Сопротивление системы:
Хсб ===1,33·10-3 Ом;
Сопротивление трансформатора:
Rт.б=ΔРк.з/Sт.ном·/Sт.ном=2270/1·105·4002/1·105=14,2·10-3 Ом;
Хтб=uр %/100· /Sт.ном=4,27/100·4002/1·105=26,7·10-3 Ом;
Сопротивление линии:
rб=ro·L·(Uб/Uс.ном)2; хб=хo·L·(Uб/Uс.ном)2, тогда
Л1: rб=2,45·10-3 Ом; хб=3,49·10-3 Ом.
Л11-2: rб=5,98·10-3 Ом; хб=7,14·10-3 Ом.
Л11-3: rб=8,97·10-3 Ом; хб=10,7·10-3 Ом.
Л13-4: rб=29,6·10-3 Ом; хб=19·10-3 Ом.
Л13-5: rб=29,6·10-3 Ом; хб=19·10-3 Ом.
Участок 0-1: rб=45,8·10-3 Ом; хб=16·10-3 Ом.
Участок 1-2: rб=0,28·10-3 Ом; хб=0,1·10-3 Ом.
Участок 1-3: rб=0,8·10-3 Ом; хб=0,3·10-3 Ом.
Результирующие сопротивления до точек короткого замыкания:
К1: RΣ=0 Ом; XΣ=1,33·10-3 Ом.
К2: RΣ=45,8·10-3+0,28·10-3=46,08·10-3 Ом; XΣ=1,33·10-3+16·10-3+0,1·10-3= 17,
43·10-3 Ом.
К3: RΣ=61,08·10-3 Ом; XΣ=44,43·10-3 Ом.
К4: RΣ=69,51·10-3 Ом; XΣ=55,06·10-3 Ом.
К5: RΣ=93,13·10-3 Ом; XΣ=66,92·10-3 Ом.
К6: RΣ=93,13·10-3 Ом; XΣ=66,92·10-3 Ом.
Полные сопротивления:
ZΣ=
К1: ZΣ===1,33·10-3 Ом;
К2: ZΣ===49·10-3 Ом;
К3: ZΣ=75,2·10-3 Ом;
К4: ZΣ=88,2·10-3 Ом;
К5: ZΣ=114·10-3 Ом;
К6: ZΣ=114·10-3 Ом;
Токи трехфазного короткого замыкания:
К1: ==6,95 кА;
К2: 4,7 кА; К3: 3,1 кА; К4: 2,6 кА;
К5: 2,02 кА; К6: 2,02 кА;
Токи двухфазного короткого замыкания:
К1: ==6,05 кА;
К2: =4,1 кА; К3: =2,7 кА; К4: =2,2 кА;
К5: =1,7 кА; К6: =1,7 кА;
Ударные токи:
iу=
=1+
К1: =1+=1+=2; iу===16,67 кА;
К2: =1; iу=6,58 кА;
К3: =1,01; iу=4,4 кА;
К4: =1,02; iу=3,7 кА;
К5: =1,01; iу=2,4 кА;
К6: =1,01; iу=2,4 кА;
К1: =Sс.к=120 МВА;
К2: ==81,3 МВА;
К3: =2,1 МВА;
К4: =1,8 МВА;
К5: =1,4 МВА;
К6: =1,4 МВА;
Ток минимального однофазного короткого замыкания в конце линии 0,38 кВ
Ток минимального однофазного короткого замыкания в конце линии 0,38 кВ определяется с целью проверки защиты на чувствительность. Этот ток как правило однофазный и возникает он у потребителя из-за неисправности технологического оборудования:
,
где
— минимальное фазное напряжение на шинах 0,4 кВ ТП-1, принятое с учетом оценки качества напряжения у потребителя Vш.0,4 =+4,9 %:
=220·(1+ Vш.0,4\100)=220·(1+4,9/100)=230,78 В.
— полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус:
для трансформатора 10/0,4 кВ со схемой соединения обмотки «звезда-звезда с нулем» при Sт.ном=400 кВА, составляет =0,195 Ом.
— полное сопротивление петли «фаза-нуль» от шин 0,4 кВ ТП-1 до конца линии 0,38 кВ:
=,
где
, , , — активное и индуктивное сопротивление фазного и нулевого провода (сопротивлением вводных проводов не учитывается т. к. их длина менее 20 м);
L — длина линии.
В моей системе самой удаленной точкой является точка 4 линии Л1, тогда
== =(0,01+0,03+0,05)·=0,04 Ом.
Тогда
=405 А.
Результаты расчетов сведем в таблицу №11.
Таблица №10 Результаты расчетов токов короткого замыкания
|
Точка КЗ |
Uс.ном, кВ |
Сопротивление, ·10-3 Ом |
Ку |
Токи, кА |
, МВА |
|||||
|
RΣ |
XΣ |
ZΣ |
iу |
|||||||
|
К1 |
10 |
0 |
1,33 |
1,33 |
2 |
6,95 |
6,05 |
16,67 |
— |
120 |
|
К2 |
10 |
46,08 |
17,43 |
49 |
1 |
4,7 |
4,1 |
6,58 |
— |
81,3 |
|
К3 |
0,4 |
61,08 |
44,43 |
75,2 |
1,01 |
3,1 |
2,7 |
4,4 |
— |
2,1 |
|
К4 |
0,4 |
69,51 |
55,06 |
88,2 |
1,02 |
2,6 |
2,2 |
3,7 |
405 |
1,8 |
|
К5 |
0,4 |
93,13 |
66,92 |
114 |
1,01 |
2,02 |
1,7 |
2,4 |
— |
1,4 |
|
К6 |
0,4 |
93,13 |
66,92 |
114 |
1,01 |
2,02 |
1,7 |
2,4 |
— |
1,4 |
Защита линии 0,38 кВ от токов короткого замыкания и перегрузки
Линии 0,38 кВ питающие 3-х фазные потребителей, защищаются в основном автоматическими выключателями (ВА) со встроенными электромеханическими тепловыми расцепителями и электромагнитной токовой отсечкой.
Номинальный ток автоматического выключателя:
Iном АВ ≥ Кз·Iр. max, где
Кз — коэффициент учитывающий точность изготовления ВА, принимаемый 1,1-1,05.
Чувствительность защиты к токам КЗ:
Кч КЗ=Iк min/nотс·Iном АВ ≥ Кч.КЗ доп.,
где
Iк min — минимальный ток КЗ, в нашем случае Iк min=;
nотс — коэф. отсечки;
Кч.КЗ доп. — допустимая чувствительность защиты к токам КЗ.
Также при выборе АВ учтем его номинальное напряжение и стойкость к токам КЗ.
Расчетный максимальный ток через мощность определяется:
Iр. max=
Линия Л1
Номинальный ток автоматического выключателя:
Iном АВ ≥ Кз·Iр. max=1,1·138=151,8 А, принимаем ВА51-35М2-340010 с nотс=3.
Чувствительность защиты к токам КЗ:
Кч.КЗ доп.=1,25 (ток>100 А)
Кч КЗ= Iк min/nотс·Iном АВ ≥ Кч.КЗ доп.=2200/3·160 =4,6≥1,25 — выполняется.
Выбранный АВ надежно защитит линию от перегрузки и токов КЗ.
Коровник:
Расчетный максимальный ток:
Iр. max=== 58,4 А;
Номинальный ток автоматического выключателя:
Iном АВ ≥1,1·58,4=64,24 А,
принимаем ВА51-35М1-340010 с nотс=3.
Чувствительность защиты к токам КЗ:
Кч.КЗ доп.=1,4 (ток < 100 А)
Кч КЗ=2200/3·80 =9,1≥Кч.КЗ доп.=7,9 — выполняется.
Выбранный АВ надежно защитит потребителя от перегрузки и токов КЗ и т. д.
Таблица №12
|
Потребитель |
Iр. max |
Тип АВ |
Iном АВ |
|
Жилой дом |
9,4 |
ВА51-35М1 |
16 |
|
Школа на 150 мест |
37,1 |
ВА51-35М1 |
50 |
|
Спальный корпус школы-интерната на 70 мест |
24,5 |
ВА51-35М1 |
31,5 |
|
Детские ясли-сад на 100 мест |
21,9 |
ВА51-35М1 |
25 |
|
Клуб со зрительным залом на 200 мест |
22,7 |
ВА51-35М1 |
25 |
|
Столовая на 30 мест |
34,1 |
ВА51-35М1 |
40 |
|
Баня на 20 мест |
14,3 |
ВА51-35М1 |
16 |
|
Коровник на 400 коров |
58,4 |
ВА51-35М1 |
80 |
|
Молочный блок при коровнике на 10 тн. Молока в сутки. |
42,1 |
ВА51-35М1 |
50 |
|
Кормоприготовительное отделение при коровнике на 20 т/сут |
48,7 |
ВА51-35М1 |
63 |
|
Центральная ремонтная мастерская на 15 тр-ров |
18,3 |
ВА51-35М1 |
20 |
Расчет заземляющего устройства
Определим расчетное сопротивление одного вертикального электрода:
Rв=0,3·ρ·Ксез.в.=0,3·300·1,5=117 Ом
Находим предельное сопротивление совмещенного ЗУ:
Rзу1≤==6,25 Ом;
Iз===20 А;
Принимаем Rзу2=4 Ом.Но так как ρ>100 Ом·м,то для расчета принимается
Rзу≤4=4 =12 Ом
Определяется количество вертикальных электродов:
Расчетное:
N'в.р= Rв/ Rзу=117/12=9,75.
Принимаем N'в.р=10
С учетом экранирования:
Nв.р= N'в.р/ŋв=10/0,69=14,5.
Принимаем N'в.р=15
Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1м,то длина по периметру закладки равна:
Lп=(А+2)·2+(В+2)·2=(15+2)·2+(12+2)·2=62 м.
Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта.По углам устанавливают по одному вертикальному электроду,а оставшиеся-между ними.Для равномерного распределения электродов окончательно принимается Nв=16,тогда
ав=В'/nв-1=14/4=3,5 м; аа=А'/ nа-1=17/4=4,25 м;
ав-расстояние между электродами по ширине объекта,м;
аа-расстояние между электродами по длине объекта,м;
nв-количество электродов по ширине объекта;
nа-количество электродов по длине объекта.
Расчет молниезащиты
Применим двойную тросовую молниезащиту. Высоту опор троса примем 22 м. Определим параметры молниезащиты. Найдем полную высоту молниеотвода:
h=hоп-2=22-2=20 м;
hо=0,85h=0,85·20=17 м;
ro=(1,35-25·10-4h)h=(1,35-25·10-4·20) ·20=26 м;
ro-радиус защиты на уровне земли.
Найдем высоту средней части молниеотвода:
hc= hо-(0,14+5·10-4·h)(L-h)=17-(0,14+5·10-4·20)·(25-20)=16,05 м;
rc=ro=26 м;
rc-ширина средней части зоны молниеотвода на уровне земли и на высоте защищаемого объекта.
rcх= rо(hc-hx)·1/hc=26·(16,05-10)·1/16,05=9,8 м;
rcх-длина зоны молниеотвода на уровне защищаемого сооружения.
rx=(1,35-25·10-4h)(h-1,2hx)=(1,35-25·10-4·20)·(20-1,2·10)=10,4 м.
Определяются максимальные габариты защищаемого сооружения:
А=а+2rcx=40+2·9,8=59,6 м.
Принимаем А=59 м.
В=L=2rx=25+2·10,4=45,8
Принимаем В=45 м.
А*В*Н=59*45*10
Рассчитанная система электроснабжения деревни Анисовка полностью удовлетворяет поставленным требованием надежности, безопасности и качества электрической энергии с одной стороны и относительно небольшими затратами с другой, что особенно важно для сельскохозяйственных предприятий находящихся подчас в не самых выгодных условиях на экономической арене.
Достижение должной надежности электроснабжения обеспечивается установкой 2-х однотрансформаторных комплектных трансформаторных подстанций. Система надежно защищена современными автоматическими выключателями марок ВА51-35М1, проверена на стойкость к токам короткого замыкания и надежность срабатывания при удаленном коротком замыкании.
Безопасность электроснабжения обеспечивается применением ТП закрытого типа, защитой внутренних проводок не только от коков КЗ, но и от перегрузки.
1. Методическое указание по расчету нагрузок в сетях 0,38 – 10 кВ сельскохозяйственного назначения. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства (РУМ). М.: Сельэнергопроек, 1981г.
2. Методическое указание к курсовой работе по проектированию электрических осветительных установок. Челябинск 1999г.
3. П.М. Михайлов. Пособие по дипломному проектированию. Тюмень 2004г.
4. Будзко И.А., Гессен В.Ю. Электроснабжение сельского хозяйства. – Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Колос 1979г.
5. Правила Устройства Электроустановок. Шестое издание, переработанное и дополненное, с изменениями. М.: Агропромиздат 2002г.
