Электроснабжение цеха сварки узлов

Автоматы имеют следующие  номинальные токи: ВА 51-25 – I_ном.ав. - 25 А; 
ВА 51-31 – I_ном.ав = 100 А; ВА 51-33 – I_ном.ав = 160 А; ВА 51-35 – I_ном.ав = 250 А; 
ВА 55-41 – I_ном.ав = 1000 А.

Автомат между ШМА  и трансформатором стоит отдельно, для него к_п= 1.

I_р.ШМА1 = 875,9 А.

Принимаем автоматический выключатель установленный в  КТП типа 
ВА53-41 на номинальный ток I_ном.ап = 1000 А, с номинальным током расцепителя I_ном.р = 1000 А, I_н.расц /I_р.расц = 1,14.

I_р.ШМА2 = 669,3 А.

Принимаем ВА53-41 на номинальный  ток I_ном.ав = 1000 А, с номинальным 
током расцепителя I_ном.р= 1000 А, I_н.расц /I_р.расц = 1,49.

Автомат между трансформатором  и машинным преобразователем тоже 
стоит отдельно. Расчётный ток машинного преобразователя:

Машинные преобразователи запускаются с ограничением тока пуска.

Принимаем ВА75-45 на номинальный  ток I_ном.ап = 2500 А, с номинальным 
током расцепителя I_ном.р= 2500 А, I_н.расц /I_р.расц = 1,10.

Автомат между трансформатором  и РУ (QF1) стоит отдельно, принимаем 
ВА75-47 на номинальный ток I_ном.ап = 4000 А, с номинальным током расцепителя I_ном.р= 4000 А, I_н.расц /I_р.расц = 1,18.

2.8.5 Выбор сечения питающих кабелей НН.

Марка кабеля была выбрана  – АВВГ. Сечение выбирается в  зависимости 
от допустимых токов нагрузки, значения которых в свою очередь определяют в 
зависимости от вида защитного аппарата (табл.2.51 [7]). Допустимый ток для 
кабеля типа АВВГ при защите автоматическим выключателем составляет 125%

от I_ном.р, т.е. I_доп ≥ 1,25I_н.расц

Опираясь на предельные расчётные значения допустимого тока I_{расч.доп} = 1,25I_н.расц по табл.4.3.19 [8] и по табл.33-2 [3] будем принимать нормированные

Лист ст

44

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

значения сечения силовых  жил кабелей, нулевой провод должен иметь сечение 
не менее 50% от основной жилы. Результаты сводим в таблицу 9.

Таблица 7.

К приёмникам №3÷13; 40 проводку выполняем одножильными кабелями 
в воздухе, к машинным преобразователям проводку выполняем одножильными 
кабелями в земле.

2.8.6 Расчёт токов короткого  замыкания.

Трехфазные электрические  сети могут работать с изолированной  и заземленной нейтралью. Режим  нейтрали зависит от значения ее номинального напряжения. В сетях напряжением 380 В наряду с тремя фазными проводами прокладывают

Лист ст

45

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

четвертый, нулевой, провод, который заземляют в начале и  в конце линии, а также в  промежуточных точках. Таким образом, напряжение 380 В сооружают сети с глухозаземленной нейтралью (рис.12, а).

В сетях напряжением 6, 10, 20 и 35 кВ, наоборот, нейтраль изолирована 
от земли, линии имеют только три фазных провода. Лишь в отдельных случаях 
нейтраль сети соединяют с землей, но через значительное индуктивное сопротивление. Следовательно, для этих напряжений сооружают сети с изолированной нейтралью (рис. 12,6).

В сетях напряжением 110 кВ и выше прокладывают только три  фазных 
провода, нейтраль части трансформаторов заземляют. Получают сети с глухозаземленной нейтралью (рис.12,в).

Одна из основных причин нарушения нормальной работы электрических 
установок — короткие замыкания в них.

Коротким замыканием называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленной 
нейтралью (или четырехпроводных) — также замыкание одной или нескольких 
фаз на землю (или на нулевой провод).

В системах с изолированной  нейтралью замыкание на землю  одной из 
фаз не является коротким замыканием. Однако одновременное замыкание на 
землю двух разных фаз и в системах с изолированной нейтралью есть двухфазное короткое замыкание через землю.

В результате короткого  замыкания резко повышается сила тока в сети.

На рисунке 13, а приведена  осциллограмма тока короткого замыкания (к.з.) при замыкании близко от электростанции с генераторами, не имеющими автоматических регуляторов возбуждения (АРВ). В линии до короткого замыкания была нагрузка с током I. Короткое замыкание произошло, когда мгновенное значение тока нагрузки составляло i₀. В течение первого полупериода ток к.з. возрос до наибольшего мгновенного значения i_y, которое называют ударным током. В последующие периоды ток к.з. постепенно убывает до своего установившегося значения I_∞.

Лист ст

46

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Рис. 12. Схемы режима нейтрали электрических сетей

а...в – варианты

Рис. 13. Осциллограмма  тока к.з. 
а–без АРБ; б–с АРБ

Если короткое замыкание произошло недалеко от генератора, снабженного АРВ (рис.13, б), то процесс протекает несколько  иначе. При коротком замыкании напряжение генератора снижается, и спустя некоторое время, определяемое запаздыванием системы, вступает в действие АРВ. При этом повышается напряжение генератора и, следовательно, и значение установившегося тока к.з.

К симметричному  короткому замыканию относят трехфазное короткое 
замыкание (К⁽³⁾). Сопротивление всех трех фаз до точки к.з. одинаково. К несимметричным коротким замыканиям относят двухфазное (К⁽²⁾), двухфазное на 
землю (К^(1>1)) и однофазное (К⁽¹⁾). Последнее может возникать только в системах с заземленной нейтралью. В сетях с заземленной нейтралью наибольшее

Лист ст

47

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

число порядка 65% составляют однофазные короткие замыкания, 20% — 
двухфазные на землю, 10 — двухфазные и только 5 % — трехфазные. Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ. В тоже время наиболее просто исследуют трехфазные к.з., а также потому, что от них легко перейти к несимметричным к.з. других видов, в первую очередь рассматривают трехфазные короткие замыкания.

Если сеть высокого напряжения питается от электростанции, то сила тока 
короткого замыкания в ней может быть определена по расчетным кривым для 
различных видов электростанций, причем необходимо учитывать активное со- 
противление проводов линий и, таким образом, находить модульные значения 
общего сопротивления в цепи короткого замыкания Z_*∑(H).

Однако почти  все сети промышленных предприятий питаются от мощных 
государственных энергосистем. В этих случаях сопротивление от генераторов 
электростанций до точки короткого замыкания в относительных единицах во 
много раз больше 3. Поэтому расчетными кривыми здесь не пользуются, а определяют значение тока короткого замыкания по закону Ома, т.е.

где U— напряжение на шинах, к которым присоединена сеть. 
В относительных единицах ток короткого замыкания:

Более точно  можно определить ток короткого  замыкания, если известны 
ток к.з. I_к.с или мощность к.з. S_к.с. при коротком замыкании в точке присоединения к системам. В этом случае сопротивление системы в именованных единицах:

а в относительных  единицах:

Лист ст

48

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Сопротивление системы  принимаем чисто индуктивным, так  как ее активное сопротивление относительно невелико. Тогда ток короткого  замыкания 
в сети:

Если ток короткого  замыкания в точке присоединения к энергосистеме 
неизвестен, то, зная тип выключателя, установленного в этом месте, можно узнать по каталогу его предельно допустимую отключаемую мощность и принять ее с некоторым запасом за мощность короткого замыкания в месте присоединения.

Расчёт токов короткого  замыкания производится для выбора и проверки 
токоведущих частей и аппаратов на термическую и электродинамическую стойкость.

В соответствии с [9] для  цепей до 1 кВ расчёт рекомендовано  проводить в 
именованных единицах. Расчёт к.з. проводится в предположении обычного 
нормального режима, следовательно, расчёт проводим при включении одного 
трансформатора и к нему подключен один магистральный шинопровод и машинный преобразователь. Расчёт к.з. проводится в предположении обычного 
нормального режима, следовательно, расчёт проводим при включении одного 
трансформатора и к нему подключен один магистральный шинопровод. Намечаем точки к.з., которые позволят выбрать уставки электромагнитных расцепителей автоматов, подключающих кабель машинного преобразователя и ШМА к 
трансформатору, а также стойкость шинопроводов. Для этих целей необходимо 
определить ток трёхфазного к.з. - наибольший для проверки на стойкость, и ток 
однофазного к.з. для выбора уставок срабатывания защиты, это наименьший 
ток к.з. на который должна реагировать защита. Расчёт проводим по одному 
трансформатору, так как схемы симметричны и цепь запитываемая от второго 
РУ аналогична.

Лист ст

49

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Параметры расчётной  схемы.

Рис. 14 Расчётная схема 
определения токов к.з.

Система.

Принимаем за мощность короткого замыкания системы  мощность отключения выключателя, установленного в точке присоединения к системе: S_K = 100 МВ∙А (для ВММ-10-50). U_вн =10 кВ. Сопротивление системы учитывается индуктивным сопротивлением в схеме замещения прямой последовательности.

Х_с = U_н.нн²∙10³/S_к = 0,4²∙10³/100 = 1,6 мОм.

Трансформатор Т1.

Мощность S_ном = 1600 кВ∙А; схема соединения обмоток Y/Y_N

U_ном.ВН = 10 кВ, U_ном.НН = 0,4 кВ.

Потери к.з Р_к.з = 18000 Вт, напряжение к.з. U_к.з. = 5,5%.

Сопротивления трансформатора, приведенные к U_ном.НН = 0,4 кВ, определяются по таблице 2.50 [4]:

сопротивление прямой последовательности R_1т =1,0 мОм, Х_1т = 5,4 мОм, 
Z_1т = 5,5 мОм; нулевой последовательности R_0т = 16,3 мОм, Х_0т = 50 мОм.

Трансформатор тока ТА.

Лист ст

50

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Применим трансформатор  второго класса точности с коэффициентом 
трансформации 200/5. Удельные параметры трансформатора тока по данным 
таблицы 2.49 [4]:

<span class="dash041e_0431_044b_0447_043d_044b_0439__Char" s