;                                                                            (4.9)
 кВт.
Номинальная реактивная мощность ЭП группы А :
;                                                                 (4.10)
 квар.
Средняя активная мощность ЭП группы А :
;                                                                       (4.11)
 кВт.
Средняя реактивная мощность ЭП группы А :
;                                                              (4.12)
 квар.
Определим коэффициент использования:
;                                                                                     (4.13)
.
Определим эффективное число приемников (4.1)
.
Определим коэффициент максимума . Используя полученные значения  и  выпишем из таблицы 2.6 /6/ ближайшие значения коэффициента максимума (смотри таблицу 4.2).
Таблица 4.2 – Значения коэффициента максимума
Рассчитаем  методом кусочно-линейной интерполяции. Для этого составим уравнение прямой (вида ), которое можно выразить формулой
.                                                                     (4.14)
Обозначим через =0,2 ( =0,2). Этому значению  соответствует =2,24 ( =2,24). Аналогично =0,3; =1,88.
;
.
Найденное значение  соответствует =0,225  при эффективном числе электроприемников  равным =6, что соответствует значению  =0,215.
Определим коэффициент максимума по реактивной мощности используя данные на с. 48 /6/, для =6 < 10
=1,1.
Определим расчетную активную и реактивную мощность ЭП группы А:
;                                                                                (4.15)
 кВт;
;                                                                               (4.16)
 квар.
Для группы Б:
Номинальная активная мощность ЭП группы Б :
;                                                                          (4.17)
.
Номинальная реактивная мощность ЭП группы Б :
;                                                                 (4.18)
 квар.
Средняя активная мощность ЭП группы Б :
;                                                                       (4.19)
.
Средняя реактивная мощность ЭП группы Б :
;                                                              (4.20)
.
Определим число ЭП группы Б
.                                                                                     (4.21)
Так как число приемников группы Б не превышает трех, то расчетная нагрузки приемников группы Б будет равна сумме номинальных мощностей приемников группы Б:
;                                                                            (4.22)
 кВт;
;                                                                  (4.22)
 квар.
Окончательно, расчетная активная и реактивная нагрузка РП:
 кВт;
 квар.
Полная расчетная мощность ЭП РП
. (4.23)
Определяем расчетный ток ЭП РП
 А.                                    (4.24)
Правильность ручного расчета подтверждается результатами, полученными в распечатке на с. Аналогично проводим автоматизированный расчет цеха и трансформаторной подстанции, результаты приводятся в распечатке на с.

PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект расчета - РП
Номинальное напряжение =   0.38 кВ
----------------------------------------------------------
Номер  Количество    Pном     Коэффициент   Коэффициент
группы      ЭП     одного ЭП  мощности(СОS) использования
----------------------------------------------------------
1         3         5.50       0.600        0.150
2         3         5.50       0.510        0.300
3         3         7.50       0.700        0.750
PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с переменным графиком нагрузки)
N        Pном      Qном       Pсpед     Qсpед
6        33.000    49.829     7.425    11.649
Nэфф     Кисп      Кмакс     Кмакс1    Ppас      Qpас
6.000     0.225     2.150     1.100    15.964    12.814
Гpуппа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)
N        Pном      Qном      Pсpед      Qсpeд
3        22.500    22.955    16.875    17.216
Всего по объекту:
Количество электpопpиемников     N             9
Номинальная активная мощность    Pном     55.500
Номинальная реактивная мощность  Qном     72.784
Средняя активная мощность        Pc       24.300
Средняя реактивная мощность      Qc       28.865
Средний коэффициент мощности     COS       0.644
Расчетная активная мощность      Pp       38.464
Расчетная реактивная мощность    Qp       35.768
Полная расчетная мощность        Sp       52.525
Расчетный ток                    Ip      0.07981
__________________________________________________________

PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект расчета - ЭП цеха
Номинальное напряжение =   0.38 кВ
----------------------------------------------------------
Номер  Количество    Pном     Коэффициент   Коэффициент
группы      ЭП     одного ЭП  мощности(СОS) использования
----------------------------------------------------------
1        90         5.50       0.600        0.150
2       100         5.50       0.510        0.300
3        98         7.50       0.700        0.750
PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с переменным графиком нагрузки)
N        Pном      Qном       Pсpед     Qсpед
190      1045.000  1587.639   239.250   377.292
Nэфф     Кисп      Кмакс     Кмакс1    Ppас      Qpас
190.000     0.229     1.089     1.000   260.594   377.292
Гpуппа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)
N        Pном      Qном      Pсpед      Qсpeд
98       735.000   749.850   551.250   562.387
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников     N           288
Номинальная активная мощность    Pном   1780.000
Номинальная реактивная мощность  Qном   2337.489
Средняя активная мощность        Pc      790.500
Средняя реактивная мощность      Qc      939.679
Средний коэффициент мощности     COS       0.644
Расчетная активная мощность      Pp      811.844
Расчетная реактивная мощность    Qp      939.679
Полная расчетная мощность        Sp     1241.808
Расчетный ток                    Ip      1.88679
__________________________________________________________

PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект расчета – Трансформаторная подстанция
Номинальное напряжение =   0.38 кВ
----------------------------------------------------------
Номер  Количество    Pном     Коэффициент   Коэффициент
группы      ЭП     одного ЭП  мощности(СОS) использования
----------------------------------------------------------
1        45         5.50       0.600        0.150
2        50         5.50       0.510        0.300
3        49         7.50       0.700        0.750
PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с переменным графиком нагрузки)
N        Pном      Qном       Pсpед     Qсpед
95       522.500   793.820   119.625   188.646
Nэфф     Кисп      Кмакс     Кмакс1    Ppас      Qpас
95.000     0.229     1.118     1.000   133.712   188.646
Гpуппа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)
N        Pном      Qном      Pсpед      Qсpeд
49       367.500   374.925   275.625   281.194
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников     N           144
Номинальная активная мощность    Pном    890.000
Номинальная реактивная мощность  Qном   1168.745
Средняя активная мощность        Pc      395.250
Средняя реактивная мощность      Qc      469.840
Средний коэффициент мощности     COS       0.644
Расчетная активная мощность      Pp      409.337
Расчетная реактивная мощность    Qp      469.840
Полная расчетная мощность        Sp      623.142
Расчетный ток                    Ip      0.94679
__________________________________________________________

5 Выбор плавких предохранителей для защиты асинхронного двигателя и распределительного пункта

5.1 Общие сведения

Плавкие предохранители устанавливаются во всех нормально незаземленных фазах. Однако их установка  в нулевых проводниках запрещена. Защита плавкими предохранителями осуществляется или только от коротких замыканий или от коротких замыканий и перегрузок.
Защита только от коротких замыканий применяется в тех случаях, когда перегрузка защищаемого элемента невозможна по технологическим причинам или функция защиты от перегрузки передана другому аппарату, например, магнитному пускателю.

5.2 Исходные данные для расчета

Выбор плавкого предохранителя производим для схемы, показанной на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 – Расчётные схемы для выбора предохранителя
Плавкий предохранитель осуществляет защиту только от КЗ, поскольку функция защиты от перегрузки передана магнитному пускателю.
Защищаемым потребителем является наибольший по номинальной активной мощности асинхронный двигатель - смотри таблицу 1.1.
Номинальная активная мощность защищаемого асинхронного двигателя . Номинальное напряжение асинхронного двигателя . По этим данным выбираем АД типа 4А112М2У3, номинальные параметры которого приведенные  в таблице 5.1, взяты из /8/.
Таблица 5.1 – Номинальные параметры асинхронного двигателя

Тип	, кВт	, кВ	, о.е.		, %
4А112М2У3	7,5	0,38	7,5	0,88	87,5

Примечание:
 - номинальная активная мощность АД, кВт;
 - номинальное напряжение АД, кВ;
 – пусковой ток АД;
 - номинальный ток АД;
 – номинальный коэффициент мощности АД;
 – коэффициент полезного действия АД, о.е.

5.3 Выбор предохранителя и плавкой вставки

Выбор предохранителя плавкой вставки проводится для защиты АД.
Номинальный ток асинхронного двигателя :
;                                                       (5.1)
.
Пусковой ток асинхронного двигателя :
;                                                                                (5.2)
.
Определи номинальный ток плавкой вставки исходя из условий:
-          ;                                                                                (5.3)
-          .                                                                                (5.4)
2,5 – коэффициент кратковременной перегрузки плавкой вставки при легком пуске асинхронного двигателя, /3/.
 А;
.
Из таблицы 6.4 /8/ выбираем предохранитель типа ПН2-100 с ближайшим большим током плавкой вставки, номинальные параметры которого приведены в таблице 5.2.
Таблица 5. SEQ Таблица \* ARABIC 2 – Номинальные параметры предохранителя

Тип
ПН2-100	0,38	100	50	50

Примечание – Условные обозначения, принятые в таблице:
 – номинальное напряжение предохранителя, кВ;
 – номинальный ток предохранителя, А;
 – номинальный ток плавкой вставки, А;
 – предельный ток отключения предохранителя, кА.

5.4 Проверка предохранителя по отключающей способности

Предельный ток отключения предохранителя должен быть больше периодической составляющей тока короткого замыкания произошедшего непосредственно за предохранителем. Должно выполняться условие
,                                                                                         (5.5)
где                                                                        , смотри с.
50 кА >  кА, следовательно, предохранитель ПН2-100 проходит по отключающей способности.

5.5 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

Выберем защищаемый проводник по условию
,                                                                                     (5.6)
где – допустимый ток защищаемого проводника ( ).
По таблице 1.3.5 /3/ выбираем изолированный провод в трубе с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2 с допустимым током .
Условие согласования плавкой вставки с защищаемым проводником только от короткого замыкания
;                                                                                   (5.7)
 <  – номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током защищаемого проводника.

5.6 Согласование по селективности с предыдущей плавкой вставкой

Согласование по селективности с предыдущей плавкой вставкой производится для схемы на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 Схема согласования по селективности
На рисунке использованы следующие обозначения:
FU1 – предыдущий предохранитель;
FU2 – выбираемы предохранитель;
 – номинальный ток плавкой вставки предыдущего предохранителя;
 – номинальный ток плавкой вставки выбираемого предохранителя, .
При коротком замыкании в точке  должен сработать только выбираемый предохранитель для локализации повреждения, для этого необходимо соблюдение условия
.                                                                                                (5.8)
Ток  плавкой вставки выбирается из соотношения .
.                                                                               (5.9)
По полученному соотношению из таблицы с. 163 /7/ определяем ток плавкой вставки предыдущего предохранителя ( =100 А).
Выбираемый предохранитель согласуется во всем условиям, поэтому выбираем предохранитель ПН2-100.
Автоматизированный выбор плавкой вставки и предохранителя производится с помощью программы WSTAWKA. Результаты приведены в распечатке с.

ВЫБОР ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Асинхронный электродвигатель
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт):   7.500
Кратность пускового тока Iп/Iн :    7.50
Коэффициент мощности cos fн  :   0.880
Коэффициент полезного действия  КПДн ( o.e.) :   0.875
Пуск двигателя : легкий
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн =   14.799 A
Пусковой    ток двигателя Iп =  110.991 A
Отношение    Iп / 2.5        =   44.396 A
Номинальный ток плавкой вставки Iном.в >=   44.396 A
ДАННЫЕ ВЫБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ :
Тип предохранителя                  НПН2-60       ПН2-100
Номинальное напряжение (В)              500           380
Номинальный ток предохранителя (А)       60           100
Номинальный ток плавкой вставки (А)      60            50
Предельный ток отключения (кА)            6            50(100)
ПРОВЕРКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ ПО ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ:
Наибольший ток  КЗ  за предохранителем
Iк должен быть меньше пpедельного тока отключения пpедоханителя
6 кА - для  НПН2-60  ,
50(100) кА - для  ПН2-100  .
CОГЛАСОВАНИЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ:
НПН2-60
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) :    22.00
(Изолированный провод в трубе, алюминиевые жилы,   3.0 мм2)
Защита только от КЗ.
I ном.в  <  3*I доп
Плавкая  вставка  согласуется с защищаемым проводником.
ПН2-100
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) :    19.00
(Изолированный провод в трубе, алюминиевые жилы,   2.5 мм2)
Защита только от КЗ.
I ном.в  <  3*I доп
Плавкая  вставка  согласуется с защищаемым проводником.
CОГЛАСОВАНИЕ ПО СЕЛЕКТИВНОСТИ С ПРЕДЫДУЩЕЙ ПЛАВКОЙ ВСТАВКОЙ :
НПН2-60
Наибольший ток КЗ за Номинальный ток плавкой вставки выбранным предохранителем предыдущего предохранителя
Iк ( кА ) :                      Iв1 ( А ) :
Если      Iк <=  2.1   ,  то         Iв1 >=   80
2.1 < Iк <=  4.5                 Iв1 >=  100
4.5 < Iк <=  7.5                 Iв1 >=  120
Iк >   7.5                 Iв1 >=  120
ПН2-100
Наибольший ток  КЗ  за        Номинальный ток плавкой вставки
выбранным предохранителем     предыдущего предохранителя
Iк ( кА ) :                      Iв1 ( А ) :
Если      Iк <=  1.8   ,  то         Iв1 >=   60
1.8 < Iк <=  3.8                 Iв1 >=   80
3.8 < Iк <=  6.3                 Iв1 >=  120
Iк >   6.3                 Iв1 >=  120

ВЫБОР ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) :    55.500
Коэффициент  использования  группы  ЭП  Ки  :     0.438
Коэффициент  максимума  группы  ЭП  Км      :     1.583
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр  :     0.732
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) :     7.500
Кратность пускового тока    Iп/Iн        :     7.50
Коэффициент  мощности      cos fн        :     0.880
Коэффициент полезного действия ( o.e.)   :     0.875
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн =    14.799 A
Пусковой    ток двигателя Iп =   110.991 A
Коэффициент спроса группы Кс =     0.693
Расчетная активная мощность группы Pp =    38.481 кВт
Расчетный  ток  группы    Ip =    79.872 A
Пиковый    ток  группы  Iпик =   180.602 A
Отношение         Iпик / 2.5 =    72.241 A
Номинальный ток плавкой вставки Iном.в >=   79.872 A
ДАННЫЕ ВЫБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ :
Тип предохранителя                  ПН2-100       ПН2-250
Номинальное напряжение (В)              380           380
Номинальный ток предохранителя (А)      100           250
Номинальный ток плавкой вставки (А)      80            80
Предельный ток отключения (кА)           50(100)       40(100)
ПРОВЕРКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ ПО ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ :
Наибольший ток  КЗ  за предохранителем
Iк должен быть меньше
пpедельного тока отключения пpедоханителя
50(100) кА - для  ПН2-100  ,
40(100) кА - для  ПН2-250  .
CОГЛАСОВАНИЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) :    95.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол.,  35.0 мм2)
Защита от перегрузки и КЗ.
I ном.в  <  I доп
Плавкая  вставка  согласуется с защищаемым проводником.
CОГЛАСОВАНИЕ ПО СЕЛЕКТИВНОСТИ С ПРЕДЫДУЩЕЙ ПЛАВКОЙ ВСТАВКОЙ :
Наибольший ток  КЗ  за        Номинальный ток плавкой вставки
выбранным предохранителем     предыдущего предохранителя
Iк ( кА ) :                      Iв1 ( А ) :
Если      Iк <=  2.8   ,  то         Iв1 >=  100
2.8 < Iк <=  6.0                 Iв1 >=  120
6.0 < Iк <= 10.0                 Iв1 >=  120
Iк >  10.0                 Iв1 >=  150

6 Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты асинхронных двигателей и распределительного пункта

6.1 Общие сведения

К распределительному пункту подключены электроприемники суммарной номинальной мощностью , с.     , номинальное напряжение сети . Данные электродвигателя, имеющего наибольший пусковой ток, приведены в таблице 5.1 раздела 5. Ток короткого замыкания за автоматом для защиты распределительного 13,124 кА , смотри с.
Каждый электродвигатель имеет магнитный пускатель, защищающий его от перегрузки, так автоматический воздушный выключатель защищает только от короткого замыкания. Выберем автомат, который защищает линию питающую распределительный пункт, смотри рисунок 6.1.

Рисунок 6.1 – Расчетная схема для выбора автоматов

6.2 Выбор и проверка автоматического воздушного выключателя

6.2.1 Вспомогательный расчет нагрузок

Определим:
-          расчетный коэффициент мощности группы электроприемников
,                                                  (6.1)
где                                               - взяты из раздела 4 с.       ;
-          коэффициент использования группы  электроприемников
                                                             (6.2)
где                                                  - взяты из раздела 4 с. ;
-          коэффициент максимума группы электроприемников
;                                                        (6.3)
-          коэффициент спроса группы электроприемников
;                                           (6.4)
-          расчетная мощность РП
;                            (6.5)
-          расчетный ток группы электроприемников
;             (6.6)
пиковый ток группы электроприемников
,                                                 (6.7)
где          - пусковой ток асинхронного двигателя,
 раздел 5 с.;
 -  номинальный ток асинхронного двигателя, раздел 5 с.      . 
.

6.2.2 Выбор автоматического воздушного выключателя по условиям нормального режима

Автоматический воздушный выключатель не должен срабатывать в нормальном режиме, так если требуется выполнение условия
,                                                                         (6.8)
где                                               - номинальный ток расцепителя.
В данном случае . По этому условию выберем ближайший больший ток расцепителя = 80 А, с. 260 /7/. По определенному току расцепителя выпишем в таблицу все возможный типы автоматических воздушных выключателей, таблица 6.1.
Таблица 6.1 – Номинальные параметры автоматических воздушных выключателей

Тип	, А	, А	, о.е.	, кА
ВА 51Г-31	100	80	3, 7, 10	7,0
ВА 51-31	100	80	3, 7, 10	7,0
ВА 51-33	160	80	10	12,5
ВА 51-35	250	80	12	15
ВА 52-31	100	80	3, 7, 10	25
ВА 52-33	160	80	10	28
ВА 52-35	250	80	12	30

В таблица 6.1 приняты следующие обозначения:
 – номинальный ток автоматического воздушного выключателя, А;
 – номинальный ток расцепителя, А;
 – ток отсечки, А;
 – ток отключения, кА.
При выборе автоматических воздушных выключателей следует учитывать, что рекомендуется выбирать автомат ВА51, а автомат ВА52 следует применять, если требуется повышенная коммутационная способность.

6.2.3 Проверка автомата в пиковом режиме

При пуске двигателя не должна сработать токовая отсечка автомата, так если должно выполняться условие
.                                                                                  (6.9)
По таблице 6.1  = 7, так  - условие выполняется.
Также, тепловой расцепитель не должен сработать при пуске двигателя, так если должно выполняться условие
                                                                                 (6.10)
где  - время пуска асинхронного двигателя, =1,5 с., смотри с.
 - время срабатывания, определяется по времятоковой характеристике для соответствующего значения  на с. 164 /7/.
Определим  методом кусочно-линейной интерполяции. Для этого составим уравнение прямой (вида ), которое можно выразить формулой:
.                                                                     (6.11)
По данной характеристики находим для , смотри таблицу 6.2
Таблица 6. SEQ Таблица \* ARABIC 3 – Времятоковая характеристика автомата
Обозначим через =2 ( =2). Этому значению  соответствует =50 ( =16). Аналогично =3; =16. Тогда:
;
, т.е.
 (2,257) = 72,524 с.
Проверим выполнение условия,  - условие (6.10) выполняется.

6.2.4 Проверка автоматического воздушного выключателя на предельную коммутационную способность

Для выбранного автоматического воздушного выключателя должно выполняться условие
                                                                                         (6.12)
где                                  = 25 кА  для автомата ВА 52-31, таблица 6.1;
 - ток короткого замыкания за выбранным автоматом, , 10 с.     .
,
Следовательно автомат ВА 52-31 проходит по предельной коммутационной способности.

6.2.5 Согласование расцепителя с защищаемым проводником

При согласовании расцепителя с проводником должно выполняться условие
,                                                                                (6.13)
где  - допустимый ток для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией с алюминиевыми жилами, проложенного в земле, сечение  35 мм2 , следовательно
 - расцепитель согласуется с защищаемым проводником.
Автоматизированный выбор автоматических воздушный выключателей производиться с помощью программы AVTOMAT. Используя данную программу были получены следующие результаты, которые приведены в распечатке на с.

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) :    55.500
Коэффициент  использования  группы  ЭП  Ки  :     0.438
Коэффициент  максимума  группы  ЭП  Км      :     1.583
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр  :     0.732
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) :     7.500
Кратность пускового тока    Iп/Iн        :     7.50
Коэффициент  мощности      cos fн        :     0.880
Коэффициент полезного действия ( o.e.)   :     0.875
Длительность пуска t п ( с )             :     1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн =    14.799 A
Пусковой    ток двигателя Iп =   110.991 A
Коэффициент спроса группы Кс =     0.693
Расчетная активная мощность группы Pp =    38.481 кВт
Расчетный  ток  группы    Ip =    79.872 A
Пиковый  ток  группы    Iпик =   180.602 A
- АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата                              ВА51-31  ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А)           100      100
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А)     80.0     80.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.)             7        7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА)    7.0     25.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата   I ном   I ном.р   I отс / I ном.р   I откл
А        А           о.е.           кА
ВА51-33       160      80.0          10           12.5
ВА52-33       160      80.0          10           28.0
ВА51-35       250      80.0          12           15.0
ВА52-35       250      80.0          12           30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ:
Наибольший ток к.з. за автоматом
I к должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
7.0 кА - для ВА51-31
25.0 кА - для ВА52-31
CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) :    95.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол.,  35.0 мм2)
I ном.р  <  I доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.

7 Компенсация реактивной мощности в электрической сети напряжением до 1 кВ

7.1 Расчетная схема

Рисунок 7.1 – Расчетная схема
Источниками реактивной мощности являются энергосистема, высоковольтные синхронные двигатели (СД), и конденсаторные батареи (БК).

7.2 Исходные данные

Для данного расчета исходными данными являются:
-Расчетная активная нагрузка на один трансформатор ( )
,                                                    
где  - средняя активная нагрузка на один цеховой трансформатор,
, смотри с.
-Расчетная реактивная нагрузка на один трансформатор ( )
,                                                                            
где - средняя активная нагрузка на один цеховой трансформатор,
  , смотри с.
-Номинальная мощность трансформатора
, с
-Номинальное высшее напряжение трансформатора
, с.
-Номинальное низшее напряжение трансформатора
, с.
-      Мощность КЗ трансформатора
, с.
-      Напряжение КЗ трансформатора
, с.
-Коэффициент загрузки трансформатора
, /5/.
-Плата за 1 кВт максимальной нагрузки
, данные ОАО «Чувашэнерго».
-Стоимость одного кВт∙ч электроэнергии
, данные ОАО «Чувашэнерго».
-Удельная стоимость конденсаторных батарей
, данные ОАО «Чувашэнерго».
-Данные высоковольтных двигателей-компрессоров с
1)                                   Номинальное напряжение СД .
2)                                   Номинальная мощность СД .
3)                                   Коэффициент загрузки по активной мощности .
-Индексы 1,2,3,4 применяются при расчетах на соответствующих этапах.

7.3 Вспомогательные расчеты

Удельная стоимость потерь мощности :
,                                                                          (7.1)
где                        = 2400 ч. – время максимальных потерь, с.80 /6/;
=4000 ч/год – число часов использования максимума нагрузки, с.80 /7/.
.
Затраты первые БК 0,38 кВ :
,                                                                         (7.2)
где                            = 0,203 - ежегодное отчисление для БК, с.79 /6/;
 = , удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, /6/.
.
Затраты первые СД :
,                                                                             (7.3)
где                                 = 5,31 - коэффициент аппроксимации, с.     ;
=204,0  - номинальная реактивная мощность СД, с.
.
Затраты вторые СД ( ):
,                                                             (7.4)
где                                 = 4,27 - коэффициент аппроксимации, с.     ;
 = 1 – количество СД в группе, рисунок 7.1.
.
Переменные затраты СД на генерацию реактивной мощности:
;                                                   (7.5)
.
Располагаемая мощность СД ( ):
,                                                                     (7.6)
где  - наибольший коэффициент загрузки по реактивной мощности.
Зависит от : , .    (7.7)
.
Экономическая реактивная мощность энергосистемы ( ):
,                                                                                    (7.8)
где  - экономическое значение коэффициента реактивной мощности.
,                                                                                        (7.9)
где            =0,6 - базовый коэффициент реактивной мощности /4/;
 = 0,9 - коэффициент отличия стоимости электроэнергии /4/.
.
.
Допустимая через трансформатор мощность :
,                                                            (7.10)
где  - максимальный коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме, , /6/.
.

7.4 Распределение реактивной мощности между источниками

Рисунок 7. SEQ Рисунок \* ARABIC 2 – Блок-схема распределения реактивной мощности
1 этап. На первом этапе достигается минимум затрат на производство реактивной мощности, используя оптимизационный метод Лагранжа (согласно рисунку 7.2, а).
Примечание – индекс внизу обозначает этап расчета.
Определим множитель Лагранжа ( )
.                                                 (7.11)
Для синхронного двигателя определяем реактивную мощность
.                       (7.12)
Определим реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать с помощью конденсаторных батарей
.                          (7.13)
Так как  > 0, то переходим на третий этап.
3 этап. Находим распределение реактивной мощности с учетом  энергосистемы. Расчетная реактивная мощность через трансформатор при учете высоковольтных синхронный двигателей
.                           (7.14)
Так как  < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей . Переходим на четвертый этап.
4 этап. Выполняется в случае, если трансформатор не может пропустить необходимую мощность со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения, так необходимо выполнение условия
.                                                                              (7.15)
Проверим выполнение условия
;
.
Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае . (7.16)
Так как  < , то  не измениться, а реактивная мощность от системы
.                         (7.17)
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
-Синхронные двигатели .
-Энергосистема .
-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
Правильность ручного расчета подтверждается автоматизированным расчетом, произведенным по программе KRM пакета прикладных программ PRES1, приведенных на с.     . По полученным данным составляется таблица, где приводятся изменения расчетных параметров в зависимости от изменения исходных параметров.

Таблица 7.1  Влияние различных условий на компенсацию реактивной мощности,
Условия
Расчетные	39,3	35	395,5
1 Увеличение  на 10%, так если	39,3	320,4	110,1
2 Увеличение	39,3	291,2	139,3
3 Уменьшение	39,3	35,0	395,5
4 Трехсменный режим работы ,  (увеличение числа смен)	0	74,3	395,5
5 Одноставочный тариф	27,5	46,8	395,5
6 Удельная стоимость БК	60,2	14,1	395,5
7 Номер группы энергосистемы – 10, , ,	0	74,3	395,5
8 Увеличение	74,3	0	395,5

7.5 Пересчет в зависимости от изменения входных параметров

а) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но номер группы энергосистемы 10, таблица 7.1, тогда , , коэффициент отличия стоимости электроэнергии . Параметры принимают индекс (7) согласно таблице 7.1.
Расчет проводим по формулам (7.1) … (7.13).
;
;
;
;
;
;
,
где                                                            .
.
1 этап.
.
.
Так как .
Определим баланс мощности в узле
.
Так как  > 0, то переходим на третий этап.
3 этап.
.                          (7.14)
Так как  < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей   . Переходим на четвертый этап.
4 этап.
.
Проверим выполнение условия
;
.
Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае   .
Так как  < , то  не измениться, а реактивная мощность от системы
.
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
-Синхронные двигатели .
-Энергосистема .
-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
б) Рассмотрим случай, когда исходные данные такие же, как и в исходных данных (пункт 7.2), но мощность АД . Параметры принимают индекс (8) согласно таблице 7.1.
Расчет проводим по формулам (7.1) ­… (7.13).
;
;
;
;
;
;
,
где                                               .
.
1 этап.
.
.
Определим баланс мощности в узле
.
Так как  > 0, то переходим на третий этап.
3 этап.
.              (7.14)
Так как  < , то реактивная мощность от системы , реактивная мощность конденсаторных батарей   . Переходим на четвертый этап.
4 этап.
.
Проверим выполнение условия
;
.
Следовательно, трансформатор не может пропустить необходимую мощность. В этом случае установка конденсаторных батарей необходима.
В данном случае   .
Так как  > , то , а реактивная мощность от системы
.
Таким образом, получили результаты.
Реактивная мощность источников:
-Синхронные двигатели .
-Энергосистема .
-Конденсаторные батареи 0,38 кВ .
Итого: .
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp =   434.7 кВт, Qp =   469.8 квар
Номинальная мощность трансформаторов  6/0.4 кВ Sт =   630 кВ*А
Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70
Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть  6 кВ = 220 кВ и выше
Режим работы - двухсменный
Число часов использования максимума нагрузки Тм = 4000 ч/год
Число часов использования максимума  потерь  tм = 2400 ч/год
Тариф на электроэнергию - двухставочный
Плата за 1 кВт максимальной нагрузки = 188.00 руб/кВт*мес
Плата  за  1 кВт*ч   электроэнергии  =   0.42 руб/кВт*ч
Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ =  350.00 руб/квар
Номер группы энергосистемы =  4
Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k =  0.9
Высоковольтные синхронные двигатели   6 кВ
Номер Колич.  Рном   Qном    D1    D2   Кзагр.
кВт   квар    кВт   кВт
1     1      400    204    5.31  4.27  0.97
РАСЧЕТЫ
Удельная стоимость потерь Со =    2.36 т.руб/кВт*год
Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк =   80.50 т.руб/Мвар*год
Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год)
61.47
Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год)
242.31
Располагаемая реактивная мощность СД (квар)
217.5
Экономический коэффициент реактивной мощности
Tg(fi)э = 0.67
Экономическая реактивная мощность энергосистемы
Qэ =   291.2 квар
Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп =    74.3 квар
Этапы распределения Qp (квар) между источниками :
Этап   СД1     C      БК
1     39      0    431
3     39    291    139
4     39     35    396
РЕЗУЛЬТАТЫ
Реактивная мощность источников (квар)
Синхронные двигатели
39.3
Энергосистема  Конденсаторы 0.38 кВ
35.0      395.5
Итого :     469.8

8 Выбор сечений проводников на первом, втором и четвертых уровнях

8.1 Выбор сечения проводников на первом уровне

Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям в /6/.
На первом уровне линия электрической сети связывает электроприемники с РП, к которым они присоединены. В качестве проводника используются провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, алюминиевыми жилами, три одножильных в одной трубе. К РП подсоединен асинхронный двигатель (АД). Провод выбираем по нагреву из условия
,                                                                                 (8.1)
где                               – допустимый ток проводника перед АД;
   – номинальный ток АД, , c.Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник, который в расчет не принимаем (п. 1.3.10 /3/), так как в нормальном режиме он не обтекается током, так если не участвует в тепловом процессе. По данным подраздела 1.3 /3/ выбираем провод сечением 2,5 мм2 с.     .
.
Условие согласования предохранителя защищающего АД только от короткого замыкания
                                                                                (8.2)
где       – номинальный ток плавкой вставки, , с. .
Получаем, что , то есть номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током проводника перед асинхронным двигателем.
Окончательно на первом уровне выберем провод сечение 2,5 мм2 с , марки АПВ (4х2,5) мм2.

8.2 Выбор сечения проводников на втором уровне

На втором уровне линия распределительной сети до 1 кВ обеспечивает связь РП с щитами управления магистральных шинопроводов, связанных с шинами НН трансформаторной подстанции. На данном уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника
,                                                                                   (8.3)
где                                – допустимый ток для кабеля перед РП;
 – номинальный ток расцепителя, , с.     .
Здесь следует использовать совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник. По таблице на с. 402 /8/ выбираем четырехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией, с алюминиевыми жилами, проложенный в воздухе сечением 35 мм2 с  и сечением нулевого защитного проводника 16 мм2 с допустимым током  из таблицы 1.7.5 /3/. Тип кабеля выбирается на с. 141 /7/ ААШвУ или ААШпУ.
Получаем, что  > ? Следовательно расцепитель согласуется с защищаемым проводником.
Выберем кабель ААШвУ (3х35 мм2 + 1х16 мм2).

8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне
На четвертом уровне выбираем высоковольтный кабель, соединяющий шины РП 6 кВ и линии, подходящие к ним, по которым питаются высоковольтные двигатели. Выбираем кабель по трем условиям, изложенным в /6/:
- По экономической плотности тока
,                                                                                       (8.4)
где                                             – расчетное сечение кабеля, мм2;
 ­­­­– рабочий ток кабеля, определяется по формуле (8.5);
 – экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами , из таблицы 1.3.36 /3/, при .
,                                                                          (8.5)
где                       – активная мощность, протекающая по кабелю;
 – реактивная мощность, протекающая по кабелю;
 – номинальное напряжение на низшей стороне ГПП, , с.      .
Определим активную мощность, протекающую по кабелю
,                                      (8.6)
где   – средняя мощность на один трансформатор, с.   ;
 – коэффициент использования СД, с. 325 /6/;
 – активная мощность СД, кВт с.     ;
 – коэффициент использования ИВГ, с. 327 /6/;
 – активная мощность ИВГ, кВт.
Определим активную и реактивную мощности источника высших гармоник (ИВГ), в качестве которого используется сварочный выпрямитель мощностью  , с.     ;
, с. 40 /6/;
, с. 40 /6/.
;                                          (8.7)
.                                     (8.8)
Тогда, с учетом вышеуказанных значений получим

Определим реактивную мощность, протекающую по кабелю
,                                                                     (8.9)
где               – реактивная мощность системы, , с.     .
.
Рабочий ток кабеля  по (8.5)
.
Расчетное сечение кабеля  по (8.4)
.
Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 70 мм2 с допустимым током 190 А.
- По нагреву током рабочего утяжеленного режима.
В утяжеленном режиме должно выполняться условие
,                                                                        (8.10)
где                    – допустимый ток кабеля по условию нагрева;
   – коэффициент перегрузки;
 – рабочий утяжеленный ток.
Определим ток рабочего утяжеленного режима
                                               (8.11)
Коэффициент перегрузки находим исходя из пункта 2.4.8 /5/: «На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией напряжение до 10 кВ на 30% с продолжительностью не более 6 часов в сутки, в течение 5 суток, но не более 100 часов в году, если в остальные периоды суток нагрузка не превышает длительно допустимой». На основании этого используем =1,3.
Получаем , откуда .
Выбираем кабель сечением 50 мм2 для которого ближайший больший стандартный допустимый ток 155 А.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
Определим минимальное сечение по термической стойкости
                                                                                      (8.12)
где                                                              – ток трехфазного КЗ, кА;
 – приведенное время отключения,  с. 43 /3/;
 – тепловой коэффициент, для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ из таблицы 8.3 /2/ принимаем .
,                            (8.13)
где   – мощность короткого замыкания системы, с.     .
Тогда сечение кабеля по термической стойкости

Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 120 мм2.
По результатам трех условий окончательно выбираем кабель сечением 120 мм2 с допустимым током , марки ААШвУ (3х120 мм2), /6/.

9 Выбор цехового трансформатора

Мощность цехового трансформатора выбираем по средней активной мощности цеха , смотри с.     , так проверка показала, что при выборе мощности трансформаторов по расчетной максимальной нагрузке, мощность трансформатора оказывается завышено.
Проверим перегрузочную способность трансформатора по формуле
  ,                                                                                       (9.1)
где                          1,1 – коэффициент, учитывающий нагрузку освещения;
1,4 – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, п.2.1.21 /5/
.
Из /8/ выбираем трансформатор марки ТМ-630/6 с номинальными параметрами:
-      Номинальная мощность трансформатора .
-      Номинальное высшее напряжение трансформатора .
-      Номинальное низшее напряжение трансформатора .
-      Мощность КЗ трансформатора .
-      Напряжение КЗ трансформатора .
-      Мощность холостого хода трансформатора .

10 Расчет токов короткого замыкания

10.1 Основные положения

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого воcстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

10.2 Расчетная схема

В выпускной работе рассматриваются две расчётные схемы.
Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ расчётное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; кроме того если электрическая сеть питается от понижающих трансформаторов, при расчёте токов КЗ необходимо исходить из условия, что подведённое к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.
Учитывая вышесказанное получаем расчетную схему показанную на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 – Расчетная схема
Кроме первой расчётной схемы в ВР рассматривается  схема с учётом активного сопротивления переходных контактов, схема показанна
на рисунке 10.2

Рисунок 10.2 – Расчетная схема с учетом активного сопротивления переходных контактов
На рисунке 10.2 обозначены  SHAPE  \* MERGEFORMAT  - номер узла.

10.3 Исходные данные

Исходные данные для первой расчетной схемы:
-Номинальные параметры трансформатора, данные из раздела 9:
1)                Номинальная мощность .
2)                Номинальное высшее напряжение .
3)                Номинальное низшее напряжение .
4)                Мощность КЗ .
5)                Напряжение КЗ .
6)                Мощность холостого хода .
-Номинальные параметры автомата (QF1), рисунок 10.3:
1)                 - номинальный ток вводного автомата, примечание 3.
2)                 - активное сопротивление автомата, с.139 /6/.
3)                 - реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.
-Сопротивление контактов автомата (QF1 и QF2), рисунок 10.3:
1)                 - активное сопротивление контактов, с. 159 /6/.
2)                 - реактивное сопротивление контактов, с. 159 /6/.
-Номинальные параметры автомата (QF2), рисунок 10.3:
1)                 - номинальный ток вводного автомата, с.     .
2)                 - активное сопротивление автомата, с.139 /6/.
3)                 - реактивное сопротивление автомата, с.139 /6/.
-Параметры кабеля:
1)                 - номинальное сечение кабеля, приложенного к РП, с.
2)                , с. 139 /6/.
3)                , с. 139 /6/.
4)                , с.    .
5)                Материал – алюминий.
-Параметры провода:
1)                 - номинальное сечение изолированного провода в трубе, с.     .
2)                , с. 139 /6/.
3)                , с. 139 /6/.
4)                , с.     .
5)                Материал – алюминий.
Примечания:
1  - фазное напряжение системы.
2 Система является источником бесконечной мощности.
3 Номинальный ток вводного автомата  для трансформатора ТМ-630/6, с. 435 /6/, в программе TKZ берется 1600 А.
4 Индексы 2, 3, 4, 5, 6, 7 принимаются в нумерациях соответствующих узлов схемы, рисунок 10.2.

10.4 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

В выпускной работе ручной расчёт проводится только для второй схемы. (рисунок 10.2) Составим её схему замещения, рисунок 10.3.

Рисунок 10.3 – Расчетная схема замещения
Активное сопротивление трансформатора
.                        (10.1)
Полное сопротивление трансформатора
.                             (10.2)
Индуктивное сопротивление трансформатора
.                    (10.3)
Активное сопротивление кабеля, проложенного к РП
.                                          (10.4)
Индуктивное сопротивление кабеля, проложенного к РП
.                                        (10.5)
Активное сопротивление изолированного провода
.                                          (10.6)
Индуктивное сопротивление изолированного провода
.                                       (10.7)
Периодическая составляющая тока КЗ в i-ом узле
,                                                                             (10.8)
где - суммарное индуктивное сопротивление от начала схемы до i-го
узла;
 - суммарное активное сопротивление от начала схемы до i-го узла.
Ударный ток КЗ в i-ом узле схемы
,                                                                           (10.9)
где                    - ударный коэффициент в i-ом узле, смотри ниже.
Ударный коэффициент в i-ом узле
,                                                                                (10.10)
где                      - постоянная времени затухания i-го узла, равная
,                                                                          (10.11)
где                                     - промышленная частота сети, /3/.
Используя формулы (10.8), (10.9), (10.10), (10.11), проведем расчет для всех узлов КЗ.
Расчет тока короткого замыкания в узле 2:
;
;
;
;
;
.
Расчет тока короткого замыкания в узле 3:
;
;
;
;
;
.
Расчет тока короткого замыкания в узле 4:
;
;
;
;
;
.
Расчет тока короткого замыкания в узле 5:
;
;
;
;
;
.
Расчет тока короткого замыкания в узле 6:
;
;
;
;
;
.
Расчет тока короткого замыкания в узле 7:
;
;
;
;
;
.
Результаты расчетов сведем в таблицу 10.1.
Таблица 10.1 – Токи трехфазного КЗ в узлах сети 380 В

Номер узла	Периодический ток КЗ	Ударный ток КЗ	Ударный коэффициент
1	–––	–––	–––
2	16,532	34,929	1,494
3	16,404	34,341	1,480
4	10,135	14,555	1,015
5	9,154	13,124	1,014
6	2,243	3,172	1,000
7	0,874	1,236	1,000

10.5 Автоматический расчет токов трехфазного КЗ

Автоматизированный расчет проводится с помощью программы TRZ. В выпускной работе расчет выполняется для обеих схем, показанных на рисунках 10.1 и 10.2. Результаты работы программы для первой схемы показаны в распечатке на с.     , а для второй схемы на с.     .

РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ
Исходные данные элементов схемы
1) Система бесконечной мощности
2) Трансформатор масляный,
Sном (кВ.А)    Uном (кВ)    Uк (%)    Pк (кВт)
630          6/0.4       5.50       7.60
3) Автомат,       Iном (А)     Rа (Ом)    Xа (Ом)
1600       0.00014    0.00008
4) Автомат,       Iном (А)     Rа (Ом)    Xа (Ом)
100       0.00215    0.00120
5) Линия кабельная, материал - алюминий,
Fном (мм2)   Rуд (Ом/км)  Xуд (Ом/км)  L (км)
35          0.894       0.064      0.090
6) Линия - провод, материал - алюминий,
Fном (мм2)   Rуд (Ом/км)  Xуд (Ом/км)  L (км)
2.5         12.500       0.116      0.013
Токи трехфазного короткого замыкания в узлах сети  380 В
┌─────┬─────────────┬─────────────┬───────────┬───────────┐
│Номер│   Элемент   │    Ток КЗ   │   Ток КЗ  │  Ударный  │
│ узла│    схемы    │периодический│  ударный  │коэффициент│
│     │             │      кА     │     кА    │           │
├─────┼─────────────┼─────────────┼───────────┼───────────┤
│  1  │   Система   │             │           │           │
│  2  │Трансформатор│   16.533    │  34.924   │   1.494   │
│  3  │   Автомат   │   16.405    │  34.337   │   1.480   │
│  4  │   Автомат   │   14.579    │  27.294   │   1.324   │
│  5  │    Линия    │    2.616    │   3.700   │   1.000   │
│  6  │    Линия    │    0.926    │   1.310   │   1.000   │
└─────┴─────────────┴─────────────┴───────────┴───────────┘
───────────

РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ
Исходные данные элементов схемы
1) Система бесконечной мощности
2) Трансформатор масляный,
Sном (кВ.А)    Uном (кВ)    Uк (%)    Pк (кВт)
630          6/0.4       5.50       7.60
3) Автомат,       Iном (А)     Rа (Ом)    Xа (Ом)
1600       0.00014    0.00008
4) Другой элемент,             Rд (Ом)    Xд (Ом)
0.01500    0.00000
5) Автомат,       Iном (А)     Rа (Ом)    Xа (Ом)
100       0.00215    0.00120
6) Линия кабельная, материал - алюминий,
Fном (мм2)   Rуд (Ом/км)  Xуд (Ом/км)  L (км)
35          0.894       0.064      0.090
7) Линия - провод, материал - алюминий,
Fном (мм2)   Rуд (Ом/км)  Xуд (Ом/км)  L (км)
2.5         12.500       0.116      0.013
Токи трехфазного короткого замыкания в узлах сети  380 В
┌─────┬─────────────┬─────────────┬───────────┬───────────┐
│Номер│   Элемент   │    Ток КЗ   │   Ток КЗ  │  Ударный  │
│ узла│    схемы    │периодический│  ударный  │коэффициент│
│     │             │      кА     │     кА    │           │
├─────┼─────────────┼─────────────┼───────────┼───────────┤
│  1  │   Система   │             │           │           │
│  2  │Трансформатор│   16.533    │  34.924   │   1.494   │
│  3  │   Автомат   │   16.405    │  34.337   │   1.480   │
│  4  │Другой (R,X) │   10.134    │  14.554   │   1.015   │
│  5  │   Автомат   │    9.154    │  13.123   │   1.014   │
│  6  │    Линия    │    2.244    │   3.174   │   1.000   │
│  7  │    Линия    │    0.874    │   1.236   │   1.000   │
└─────┴─────────────┴─────────────┴───────────┴───────────┘
───────────

11 Оценка влияния вентильного преобразователя на систему электроснабжения

11.1 Основные положения

В процессе выработки, преобразования, распределения и потребления электроэнергии имеют место искажения формы синусоидальных токов и напряжений.
Главной причиной искажений являются вентильные преобразователи, электродуговые сталеплавильные и рудно-термические печи, установки дуговой и контактной электросварки.
Высшие гармоники тока и напряжения оказываю отрицательной воздействие на электрооборудование системы электроснабжения, потребителей электроэнергии, системы автоматики, релейной защиты, телемеханики и связи. Протекание несинусоидального тока в линии электропередачи, трансформаторах и электрических машинах вызывает дополнительные потери активной мощности, уровень которых может достигать нескольких процентов от потерь при синусоидальном токе. Несинусоидальные токи перегружают конденсаторные батареи, емкостное сопротивление которых обратно пропорционально порядку гармоник. В результате этого конденсаторные батареи не работают: они или отключаются вследствие перегрузки по току или за короткий срок выходят из строя в результате вспучивания, иногда разрывов.

11.2 Исходные данные

Источником высших гармоник (ИВГ) является сварочный выпрямитель. Он генерирует пятую, седьмую, одиннадцатую, тринадцатую гармоники тока, .