• Тепловые реле выбираются согласно условию:

I _{т. р.} > 1,25 I _{н. д.},

где I _{т. р.} – ток теплового реле, номинальный, А; I _{н. д.} – номинальный ток двигателя, А.

Выбор марки и сечения линии электроснабжения

Выбор сечений проводов, кабелей и шин производится по наибольшему длительно допустимому току нагрузки по условиям нагрева и проверяется на соответствие выбранному аппарату защиты и по потере напряжения.

Сечения электрических линий электроснабжения цеха рассчитывают в определенной последовательности:

1. Составляют схему электроснабжения цеха и по ней вычисляют длину электрической линии.

2. Выбирают тип линии (кабель, провод, шинопровод), материал токоведущих жил проводов или кабелей, вид изоляции и брони, тип прокладки.

3. Вычисляют расчетный ток линии по формулам:

• Cразу после трансформатора:

где S_т – номинальная мощность трансформатора, кВА; V_нт – номинальное напряжение трансформатора, кВ.

Принимается V_нт = 0,4кВ.

• Линия к распределительному устройству РУ (распределительному пункту, шинопроводу),

где S_м.ру – максимальная расчетная мощность РУ, кВА; V_н.ру – номинальное напряжение РУ, кВ.

Принимается V_н.py = 0,38 кВ.

• Линия к электродвигателю переменного тока:

где Р_д – мощность электродвигателя переменного тока, кВт; V_нд – номинальное напряжение РУ, кВ; η_д – коэффициент полезного действия дви-гателя в относительных единицах.

Примечание. Если электродвигатель повторно-кратковременного режима, то

•Линия к сварочному трансформатору:

где S_cв – полная мощность сварочного трехфазного трансформатора кВ; ПВ – продолжительность включения в относительных единицах.

4. По величине расчетного тока определяют сечение проводов или жил кабеля по таблицам, приведенным в ПУЭ или прилож. Ж .

Сечение проводов и жил кабеля выбирают так, чтобы выполнялось условие:

I_доп ≥ I_р / к_пр,

где к_пр – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей. Таблицы поправок приведены в ПУЭ.

Выбранное сечение проводов необходимо согласовать с коммутаци-онными возможностями аппаратов защиты.

где К_зщ – коэффициент кратности допустимых токов защитных аппаратов. Данные коэффициента кратности допустимых токов представлены в прилож. Д.

Если это неравенство для выбранного сечения не соблюдается, то берут следующее стандартное сечение кабеля (провода).

Пример 3.3. Дано: электроприемник № 1 – компрессорная установка: КПД = 0,9; Р_н = 28 кВт; cosφ = 0,8; подключен к шинопроводу ШМА1. I_м = I_ШМА1 = 326,8 А. От шинопровода ШМА1 также питаются :

Наименование ЭП	Компрессорная установка	Станок карусельный	Печь сопротивления	Транспортер
Рном,кВт
cos φ	0,8	0,8	0,8	0,5	0,95	0,75

Требуется:

• составить расчетную схему электроснабжения;

• рассчитать и выбрать аппарат защиты;

• рассчитать и выбрать кабельную линию электроснабжения.

Решение. Составляется расчетная схема электроснабжения до электроприемника № 1, подключенного к ШМА1 (рис. 3.3). Этот электроприемник является трехфазным длительного режима работы. На схему наносятся известные данные.

Рис. 3.3. Схема электроснабжения электроприемника № 1

1. Выбирается автоматический выключатель SF1 типа ВА. Линия: шины низкого напряжения - магистральный шинопровод ШМА1 (ШНН - ШМА), линия с группой ЭД.

Согласно заданию максимальный ток ШМА1:

I_м = I_{ШМА 1} = 326,8 А.

Так как к шинопроводу ШМА1 подключено более пяти электродвигателей, а наибольшим по мощности является станок карусельный Р_н= 40 кВт, то пиковый ток определяется по формуле:

I_{п ик} = I_п.нб. + Iм - I_н.нб. · К_и = 878,8 + 326,8 - 18,9 = 1186,7 А;

I_п.нб. = 6,5 I_н.нб= 6,5·135,2 = 878,8 А;

I_н.нб. = Р_н · V_н · cosφ· η = 40 / 1,73 · 0,38 · 0,5 · 0,9 = 135,2 А;

I_н.нб.К_и = 135,2 · 0,14 =18,9 А.

Ток отсечки составит: I _о ≥ 1, 25· I_пик = 1,25 · 1186,7 = 1483,4 А.

Коэффициент отсечки: К_о ≥ I _о / I_н._р. = 1483 / 400 = 3,7.

Принимается К_о = 5.

По току нагрузки I_ШМА1 = 326, 8 А устанавливаем ШРА вместо ШМА. По прилож. И выбирается ШРА 4-630-32-УЗ. Технические характеристики распределительного шинопровода представлены в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Технические характеристики ШРА 4-630-32-УЗ

Автоматический выключатель SF1 выбираем по условию:

Iн.а .≥ Iн.р.

I_нр. 1,1· Iм= 1,1· I_шма1 =1,1· 326,8 = 359,5 А.

По прилож. Д выбирается ВА 55-39-3. Технические характеристики автомата представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.4 Технические характеристики автомата SF1

2. Выбирается автоматический выключатель SF типа ВА.

Линия магистральный шинопровод ШМА - компрессорная установка, линия с одним электродвигателем.

Номинальный ток компрессора:

I _д = Р_н / · V_н · cosφ · η = 28 / 1,73 · 0,38 · 0,8 · 0,9 = 59,2 А.

Номинальный ток расцепителя автомата:

I _н._р ≥ 1, 25 · I_д = 1,25 · 59,2 = 74 А.

По прилож. Д принимаем I_нр = 80 А.

Ток отсечки составит:

I_о > 1, 2 · I_n = 1, 2 · 6, 5 · 59, 2 = 461, 8 А.

Коэффициент отсечки:

К_о ≥ I _о / I_н._р=.461,8 / 80 = 5,8.

Принимается К_о = 7.

Номинальный ток автомата:

I_н.а. ≥ I_н.р. ≥ 80 А.

Принимается I_н._а. = 100 А.

По прилож. Д выбирается ВА 58-31-3. Технические характеристики выбранного автомата представлены в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Технические характеристик автомата ВА 58-31-3

3. Выбираются линии электроснабжения с учетом соответствия ап­паратам защиты согласно условию:

I _доп > К_зщ I_у(н).

Линия с SFI:

Шинопровод ШМА1 запитан кабелем АВВГ, проложенным в металлической трубе в помещении с нормальной средой. Коэффициент защиты принимается К_зщ = 1.

Сечение кабеля выбираем по длительно-допустимому току с учетом соответствия аппарату защиты по условию:

I _доп > К_зщ. · I_у(п) = 1· 1,25· 400 = 500 А.

Выбираются три кабеля марки АВВГ - 3×(3 ×95).

Согласно ПУЭ, длительно-допустимый ток для кабеля сечением 95 мм составит:

I_доп = 3×170 А.

Условие Iд_оп > К_зщ ·I_у(п) выполняется, значит сечение кабеля выбрано правильно.

• Линия с SF:

Длительно-допустимый ток в линии:

I _доп > К_зщ · Iу(_п) = К_зщ·1,25 · I_н._р = 1 · 1,25 · 80 = 100 А.

Выбирается провод марки АПВ 3×(1×50).

По прилож. Ж длительно-допустимый ток для провода сечением 50 мм² составит: I_доп = 130 А. Так как условие I_доп > К_зщ ·I_у(п) выполняется, следовательно сечение провода выбрано правильно.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 10

Расчет токов короткого замыкания

Рассчитать токи короткого замыкания (КЗ) – это значит: – по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ; рассчитать сопротивления;– определить в каждой выбранной точке трехфазные, двухфазные и однофазные токи КЗ; – заполнить «Сводную ведомость токов КЗ».

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи – электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприемнике.

Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

а) ток трехфазного короткого замыкания, кА:

где V_к – линейное напряжение в точке КЗ, кВ; Z_к – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) ток двухфазного короткого замыкания, кА:

в) ток однофазного короткого замыкания, кА:

где V_кф – фазное напряжение вточке КЗ, кВ; Z⁽¹⁾_n – полное сопротивление петли фаза – нуль до точки КЗ, Ом; Z_т – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом; г) ударный ток, кА:

где К_у – ударный коэффициент, определяется по графику

д) действующее значение ударного тока, кА:

Iу = q ·I_к⁽³⁾

где q – коэффициент действующего значения ударного тока.

Рис. 3.4. Зависимость

Сопротивления схем замещения определяются следующим образом: 1. Для силовых трансформаторов по табл. И.1 прилож. И или расчетным путем из соотношений:

где ∆Р_к - потери активной мощности КЗ, кВт, U_к - напряжение КЗ, %; V_H- линейное напряжение обмотки низкого напряжения (НН), кВ; S_т - полная мощность трансформатора, кВА.

2. Для трансформаторов тока сопротивления схем замещения опре­деляются по табл. И.2 (прилож. И).

3. Для коммутационных и защитных аппаратов - по табл. И3. Сопротивления зависят от номинального тока аппарата I_на.

4. Для ступеней распределения сопротивления схем замещения оп­ределяются по табл. И.4 (прилож. И).

5. Для линий электроснабжения кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений:

Rл = r _о · L_л; X_л = х_о ·L_л ;

где г_о и х_о - удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м; L_л-протяженность линии, м.

Удельные сопротивления для расчета трехфазных и двухфазных то­ков КЗ определяются по таблицам И.6, И.7, И.8.

При отсутствии данных г_о можно определить расчетным путем:

r_о= 10³/ γ S, где S - сечение проводника, мм; γ - удельная проводимость материала, м/(Ом мм ).

Принимается: γ = 30 м /(Ом × мм²) - для алюминия, γ = 50 м /(Ом × мм²) - для меди, γ = 10 м /(Ом × мм²) - для стали.

При отсутствии данных х_о можно принять равным :

х_о вл = 0,4 мОм/м - для ВЛ,

х_о кл = 0,06 мОм/м - для КЛ,

х_о пр = 0,09 мОм/м - для проводов,

х_{о ш} = 0,15 мОм/м - для шинопроводов.

При расчете однофазных токов КЗ значение удельных индуктивных сопротивлений петли фаза-нуль принимается равным:

Х_{о п} = 0,15 мОм/м - для КЛ до 1 кВ и проводов в трубах,

Х_{о п} = 0,6 мОм/м - для ВЛ до 1 кВ,

Х_{о п} = 0,4 мОм/м - для изолированных открыто проложенных проводов,

Х_{о п} = 0,2 мОм/м - для шинопроводов.

Удельное активное сопротивление петли фаза-нуль определяется для любых линий по формуле:

r _{о п} = 2 r _о.

6. Для неподвижных контактных соединений значения активных пе­реходных сопротивлений определяют по табл. И.8.

Примечание 1. При расчетах можно использовать следующие значения К_у:

К_у = 1,2 - при КЗ на ШНН трансформаторов мощностью до 400 кВА;

К_у = 1,3 - при КЗ на ШНН трансформаторов мощностью более 400 кВА;

К_у = 1 - при более удаленных точках;

К_у = 1,8 - при КЗ в сетях ВН, где активное сопротивление не оказывает существенного влияния. Сопротивления элементов на высоком напряжении приводятся к низкому напряжению по формулам:

где R_нн и Хнн - сопротивления, приведенные к НН, мОм; R_вн и Х_вн - сопротивления на ВН, мОм; V_нн и V_вн - напряжение низкое и высокое, кВ.

Пример 3.4. Дано: расчетная схема (рис. 3.5а).

L_ВН = 3 км;

L_кл1 = 5м (длина линии электроснабжения от ШНН до ШМА1);

L_ш = 2 м (участок ШМА1 до ответвления);

L_кл2 = 20 м (длина линии ЭСН от ШМА1 до потребителя).

Требуется:

– составить схему замещения, пронумеровать точки КЗ; – рассчитать сопротивления и нанести их на схему замещения; – определить токи КЗ в каждой точке и составить «Сводную ве-домость токов КЗ».

