Проверка выбранных кабелей на термическую устойчивость к токам короткого замыкания

2.6 Проверка выбранных кабелей на термическую устойчивость к токам короткого замыкания.

Минимальное сечение кабеля по термической устойчивости и токам короткого замыкания определяется по формуле.

 

a - коэффициент термической устойчивости, для алюминия он равен двенадцати.

Iк - ток короткого замыкания в конце кабеля.

tn - приведенное время которое определяется по кривым.

tn = ¦( t, b" ).

Так как точки короткого замыкания находятся на большом расстояние от источника питания то можно считать Iк = I¥ = I" = In

b" = 1

t - действительное время протекания тока короткого замыкания от момента возникновения до момента отключения короткого замыкания, это время состоит из времени срабатывания защиты и времени срабатывания выключателя.

t = tзащиты + tвык.

Защита должна быть выполнена по ступенчатому признаку, то есть каждая последующая защита, считая от потребителя к источнику питание должно быть больше по времени на ступень времени (Dt).

Примем Dt = 0,5 с.

Примем время срабатывания защиты первой ступени tзащ.1=0,5 с.

Ориентируясь на использование вакуумных высоковольтных выключателей примем собственное время срабатывания выключателя при отключение tвык. = 0,1 с, тогда действительное время первой ступени защиты будет t1 = tзащ. + tвык. = 0,5 + 0,1 = 0,6 с.

Время второй ступени защиты t2 = t1 + Dt + tвыкл.= 0,6+0,5+0,1=1,2с.

Действительное время третей защиты t3 = t2 + Dt + tвыкл. = 1.2+0.5+0.1=1.8 c.

Пользуясь кривыми для определения приведенного времени, находим его.

Для первой ступени tn1 = 0,68 с,

второй ступени tn2 = 0.92 с,

третей ступени tn3 = 1,22 с.

Определим минимальное сечение первого кабеля по термической устойчивости.

По термической устойчивости первый кабель марки

ААШВ-10-3(3C185) подходит, так как 107<3C185.

Определим минимальное сечение второго кабеля по термической устойчивости.

По термической устойчивости первый кабель марки

ААШВ-10-2(3C240) подходит, так как 79<3C240.

Определим минимальное сечение третьего кабеля по термической устойчивости.

По термической устойчивости первый кабель марки

ААШВ-10-(3C50) не подходит, так как 53>50 значит выбираем кабель марки ААШВ-10-(3C70).

Определим минимальное сечение четвертого кабеля по термической устойчивости.

По термической устойчивости первый кабель марки

ААШВ-6-(3C35) не подходит, так как 60>35 значит выбираем кабель марки ААШВ-6-(3C70).

2.7 Выбор аппаратуры и оборудования распределительных подстанций.

1)         Выбор аппаратуры и оборудования на РУ-10 кВ.

			Ввод 2
	Ввод 1

На РУ-10 кВ выбираем высоковольтные выключатели и трансформаторы тока. Выключатели вбираются по номинальному току и номинальному напряжению, месту установки и проверяются на отключающую способность на термическую и динамическую устойчивость к токам короткого замыкания.

Ориентируемся на использование комплектных распределительных устройств типа КРУ и вакуумные выключатели тока ВВТЭ-М.

Вакуумные выключатели выпускаются на напряжение 6 кВ и 10 кВ.

Номинальные ток 630, 1000, 1600.

Выбираем вводной выключатель.

,

где I рас. - расчетный ток.

I n - ток кабеля.

S - мощность трансформатора.

Предварительно выбираем выключатель на 1000 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 3.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 771 А Iк.з = 8,07 кА iуд. = 20,48 кА Sк.з = 139 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 1000 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-1000.

Выбираем на ввод трансформатора тока.

Трансформаторы тока выбираемся по номинальному напряжению и номинальному току первой обмотки и проверяются на термическую и динамическую устойчивость к токам короткого замыкания. Трансформаторы тока изготавливаются на следующие номинальные токи первичной обмотки: 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000 и при токе на вторичной обмотке пять ампер.

а ввод предварительно выбираем трансформатор тока на 800 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 4.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 771 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 800 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-800/5.

2)         Выбираем секционный выключатель на РУ-10 кВ.

Определяем расчетный ток.

Предварительно выбираем выключатель на 630 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 5.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 385 А Iк.з = 8,07 кА iуд. = 20,48 кА Sк.з = 139 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 630 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-630.

Для этого выключателя предварительно выбираем трансформатор тока на 400 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 6.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 385 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 400 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-400/5.

3)         Выбираем выключатель на трансформатор.

S = 6300 кВА

I рас. = 534 А

Предварительно выбираем выключатель на 630 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 7.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 534 А Iк.з = 8,02 кА iуд. = 20,35 кА Sк.з = 138 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 630 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-630.

Для этого выключателя предварительно выбираем трансформатор тока на 600 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 8.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 534 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 600 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-600/5.

4)         Выбираем выключатель на трансформатор.

S = 1000 кВА

I рас. = 79 А

Предварительно выбираем выключатель на 630 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 9.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 79 А Iк.з = 8,02 кА iуд. = 20,35 кА Sк.з = 138 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 630 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-630.

Для этого выключателя предварительно выбираем трансформатор тока на 100 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 10.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 10 кВ Iрас. = 79 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 100 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-600/5.

Для контроля изоляции и измерений на каждой секции РУ-10 кВ устанавливаем по одному трансформатору напряжения типа НТМ-10-66.

Для защиты этого трансформатора то коротких замыканий подключаем его через плавкий предохранитель ПКТ-10.

Для защиты аппаратуры и оборудования от перенапряжений на каждою секции устанавливаем по комплекту вентильных разрядников РВП-10.

