Выбор коммутационно-защитной аппаратуры напряжением 0.4 кВ

Выбор сечения проводника для отдельного электроприемника покажем на примере вертикально-фрезерного станка (поз. 19). Сечение питающего проводника выбираем по следующим условиям:

По допустимому нагреву:

I_т.доп ≥ I_р ,

где I_т.доп – допустимый ток проводника, определяется сечением токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А;

Данному току соответствует провод АПВ сечением 10 мм² с I_т.доп = 47 А [11, табл. 1.3.5].

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

∆U_доп ≥ ∆U_р

где ∆U_доп – допустимые потери напряжения, ∆U_доп = 5%

∆U_р – расчетные потери напряжения, %

где L – длина проводника, км;

r_o - активное сопротивление 1км проводника, r_o = 3.14 Ом/км,

x_o - реактивное сопротивление 1км проводника, x_o = 0.073 Ом/км, [11, табл. 2-5];

т.к. ∆U_р < ∆U_{доп ,} то сечение 10 мм² соответствует допустимым потерям напряжения.

В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:

U_ном.пр > U_ном

I_ном.пр > I_р

I_пл.вс > I_пик / α,

где U_ном.пр – номинальное напряжение предохранителя, В;

I_ном.пр - номинальный ток предохранителя, А;

I_пл.вс – номинальный ток плавкой вставки, А;

I_пик – пиковый ток, А;

α – коэффициент, учитывающий условия пуска, α = 2.5 [3, табл. 6.3]

I_пик = I_пуск = К_п × I_р,

где К_п – кратность пускового тока по отношению к току нормального режима, принимаем К_п = 5 [3];

I_пик = 34.5 × 5 = 172.5 А

U_ном.пр > 380 В

I_ном.пр > 34.5 А

I_пл.вс ≥ 69 А

Выбираем предохранитель типа ПН-2, I_ном=100А, I_пл.вс= 80 А.

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю для силовых цепей по условию:

I_пл.вс £ 3 × I_т.доп,

где I_т.доп - допустимый длительный ток проводника.

I_расц £ 4.5 × I_т.доп

I_пл.вс £ 3 × 47,

т.к. 80 ≤ 141, то провод соответствует аппарату защиты и окончательно принимаем к установке провод АПВ 3×10 + 1×5 мм² [11, табл. 1.3.5].

Для остальных электроприемников расчет аналогичен.

Расчет токов КЗ на стороне ВН

Расчет токов короткого замыкания может производиться по нескольким вариантам, которые изложены в [5]. В данном случае выбран такой вариант, когда может быть задана номинальная мощность системы и сверхпереходная мощность короткого замыкания. Расчет производим в относительных единицах.

Расчетная схема, соответствующая нормальному режиму представлена на рисунке 4, а схема замещения на рисунке 5.

За базисную мощность принимаем Sб = 300 МВА, за базисное напряжение принимаем Uб = 37.5 кВ. Система задана мощностью при трехфазном коротком замыкании: Sкз = 2000 МВА.

ВЛ 35 кВ К1

35 кВ

ГПП

К1

10 кВ К2

К2

КЛ 10 кВ

К3 К3

Рисунок 4 - Расчетная схема Рисунок 5 - Схема замещения

Произведем расчет параметров схемы замещения.

Реактивное сопротивление системы определяется по формуле:

Реактивное сопротивление воздушной линии определяется по формуле:

,

где l – длина воздушной линии в км.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора определяется по формуле:

,

где Uк = 6.5% - напряжение короткого замыкания трансформатора ТМ 1000-35/10;

- номинальная мощность трансформатора в кВА.

Реактивное сопротивление кабельной линии определяется по формуле:

,

где l длина кабельной линии ГПП – ТП1 в км.

Учитывая большую электрическую удаленность, когда значения результирующего сопротивления в основном определяется сопротивлением элементов системы электроснабжения, периодическая составляющая тока к.з. принимается незатухающей и определяется согласно [6]:

,

Базисный ток (Iб) определяется по формуле:

Действующее значение тока трехфазного к.з.

В точке К1 определяется по формуле:

В точке К2 определяется по формуле:

В точке К3 определяется по формуле:

Ударный ток к.з. определяется по формуле:

,

где к_уд – ударный коэффициент, выбираем к_уд = 1.8 [5].

Ток однофазного замыкания определяется по формуле:

,

где - ток прямой последовательности в месте к.з.;

Ток однофазного к.з. для точки К1 определяется по формуле: