|
|
Расчет внутренних проводок, защищенных автоматамиПорядок расчета внутренних сетей, защищаемых автоматами, такой же, как при защите предохранителями. Автомат выбирают в следующей последовательности. Выбирают тип автомата (приложение 31б), находят номинальный ток автомата I н.авт > I р. Определяют номинальный ток расцепителя I н.расц > I р; проверяют автомат по току срабатывания (для автоматов с электромагнитным расцепителем) исходя из условия I сраб расц > 1,25 I max. При защите сети от коротких замыканий и перегрузок I доп.расч > 1,25 I н.расц, а при защите только от коротких замыканий I доп > 0,22 I н.расц; I доп > I р. Если автомат имеет только тепловой расцепитель, то он не защищает сеть от коротких замыканий, и последовательно с ним следует предусматривать установку предохранителя. Задача 2.14 Выбрать автоматы и сечения проводов для внутренней электрической сети промышленного предприятия (рис. 2.12). Помещение нормального (общепромышленного) типа, температура воздуха 25 °С. Провода с алюминиевыми жилами и резиновой изоляцией (АПР) проложены в трубах. номинальное напряжение сети 380 В. Параметры двигателей и осветительной сети приведены в табл. 2.4.
Рис. 2.12. Схема сети 0,38 кВ Таблица 2.4 Параметры двигателей и осветительной сети
Определяем номинальные, рабочие и пусковые токи двигателей и осветительной линии. Все данные расчетов сводим в табл. 2.5. Номинальный ток находим по формуле
а рабочий ток – по формуле I р = I н К з. Рабочий ток участка РЩ1-РЩ2
Максимальный ток участка РЩ1-РЩ2
Выбираем автоматы и предохранитель для защиты двигателей и линии освещения. По приложению 31е для электродвигателей Д1 и Д2 выбираем автоматы А3114/1 с комбинированным расцепителем, а для участка РЩ1-РЩ2 – А3134. Выбор автомата для защиты двигателя Д1 (автомат А3114/1 с комбинированным расцепителем. Таким образом, I н.авт > I раб; I н.авт = 100 > I раб = 82,3 А; I н.расц > I раб; I н.расц = 100 > I раб = 82,3 А; I ср.расц = 1000 > 1,25 I max = 1,25 ∙ 329,1 = 411,4. Выбор сечения провода осуществляется по условиям: I доп > 0,22 I н.расц = 0,22 ∙ 100 = 22 А; I доп > I раб = 82,3 А; I доп.табл = 85 А; F = 35 мм2 (по приложению 24) Ко всем двигателям подведены провода с алюминиевыми жилами с резиновой изоляцией, по четыре провода в металлической трубе. Результаты расчетов по выбору сечений проводов, автоматов и предохранителей занесены в табл. 2.5. Таблица 2.5 Расчетные данные сети 0,38 кВ
Расчет разомкнутых трехфазных сетей с неравномерной нагрузкой фаз Этот раздел посвящен определению потерь напряжения в разомкнутых трехфазных сетях с неравномерной нагрузкой фаз. Потерю напряжения на участках одной фазы четырехпроводной сети определяют по следующим уравнениям:
где I а1, I a2, I a3 – активные токи в фазах А, В и С; r 1 – активное сопротивление провода фазы А, Ом; r н – активное сопротивление нулевого провода, Ом; n – число участков линии. Для реактивного сопротивления формула аналогична (34), но в нее вместо активных подставляют реактивные токи и реактивные сопротивления:
В трехпроводной сети линейную (междуфазную) потерю напряжения определяют по уравнениям:
где i a1, i р2 – соответственно активный и реактивный токи, протекающие по фазам А и В, А. Общая потеря напряжения Δ U AB = Δ U ABa + Δ U AВp, В. (37) Аналогично для Δ U АС и Δ U ВС. Задача 2.15 Определить потерю напряжения в вольтах и процентах между фазами неравномерно нагруженной сети 10 кВ. Коэффициент мощности всех потребителей cos φ = 0,9. Линия выполнена проводом АС35. Д ср = 1250 мм. Мощности нагрузок и длины участков сети указаны на схеме рис. 2.13. Находим нагрузочные токи:
Рис. 2.13. Схема сети 10 кВ с неравномерно нагруженными фазами
Условные направления нагрузочных токов показаны стрелками на схеме. Определяем междуфазные потери напряжения. Предварительно находим сопротивления участков сети. Согласно приложению 10.3, r о = 0,77 Ом/км; x o = 0,38 Ом/км. На участке А-1 r А-1 = rо ℓ = 0,77 ∙ 3 = 2,31 Ом/км; x А-1 = x oℓ = 0,38 ∙ 3 = 1,14 Ом/км. На участке 1-2 R 1-2 = 0,77 ∙ 2 = 1,54 Ом/км; x 1-2 = 0,38 ∙ 2 = 0,76 Ом/км. На участке 2-3 r 2-3 = 0,77 ∙ 1,5 = 1,16 Ом/км; x 2-3 = 0,38 ∙ 1,5 = 0,57 Ом/км. Междуфазные потери напряжения находят по формулам (36). Для предложенной схемы
Δ U AB = Δ U aAB + Δ U рАВ = 87 + 20,8 = 107,8 В;
Δ U ВС = Δ U aВС + Δ U рВС = 189,5 + 45,03 = 234,53 В;
Δ U = Δ U aАС + Δ U рАС = 131,2 + 27,92 = 159,1 В; Δ U max = Δ U ВС = 234,53 В;
Задача 2.16 Определить максимальную потерю напряжения в вольтах и процентах в четырехпроводной сети 380/220 В, выполненной алюминиевыми проводами А35. Коэффициент мощности нагрузок cos φ = 1. Нагрузки фаз в амперах и расстояния участков в метрах показаны на рис. 2.14. Буквы на рисунке указывают фазу, на которую включена нагрузка.
Рис. 2.14. Схема сети 0,38/0,22 кВ Изображаем развернутую схему и находим распределение токов по участкам сети (рис. 2.15). Определяем потерю напряжения в фазах, принимая активное сопротивление 1 км провода А35, равным 0,83 Ом/км (приложение 10.1). Потеря напряжения на участках одной фазы четырехпроводной сети в активных и реактивных сопротивлениях определяется по формулам (34) и (35) соответственно. В задаче cos φ = 1, поэтому реактивная составляющая потери напряжения отсутствует. Так как погонное сопротивление r о фазных и нулевого проводов на всех участках сети одинаковое, то его значение можно вынести за знак суммы:
Рис. 2.15. Схема нагрузки сети 0,38/0,22 кВ по фазам
Потеря напряжения в фазе С до точки 8 (см. рис. 2.14 и 2.15):
Потери напряжения в фазе В до точки 7 (см. рис. 2.14 и 2.15):
Расчет замкнутых сетей Ток от источника питания линии с двухсторонним питанием определяют по формуле
где Мощность от источника А определяется по аналогичной формуле:
где При равенстве напряжений источников питания и одинаковом сечении проводов формулы (38) и (39) упрощаются:
где ℓ АВ – длина всей линии, км; ℓ КВ – длина участка линии от узла К до источника питания В, км. Для определения сечения провода в линии с двусторонним питанием находят точку токораздела, мысленно разрезают линию в этой точке и определяют сечения двух частей линии, как для радиальных линий. Максимальные потери напряжения в линии в нормальном режиме определяют от источника питания до точки токораздела. Чтобы найти распределение потоков мощности в сложных замкнутых сетях, применяют метод преобразования для приведения их к линии с двухсторонним питанием. Задача 2.17 Определить сечение сталеалюминевых проводов замкнутой воздушной сети напряжением 10 кВ. Среднее геометрическое расстояние между проводами Д ср = 1250 км. Напряжение источника питания 10,5 кВ, нагрузки в киловольт-амперах и расстояния в километрах указаны на схеме рис. 2.16. Допустимая потеря напряжения в сети в нормальном режиме Δ U доп = 4 %.
Рис. 2.16. Схема сети 10 кВ
Условно разрезаем схему по источнику питания и развертываем ее в линию с двусторонним питанием (рис. 2.17):
Рис. 2.17. Преобразованная схема сети 10 кВ
Выражаем нагрузки в комплексном виде: по формуле (20) Ś 1 = S 1cos φ – jS 1sin φ; Ś 1 = 400 ∙ 0,9 – j 400 ∙ 0,436 = 360 – j 174,4; Ś 2 = 420 ∙ 0,95 – j 420 ∙ 0,329 = 399 – j 138,2; Ś 3 = 500 ∙ 0,92 – j 500 ∙ 0,392 = 460 – j 196; Ś 4 = 350 ∙ 0,93 – j 350 ∙ 0,368 = 325,5 – j 128,8. Наносим нагрузки на схему. Находим распределение мощностей по участкам сети, используя длину участков и допуская, что сеть выполнена проводом одного сечения. Мощность на участке А-1 определяется по формуле (40):
Мощности на остальных участках линии находим с помощью первого закона Кирхгофа:
Так как в узле 3 направление мощности меняет свой знак, то узел 3 (см. рис. 2.17) является точкой токораздела, а нагрузка в узле получает питание с двух сторон, поэтому
Наносим значения мощностей участков на схему, знак учитывается направлением потока мощности. Для проверки расчета определяем мощность на участке А"-4 (см. рис. 2.17) по формуле
Значения мощности S A"-4, вычисленной по формуле (40) и закону Кирхгофа, совпали, поэтому можно считать, что расчет выполнен верно. После определения точки токораздела имеем две радиальные линии, расчет сечения которых может быть определен одним из способов: по допустимой потере напряжения; по экономическим интервалам; по эквивалентному току и экономической плотности тока; по магистральному принципу. Ниже приведен выбор сечения проводов по допустимой потере напряжения. Задаемся погонным сопротивлением x о = 0,35 Ом/км. Рассчитываем потерю напряжения в реактивных сопротивлениях линии в нормальном режиме, т.е. до точки токораздела:
Допустимая потеря напряжения
Допустимая потеря напряжения в активных сопротивлениях до точки токораздела
Определяем сечение проводов на участках линии А-3 (одинакового сечения на всех участках) по формуле (24):
Выбираем стандартный провод АС70. Сечение провода на участках линии A"-3
Выбираем стандартный провод АС70. Из приложения 10/3 – r о = 0,77 Ом/км; x o = 0,365 Ом/км. Так как выбранное сечение больше расчетного, то проверку по допустимой потере напряжения проводить необязательно. Необходимо провести проверку потери напряжения в аварийном режиме. На рис. 2.18 показана схема наиболее тяжелого аварийного режима – обрыв линии на участке А-1.
Рис. 2.18. Схема аварийного режима сети 10 кВ Находим распределение мощностей по участкам аварийной линии:
Потеря напряжения в линии А²-1 составит:
или в процентах
В аварийном режиме допускается на 5 % больше потерь напряжения, чем в нормальном. В нашем случае Δ U ав % = Δ U доп % + 5 % = 4 + 5 = 9 %. Фактические потери напряжения в аварийном режиме равны 18,13 %, что в два раза превышает допустимые. Может быть два выхода из сложившейся ситуации: выбрать сечения проводов примерно в два раза больше, т.е. АС150. Но опоры для ВЛ 10 кВ рассчитаны на максимальный провод АС120. Следовательно, надо спроектировать две параллельные лини с сечением АС70 каждая; в аварийном режиме часть потребителей приходится отключать и обеспечивать питанием только наиболее важных, у которых недопустим перерыв электроснабжения из-за нарушения сложных технологий и по другим причинам. Схема отключений составляется заранее.   Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
(34)
(35)
(36)
А, (38)
– напряжение источника питания А и В, кВ; 
– сопротивление всей линии, Ом; 
– ток нагрузки в узле К, А; 
– сопротивление участка линии от узла К до источника питания В, Ом.
(39)
– мощность в узле, кВ∙А.
(40)