Для защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю на каждый кабель устанавливаем трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗЛ. На каждой секций предусматриваем по одной резервной ячейки с таким же выключателем как на вводной ячейки.

1)         Выбор аппаратуры и оборудования на РУ-6 кВ.

 

Расчетный ток для выбора вводного выключателя будет.

,

где I рас.- ток расчетный.

n- количество двигателей.

I ном. дв. - номинальный ток двигателя.

Для контроля изоляции и измерений на каждой секции РУ-10 кВ устанавливаем по одному трансформатору напряжения типа НТМ-10-66.

Для защиты этого трансформатора то коротких замыканий подключаем его через плавкий предохранитель ПКТ-10.

Для защиты аппаратуры и оборудования от перенапряжений на каждою секции устанавливаем по комплекту вентильных разрядников РВП-10.

Для защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю на каждый кабель устанавливаем трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗЛ. На каждой секций предусматриваем по одной резервной ячейки с таким же выключателем как на вводной ячейки.

Рассчитываем ток для выбора вводного выключателя на РУ-6 кВ.

Предварительно выбираем выключатель на 1600 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 11.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 6 кВ Iрас. = 1326 А Iк.з = 5,34 кА iуд. = 13,55 кА Sк.з = 57 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 1600 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-1600.

Для этого выключателя предварительно выбираем трансформатор тока на 1500 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 12.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 6 кВ Iрас. = 1326 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 1500 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-1500/5.

2)         Выбираем секционный выключатель.

Предварительно выбираем выключатель на 1000 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 13.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 6 кВ Iрас. = 663 А Iк.з = 5,34 кА iуд. = 13,55 кА Sк.з = 57 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 1000 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-1000.

Для этого выключателя предварительно выбираем трансформатор тока на 800 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 14.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 6 кВ Iрас. = 663 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 800 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем

трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-800/5.

3)         Выдираем выключатель для питания двигателя.

Iрас.= Iдв.=51 А

Предварительно выбираем выключатель на 630 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 15.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 6 кВ Iрас. = 51 А Iк.з = 5,34 кА iуд. = 13,55 кА Sк.з = 57 мВА	Uном. = 10 кВ Iном. = 630 А Iотк. = 20 кА iуд. = 51 кА Sотк. = 350 мВА

Так как ни один из расчетных величин не превышает соответствующего значения допустимой величины, то окончательно принимаем к установке выключатель ВВТЭ-М-10-20-630.

Для этого выключателя предварительно выбираем трансформатор тока на 100 ампер.

Составляем сравнительную таблицу.

Таблица № 16.

Расчетные величины	Допустимые величины
Uном = 6 кВ Iрас. = 57 А	Uном. = 10 кВ Iном. = 100 А Кt = 120 Кд = 250

По термической и динамической устойчивости предварительно принятый трансформатор тока подходит, и окончательно принимаем трансформатор марки ТВЛМ-10-р/р-100/5.

Выбор аппаратуры и оборудования на РУ-0,4 кВ

Для питания низковольтных потребителей выбираем комплектные трансформаторные подстанции и соответственно к комплектным распределительным устройствам КРУ-0,4 кВ.

В качестве коммутационной аппаратуры используем автоматические выключатели на вводных и секционных ячейках используем выключатели типа Э-25 (электрон на 2500 А).

Для питания сосредоточенных нагрузок двигателей большой мощности используем автоматические выключатели марки АВМ (автомат воздушный модернизированный).

Для питания маломощных потребителей используем автоматические выключатели серии А-3000.

Для целей измерения и учета электроэнергии будем использовать трансформаторы тока катушечного типа марки ТК.

2.8 Компенсация реактивной мощности.

Согласно руководящих указаний по повышению cosj в установках промышленных предприятий рекомендуется:

1.     При необходимой мощности компенсирующих устройств менее 5000 кВар и напряжение 6 кВ необходимо использовать батареи статических конденсаторов, а при напряжение до 1000 В во всех случаях используются статические конденсаторы. При расчете необходимой мощности конденсаторных батарей предполагаем, что cosj после компенсации должен быть cosj=0,94

2.     Высоковольтные нагрузки компенсируют установкой высоковольтных конденсаторов, а низковольтные низковольтными конденсаторами.

Выбираем компенсирующие устройства на РУ-6 кВ, необходимая компенсирующая мощность определяется по формуле.

, кВар

a=0,9 - коэффициент учитывающий возможное повышение cosj способами не связанными с установкой конденсаторных батарей.

P- расчетная активная мощность установки.

tgj1 - тангенс угла сдвига фаз соответствующий коэффициенту до коммутации.

Берем два комплекта конденсаторных установок марки УК-6-1125ЛУЗ; УК-6-1125ПУЗ.

Определяем действительный расчетный cosj.

 cosj = 0,99

Выбираем компенсирующие устройства на РУ-0,4 кВ, необходимая компенсирующая мощность определяется по формуле.

Берем один комплект конденсаторных установок марки УК-0,38-320Н.

Определяем действительный расчетный cosj.

 cosj = 0,96

3. Список литературы:

 

1.         Б.Ю. Липкин: «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». Москва. Высшая школа. 1990 год.

2.         «Справочник по проектированию электроснабжения линии электропередачи и сетей». ( под редакцией Я. М. Большама, В. И. Круповича, М. Самоверова ). Москва. Энергия. 1984 год.

3.         «Справочник по электроснабжению промышленных предприятии».

(под редакцией А. А. Федорова, Г. В. Сербиновского ). Москва. Энергия. 1991 год.

4.         «Правила устройства электроустановок (ПУЭ)». Москва. Энергоатомиздат. 2000 год.

5.         Федоров. А. А., Старнов. Л. Е. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования». Москва. Энергоатомиздат. 1987 год.