1. ЗАДАНИЕ:
1. Выбрать сечение кабельной линии 2 и предохранитель в сети 0,4 кВ.
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 от РП-51:

|№ |Тип электроприёмника |Номинальная мощность |Ки |tg g |ПВ |
| | |электроприёмника, кВт | | |(%) |
|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 3 категориям надёжности, т.е. не требуют резервирования питания;

-При расчёте не требуется согласование (селективность) защиты;

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

-Сопротивление элементов сети (трансформатора, кабелей) рекомендуется принять по [1] или [2], в случае невозможности нахождения величины

Zпт для кабелей, можно принимать: Zпто=2,3*Zо(1) (т.е. принимать величину удельного полного сопротивления петли фаза-нуль в 2,3 раза больше активного удельного сопротивления жилы);

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

2. СХЕМА УЧАСТКА ЦЕПИ ЦЕХА

ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ:

3. РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ .

При анализе электроприёмников (ЭП), выделяем две группы ЭП: группу А с повторно-кратковремённым режимом работы (Ки=0,6 (в нашем случае группа Б представлена только вентилятором).
Рассчитываем общую номинальную мощность для каждого типа оборудования: для токарных станков общая мощность составит 13,5 кВт (4,5 кВт*3 шт.), для остальных типов ЭП совпадает с единичной.
Рассчитываем максимальную среднюю активную мощность (Pсм) для каждого типа
ЭП, исходя из заданных коэффициентов использования (Ки): Pсм=Рном*Ки.
Рассчитываем максимальную среднюю реактивную мощность (Qсм) для каждого типа ЭП, исходя из заданных величин tgj : Qсм=Рном*tgj.
Для группы А подводим итоги, определяя суммарную номинальную мощность всех шести ЭП; суммарную максимальную среднюю активную и реактивную мощность.
Общий коэффициент использования Ки группы равен:

3.7. Результаты оформляем в виде таблицы:

|Наименование |Кол-во|Мощность,| |Ки |tgj |Pсм, |Qсм, | |
| |, |кВт | | | | | | |
|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 |1 |2,0 |2,0 |0,2 |1,33 |0,40 |0,532 | |
|станок | | | | | | | | |
|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 | |
| | | | | | | | | |

Общее количество ЭП группы А составляет шесть элементов, поэтому для этой группы определяем отношение номинальных мощностей наиболее и наименее крупных ЭП, т.е. число m:

При этих условиях (m>3 и Ки=Iр/К, где К - коэффициент, учитывающий прокладку нескольких кабелей в канале. В случае трёх кабелей К=1 ([1], табл. 1.3.12.). Отсюда Iдоп=17,401 А.
Согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы, поэтому допустимые токи принимаются как для трёхжильных, но с коэффициентом
0,92. Тогда допустимый расчётный ток:

Iдоп=17,401/0,92=18,914 А.
5.5. По справочным данным ([1], табл. 1.3.7.) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больший 19 А.
Это сечение 4мм2. Таким образом принимаем к прокладке кабель АВВГ - (3х4 +
1х2,5).

6. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .

Для определения токов коротких замыканий, произведём дополнительный расчёт параметров схемы замещения трансформатора ТМ-630/6/0,4 D / Yo:

Пользуясь справочными данными [3], определяем:

Параметры схемы замещения трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности одинаковы.

Удельные сопротивления фазы кабельной линии и петли фаза - нуль пересчитаем для сечений 120 мм2 и 4 мм2, используя данные [4], стр. 27: rуд1=0,549*70/120=0,320 мОм/м; rуд2=0,549*70/4=9,608 мОм/м; xуд=0,065 мОм/м;

Zпт0=1,59 мОм/м.

Полные сопротивления прямой последовательности кабеля 1 [АСГ-(3х120+1х95)]: rк1=rуд1*L1=0.320*45=14.4 мОм/м; хк1=xуд*L1=0.065*45=2.925 мОм/м.

Полные сопротивления прямой последовательности кабеля 2 [АВВГ - (3х4 + 1х2,5)]: rк2=rуд2*L2=9,608*30=288,24 мОм/м; хк2=xуд*L2=0.065*30=1,95 мОм/м.

6.3. Переходное сопротивление, включающее сопротивления контактов и сопротивление дуги в месте короткого замыкания при расчётах вблизи шин ЦТП минимально и составляет 15 мОм. В случае расчётов токов короткого замыкания непосредственно на зажимах потребителей, получающих питание от вторичных РП и увеличении удалённости от шин 0,4 кВ ЦПТ это сопротивление увеличивают до
30 мОм (в пределе).

СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ

ДЛЯ РАСЧЁТОВ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ .

ё

Расчёт трёхфазного металлического короткого замыкания на землю:

Расчёт однофазного короткого замыкания:

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

7. УСТАНОВКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

В НАЧАЛЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ .

1. Выбор предохранителей выполняется из следующих условий:

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

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

2. Проверка предохранителя:

Проверка чувствительности защиты оборудования предохранителем по минимальному току короткого замыкания, которое составляет 718.054 А
(трехфазное в точке К, с учётом переходных сопротивлений и дуги), превосходя ток плавкой вставки более чем в четыре раза (в 24).

Максимально допустимый ток для кабеля АВВГ - (3х4 + 1х2,5) ~ току плавкой вставки. Таким образом оба условия проверки выбранного предохранителя выполнены.

Время плавления вставки предохранителя ПН2-100 при токе 718 А составляет примерно 0,008 ([2], рис. 3.14). Кабели, защищённые плавкими токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость к токам КЗ не проверяют, поскольку время срабатывания предохранителя мало и выделившееся тепло не в состоянии нагреть кабель до опасной температуры
[2].

Расчёт напряжений в сети:

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)=399 В

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ :

«Правила устройства электроустановок» Минэнерго СССР; 6-е издание, переработанное и дополненное; Москва, Энергоатомиздат; 648 с.

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

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

Алексеев А. А., Ананичева С. С., Бердин А. С. Методическое пособие «Основы электроснабжения. Часть I»; Екатеринбург, УГТУ-УПИ; 1998 г.

-----------------------
РУ

ВН

кабельная линия 1

РП-1

сборные шины 0,4 кВ

к РП-3

к РП-2

Зона сети, подлежащая расчёту

РП-5

кабельная линия 2

К

Е

Z2к

Z1к

Zт

к РП-3

2

1

ВН

РУ

X2к

X1к

Xт

400 В

Iр

2Iр

к РП-2