Застосування радіальної схеми електропостачання збільшує кількість високовольтних апаратів, що, в свою чергу, збільшує капітальні вкладення.

Рисунок 2.1 – Радіальна схема електропостачання виробничої майстерні

Для електропостачання даного цеху приймаємо радіальну схему електропостачання, в зв’язку з тим, що підприємство відноситься до споживачів ІІ категорії.

2.2 Вибір схеми внутрішнього електропостачання

Характерною особливістю схем внутрішнього електропостачання (розподілення електроенергії) є велика розгалуженість мереж і наявність великої кількості комутаційної апаратури, що значно впливає на техніко-економічні показники і на надійність схем електропостачання.

Розподіл електроенергії виконане по радіально-магістральній схемі. Вибір схеми визначається категорією надійності споживачів електроенергії, і територіальним розміщенням, особливостями режиму роботи.

Радіальна схема – схема, в якій електроенергія від джерела живлення передається безпосередньо до прийомного пункту. Радіальна схема внутрішньо цехової живильної мережі виконується, коли неможливе виконання магістральної схеми по умовах територіального розміщення електричних навантажень, а також залежно від навколишнього середовища.

Для радіальної схеми в нашому випадку на підстанції передбачені розподільчі пристрої до одного кіловольта (комплектні розподільчі пристрої, щити і т.п.). Від них відходить значна кількість ліній 0,4кВ від яких живляться споживачі електроенергії. В даному проекті радіальні розподільні мережі виконані з застосуванням розподільних щитів.

РОЗДІЛ 3

Розрахунок струмів короткого замикання і вибір основного обладнАНня

3.1 Розрахунок струмів короткого замикання

Головною причиною порушення нормального режиму роботи системи електропостачання є виникнення коротких замикань в мережі або в елементах електрообладнання внаслідок пошкодження ізоляції чи неправильних дій обслуговуючого персоналу. Для зниження збитків обумовлених виходом з ладу електрообладнання при проходженні струмів короткого замикання, а також для швидкого відновлення нормального режиму роботи системи з електропостачання необхідно правильно визначити струми короткого замикання і за ними вибрати електрообладнання, засоби обмеження струму короткого замикання.

При виникненні коротких замикань збільшуються струми в фазах системи електропостачання чи електроустановках в порівнянні з значеннями в нормальних режимах роботи. Що спричиняє зниження напруги в системі, яке особливо велике близько місця короткого замикання. Розрахунок струмів короткого замикання проводимо в наступному порядку:

- для розглянутої електричної схеми складаємо розрахункову схему;

- по розрахунковій схемі складаємо схему заміщення;

- шляхом постійного перетворення приводимо схему заміщення до найбільш простого виду, так щоб джерело живлення було зв’язано з точкою короткого замикання одним результуючим опором.

Розрахунок струмів короткого замикання проводимо тільки для характерних точок, необхідних для вибору апаратури (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Розрахункова схема

Розрахуємо струми короткого замикання на стороні 10 кВ , у відносних базових одиницях. Приймаємо базові умови: Sб=100МВ•А, Uб =10,5 кВ.

Визначимо базовий струм:

кА.

Складемо схему заміщення (рисунок 3.2)

Рисунок 3.2 – Схема заміщення

Для розрахунку струмів короткого замикання задаємось початковим значенням струму системи кА. Тоді опір системи:

Ом. (3.2)

Тоді базовий опір системи та кабельної лінії:

; (3.3)

. (3.4)

Струм короткого замикання у точці К1:

кА . (3.5)

Ударний струм короткого замикання в точці К1:

, (3.6)

де Ку = 1.8 – ударний коефіцієнт.

Отже, згідно (3.6)

кА.

Найбільше дійсне значення струму короткого замикання :

кА.

Сумарний опір для точки К2:

ХбЕ=Хбс+Хбкл1= 0,549+0,0099=0,559.

Струм короткого замикання у точці К2:

кА; (3.5)

Ударний струм короткого замикання в точці К2:

кА.

Найбільше дійсне значення струму короткого замикання :

кА.

Розрахуємо струми короткого замикання в мережі до 1000В. Особливістю розрахунку струмів короткого замикання в низьковольтній мережі є те, що він проводиться в іменованих одиницях, де враховується активний і реактивний опори елементів системи.

Складемо розрахункову схему (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Розрахункова схема

Дані елементів розрахункової схеми

- трансформатор: SHT=1600кВ•А; Uk%=5.5%; ?Рк.з.=11 кВт;

- шини: l=2 м; r0=0.074мОм/км; х0=0,189 мОм/км;

- кабельна лінія від РП до ЩС: l=27м; r0=0.218 мОм/км; х0=0,06 мОм/км.

Перехідні опори контактів автомата:

- на 1000 А приймаємо ra=0.25 мОм; ха=0,1 мОм;

- на 400 А приймаємо ra=0.65 мОм; ха=0,17 мОм;

Опір шини при середньо квадратичній відстані:

rш=r0l=0.074•2=0.148 мОм;

хш=х0l=0,189•2=0,376 мОм.

Опір кабеля:

rк=r0l=0,218•2=5,89 мОм;

хк=х0l=0,06•2=1,62 мОм.

Опори трансформатора:

мОм; (3.7)

(3.8)

Складемо схему заміщення для точки К3.

Рисунок 3.4 – Схема заміщення для точки К3

В схему заміщення вводимо додатковий опір, що враховує перехідні опори контактів:

для точки КЗ rд=15 мОм;

для точки К4 rд= 20 мОм.

Сумарний активний і реактивний опори для точки К3:

rE=rT+ra+rШ+rд=1,76+0,65+0,148+15=17,56 мОм;

хE=хT+хa+хШ+хд=8,62+0,17+0,376=9,17 мОм.

Струм короткого замикання у точці КЗ:

кА. (3.9)

Ударний струм короткого замикання у точці К3:

. (3.10)

Ударний коефіцієнт :

, (3.11)

де Та – постійна часу затухання аперіодичної складової струму короткого замикання.

Постійна часу :

с. (3.12)

Отже, згідно (3.11):

Тоді, згідно (3.10):

кА

Складемо схему заміщення для точки К4

Рисунок 3.5 – Схема заміщення для точки К4

Сумарний активний і реактивний опори для точки К4:

rE=rT+ra+rШ+rк+rд=1,76+0,65+0,148+5,89+20=28,45 мОм; хE=хT+хa+хШ+хк+хд=8,62+0,17+0,376+1,62=10,79 мОм.

Струм короткого замикання у точці К4

кА. (3.13)

Постійна часу

с.

Ударний коефіцієнт

. (3.14)

Ударний струм короткого замикання у точці К4

кА. (3.15)

Знаючи струми короткого замикання, виберемо основне обладнання у наступному розділі.

3.2 Вибір основного обладнання

Всі види апаратів вибираються згідно з розрахунковими величинами для нормального режиму роботи і короткого замикання. Для їх вибору порівнюють вказані розрахункові величини з допустимими значеннями для струмоведучих частин і високовольтного обладнання. Складемо таблицю

порівняння вказаних розрахункових і допустимих величин.

Виберемо високовольтні вимикачі. Вибір вимикача здійснюється за напругою і за розрахунковим струмом згідно умов:

UPЎЬUHOM; IPмахЎЬIHOM.

Максимальний робочий струм:

А. (3.16)

За робочою напругою 10 кВ і максимальним робочим струмом 129,5А вибираємо вимикач ВВ/ TEL-10-20/630 -У2 [1] . Дані по вибору вимикача зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1 – Вибір високовольтних вимикачів

Розрахункові дані | ВВ/ TEL-10-20/630 -У2

UP=10 кВ | UHOM=10 кВ

ІРМАХ=129,5 | ІНОМ=630А

І// =9,84 кА | Івкл.поч=10 кА

іу=25,05 кА | Івкл.мах=25,5кА

Виберемо високовольтні запобіжники. Вони