Решение. Составляется схема замещения (рис. 3.5б) и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

Вычисляются сопротивления элементов и наносятся на схему замещения(рис.3.5б). Для системы:

Воздушная линия электропередач выполнена голым проводом марки АС-3 х 10 / 1,8;

I_доп = 84 А; х₀ = 0,4 Ом/км;

х ^'_с= х_оL_с = 0,4·3 = 1,2 Ом;

r₀ = 10³ / γS = 10³ / 30·10 = 3,33 Ом/км;

R_c = r_oL_c= 3,33·3 = 10 Ом.

Сопротивления приводятся к НН:

R_c = R_c ( V_нн / V_вн)² = 10 · (0,4 / 10)² ·10³ = 16 мОм;

Х_с = Х ^’_c ( V_нн / V_вн)² = 1,2 · (0,4 / 10)² ·10³ = 1,9 мОм.

Для трансформатора по табл. И.1 определяем:

R_т = 5,5 мОм, Х_т =17,1 мОм; Z⁽ _т¹⁾ = 195 мОм.

Для автоматов - по табл. И.3:

1SF R1_SF = 0,11 мOм Х _1SF = 0,12 мOм; R_{н 1}sf = 0,2 мОм

SFl Rsf1 = 0,15 мОм; Х_Sf1= 0,17 мОм; R_нSf1 = 0,4 мОм;

SF R_sf = 2 мОм; X_sf = 1,8 мОм; R_нSF = 0,9 мОм.

Для кабельных линий - по табл. И.5:

КЛ1: г₀ = 0,33 мОм/м; х₀ = 0,08 мОм/м.

Так как в схеме три параллельных кабеля, то

r₀ = (⅓) •r₀' = (⅓)' 0,33 = 0,11 мОм/м;

R_{кл 1} = г ₀ L_кл1 = 0,11· 5 = 0,55 мОм;

Х к_{л 1} = х₀Lкл1 = 0,08 · 5 = 0,4 мОм.

КЛ2: r₀ = 0,63 мОм/м; х₀ = 0,09 мОм/м.'

R_кл2 = 0,63- 20 = 12,6 мОм;

X_кл2 = 0,09- 20 = 1,8 мОм.

Для шинопровода ШРА 630 из табл. И.6 берем значения переходных сопротивлений:

r₀ = 0,1 мОм/м; х₀ = 0,13 мОм/м;

r_оп = 0,2 мОм/м; х_он = 0,26 мОм/м;.

R_ш = r₀L_ш = 0,1 -2 = 0,2 мОм;

х_ш = х₀L_ш = 0,13-2 = 0,26 мОм.

Для ступеней распределения значения переходных сопротивлений берем из табл. И.3:

R_{С 1} = 15 мОм; R_С2 = 20 мОм.

По упрощенной схеме замещения вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему (рис. 3.5в).:

R_{э 1} = R_с + R_т + R1_SF + R_н1sf + Rc1 = 16 + 5,5 + 0,11 + 0, 2+ 15 = 36, 8 мОм;

X_{э 1} = X_c + X _т+ X_lSF = 1,9 + 17,1 + 0,12 = 19,12 мОм;

R_э2 = R_sf1 + R_нsf1 + R_{кл 1} + R_ш + Rс2 = 1,15 + 0,4 + 0,55 + 0,2 + 20 = 1,3 мОм;

Х_э2 = X_SF12 + Х_{кл 1} + Х_ш = 0,17 + 0,4 + 0,26 = 0,83 мОм;

R_э3 = R_sf + R_нsf + R_кл2 = 2 + 0,9 + 12,6 = 15,5 мОм;

Х_э3 = X_SF + Х_{кп 2} = 1,8 + 1,8 = 3,6 мОм.

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ» (табл. 3.5.):

R_к1 = R_э1 = 36,8 мОм; Х_к1 = Х_э1 = 19,12 мОм;

R_к2 = R_э1 + R_э2 = 36,8 + 21,3 = 8,1 мОм;

Х_к2 = Х_э1 + Х_э2 = 19,12 + 0,83 = 19,95 мОм;

R_к3 = R_к2 + R_э3 = 58,1+15,5 = 73,6 мОм;

Х_к3=Х_к2 + Х_э3 = 19,95+ 3,6 = 23,55 мОм;

Определяются коэффициенты К_у (рис. 3.4.) и q:

Определяются трехфазные и двухфазные токи КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов короткого замыкания» (табл. 3.5).

Таблица 3.5 Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rк, мОм	Хк ,мОм	Zк, мОм	Rк./Хк	Ку	q	I(3)к, кА	Iу, кА	I(3)∞ кА	I(2)к, кА	Zп, мОм	I(1)к , кА
К1	36,8	19,1	41,5	1,9	1,0		5,6	7,9	5,6	4,9		2,9
К2	58,1	19,9	61,4	2,9	1,0		3,6	5,1	3,6	3,1	36,9	2,2
К3	73,6	23,5	77,3	3,1	1,0		2,8	4,0	2,8	2,4	62,3	1,7

Составляется схема замещения для расчета однофазных токов КЗ (рис. 3.6) и определяются сопротивления.

Рис. 3.6. Схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ

Для кабельных линий:

Х_пкл1 = х_0нL = 0,15 · 5 = 0,75 мОм;

R_{пкл 1} = 2r₀L_кл1 = 2 · 0,11 · 5 = 1,1 мОм;

R_нш = r_0ншL_ш = 0,26 · 2 = 0,4 мОм;

Х_нш = х_0ншL_ш = 0,26 · 20,52 мОм;

R_пкл2 = 2r₀L_кл2 = 0,15 · 20 = 3 мОм;

Z_{н 1} = 15 мОм;

R_н2 = R_c1 + R_{пкл 1} + R_нш + Rc2 = 15 + 1,1 + 0,4 + 20 = 36,5 мОм;

Х_п2 = Х_пкл1 + Х_пш = 0,75 + 0,52 = 1,27 = 1,3 мОм;

Задания для контрольных работ

Задание 1

Требуется:

- рассчитать и выбрать компенсирующее устройство КУ;

- выбрать трансформатор с учетом КУ;

Данные для расчетов взять из табл. А1 (прилож. А).

Содержание отчета

1. Начертить расчетную схему подключения компенсирующих устройств.

2. Расчетные данные внести в таблицу.

3. Ответить на контрольные вопросы.

4. Составить баланс реактивной мощности.

Контрольные вопросы

1. Виды, условные обозначения, назначение компенсирующих устройств.

2. Методика расчета компенсирующего устройства.

3. Способы компенсации реактивной мощности.

Задание 2.

1. Составить схему линии электроснабжения.

2. Выбрать аппарат защиты.

3. Выбрать сечение проводника.

4. Проверить правильность выбора проводника на соответствие выбранному аппарату защиты.

Данные взять из табл. 9.8

Таблица 3.6 Варианты индивидуальных заданий

Вариант	Категория ЭСН	S, м2	Номера электроприемников	Вариант

Примечание. Наименования электроприемников даны в табл. А1 (прилож. А).

Содержание отчета

1. Начертить схему линии электроснабжения.

2. Письменно ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Виды, назначение, условные обозначения аппаратов защиты.

2. Условия выбора линий электроснабжения с учетом соответствия аппарату защиты.

3. Условия выбора автоматических выключателей.

4. Условия выбора предохранителей.

5. Условия выбора тепловых реле.

Задание 3

Требуется: Расчесать токи короткого замыкания

Таблица 3.7Варианты индивидуальных заданий

Примечание. Наименования электроприемников даны в табл. А1 (прилож. А).

Содержание отчета

1. Начертить расчетную схему, схему замещения.

2. Расчеты оформить в тетради.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Основные понятия и соотношения токов КЗ.

2. Способы расчетов токов КЗ.

3. Электродинамическое и термическое действие токов КЗ.

Задания к выполнению курсовой работы

Введение

Для определения расчетных нагрузок групп приемников

необходимо знать установленную мощность (сумму номинальных мощностей) всех электроприемников группы и характер технологического процесса.

Расчет нагрузки может осуществляться:

1. по удельным расходам электроэнергии и плотностям нагрузки;

2. по коэффициенту спроса К_с. Определение расчетной нагрузки по коэффициента спроса применяется при отсутствии данных и числе электроприемников и их мощности, об удельном потреблении электроэнергии на единицу продукции или удельной плотности нагрузок на 1 м² площади цеха. В соответствии с методом коэффициента спроса допускается (на стадии проектного задания и при других ориентировочных расчетах) определять нагрузку предприятия

Р_расч.=К_сР_ном

Значения коэффициента спроса зависят от технологии производства и приводятся в отраслевых инструкциях и справочниках.

3. По коэффициенту расчетной активной мощности К_р. Определение расчетной нагрузки по коэффициенту расчетной активной мощности применяются при наличии данных о числе ЭП, их мощности режиме работы для определения нагрузки на всех ступенях распределительных и питающих сетей (включая трансформаторы и преобразователи).

Цель курсовой работы. Определение расчетной нагрузок на низшем и высшем напряжении и расчет осветительной нагрузки:

Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок при проектировании элементов системы электроснабжения является основой для рационального решения всего комплекса вопросов связанных с электроснабжением промышленного предприятия.

Предварительная оценка электрических нагрузок завода связана с правильным выбором необходимого количества и мощности трансформаторов, защитных и компенсирующих устройств, проверки токоведущих элементов по току, по нагреву и потере напряжения.

Пример расчета на низшем напряжении

Расчетный максимум нагрузок Р _{расч.нн} элемента систем электроснабжения, питающих нагрузку напряжением до 1 КВ определяется по коэффициенту расчетной активной мощности.

Расчет производится по коэффициенту спроса к_с.

Р_{расч.ин}= Р_уст • к_с

где Рр - расчетная активная нагрузка цеха, кВт;

Р уст. установленная мощность цеха, кВТ;

к_с - коэффициент спроса.

Q_р= Р_уст

где Q_p - расчетная реактивная нагрузка цеха, кВАр;

tgφ - коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cosφ, характерному для электроприемников данного режима работы.

Алгоритм расчета нагрузок рассмотрим на примере цеха (заводоуправление)

Р_уст. = 350кВт.

Коэффициент спроса и cos φ зависят от технологии производства и приводятся в отраслевых инструкциях и справочниках (2).

Для первого цеха они таковы к_с1=0.6; cos φ₁=0.8; tgφ₁=0.75

Р_Р1нн = 350 • 0,06 =210 кВт.

Q _Р1нн = 350 • 0,6 • 0,75 = 157,5кВАр .

где Р_Р1нн и Q _Р1нн - расчетная активная и реактивная мощность.

Пример расчета на высшем напряжении

Расчет нагрузок на высшем напряжении осуществляется с помощью коэффициента использования.

В проектируемом предприятии будет 4 потребителя на высшем напряжении - два компрессорных цеха, цех выработки конечной продукции и цех водоснабжения и канализации.

Пример расчета эл. нагрузок для компрессорного цеха завода.

Данные этого цеха: Р_уст11вн=6700 кВт, к_и11вн=0,8, cosφ_11.BH=0,8 tgφ_llBH=0,75

Р_р11вн=Р_уст11вн*к_и11вн

Р_р11вн =6700*0,8=5360кВт

Q_р11вн= Р_р11вн *к_и11вн* tgφ_llBH

Q_р11вн =6700*0,8*0,75=4020 кВАр.

где Р_р11вн и Q_р11вн - расчетная активная и реактивная мощность цеха.

к_и - коэффициент использования активной мощности.

Исходные данные для расчета

№ варианта	Pycтi, КВТ	Kci	cos φi
		0,6	0,8
		0,7	0,8
		0,4	0,8
		0,4	0,8
		0,4	0,8
	2119,5	0,5	0,8
		0,35	0,7
		0,7	0,8
		0,75	0,9
		0,7	0,85
		0,8	0,9
		0,8	0,9
		0,7	0,8
		0,8	0,9
		0,8	0,92
		0,8	0,8
		0,8	0,8
		0,75	0,8
		0,8	0,8