Рном 

 
I
ном=
I
ном.г =   
  
 
¾¾¾¾
                                  (3.3)
;

                            
Ö
3*
V
ном
*cos
j

где Рном - номинальная мощность генератора принимается по табл.2-1 [10],кВт;

V
ном - номинальное напряжение сети ,кВ;

cos
j
-
коэффициент мощности номинальный , принимается по табл.2-1 [10
]


                                         4000

 I
ном =
I
ном.г = ————— = 458,7 А; 

                            
Ö
3*6.3*0.8
Принимаем  шины прямоугольного сечения аллюминиевые 2(40*4) мм²,

I
доп = 480А        из таб.3.14[7].

Проверяем выбранное сечение шин по допустимому току в нормальном режиме:
 
Imax 
£
I
доп;

Imax
= 458,7А
£

 
I
доп = 480 А;

Проверка сборных шин на термическую стойкость производится после расчетов токов короткого замыкания .

Условие проверки:

S
т
min
£
S
т

где
S
т
min
- минимальное сечение по термической стойкости ,мм²;

       S
т - выбранное сечение шин, мм².

Выбор сечения линий электропередач производим по экономической плотности тока:

            
Ip
     

F
э =   
----
;                                                                      (3.5)


            
g
э

где
I
р  -   расчетный ток линии;

     
g
э

-  экономическая плотность тока из табл.5-7[5], мм²;

    Fэ -  ceчeн^» ; линии, мм².

по допустимому току нагрева в послеаварийном режиме:

1доп
£

I
ав;

где Iдоп - допустимый ток нагрева линии, принимается по табл.п 3.3 |7],А.
Определим расчетный ток линии:

                  
   Sp


I
р=
  
 
¾¾¾
;                                                                (3.6)

Ö
3
V
*
n

где
Sp
= 29 3,75кВА - расчетная мощность фабрики из таб. ;

       V = 6,3 кВ подводимое напряжение;

        n -
количе во линий;
          2948,75

I
р=
¾¾¾¾¾
= 135,3 А;

Ö
3*6,3*2
I
ав = 2*
I
р = 2*135,3 =270А.
Определяем сечение линии электропередачи:
                    
Ip              135,3


F
э= 
¾¾
  =  
¾¾¾¾
= 96,6 мм²


         
g
э              1.4
По таблице 3.3[7] выбираем воздушную линию из 2-х взаиморе-зервирующих цепей марки АС/
16
,
I
доп = ЗЗОА.

Проверяем выбранное сечение линии по нагреву током       послеаварийном режиме:

I
доп =ЗЗОА>
I
ав=270А

Sp =
S
р пн
c
+ Sp н об воды +
Sp
н 1 подъема;                                    (3.7)
где Sp пн = 388,98 - расчетная мощность пульпонасосной станции из таб.З.1
[7]
;
                 Sp н об воды = 919,83 кВА - расчетная мощность насосной станции оборотной  воды из таб.3.1

                 Sp н 1 подьема = 218,25 кВА - расчетная мощность насосной станции 1 подъема и таб.3.1
Sp = 388,98 + 919,83 + 218,25 = 1527,06 кВА;

                  
 1527.25

I
р=   
¾¾¾
   = 70 А;

         
Ö
3*6,3*2
I
рав = 2*
I
р =2*70 = 140 А;
                             70

                   Рэ = 
¾¾
  = 50 мм²

                             1.4
По таб.3.3
[7]
выбираю воздушную линию из двух взаимореэервиуемых линий марки АС 50/8, 
I
доп = 210А.


Проверяем          их  по нагреву током в послеаварийном режиме:
I
доп  =

210А

>
I
ав

=

140А;


Sp
= 
S
р н об воды +
Sp
н 1 подъема;                                           (3.8)

Sp =9
19,83+218,25 = 1138,88 кВА;

         


1138,88

Ip
=

¾¾¾¾¾
= 52
,
2 А;

           2
Ö

3*6,3
I
ав   
=
2*52,2 = 104.4А

          52
,2

F
э
=
¾¾¾
= 37,3  мм²;

          1.4
По таблице П.3.3
[
7] выбираю сечение воздушной линии АС 35/6,2;

I
доп =175.
A



 Проверяем линию по нагреву током в послеаварийном режиме:
I
доп = 175А >
I
ав

=104,4А.

Sp =

21
8.25А;

            218
,25

Ip=
    
¾¾¾
     = 10 А ;

          2
Ö
3*6.3
I
ав
= 2*10 = 20
А;
          10

F
э  =
¾¾
= 7 мм²;

          1.4

По табл.П.3.3 [7] выбираем сечение воздушной АС25/4,2;
I
доп = 135А. Проверяем линию по нагреву током в послеаварийном режиме:

I
доп = 135А >
I
ав =20А.

Выбор сечения питающих кабелей производим:

- по экономической плотности тока;

- по допустимому току нагрева в нормальном и аварийном режимах;

- по термической устойчивости к токам КЗ.
Выбор кабельной линии производим по расчетному току трансформатора:
Spm                                                 
                    (3.9)


                   Ip= 
¾¾¾
     =
57,8 А
;



                            
Ö
3*V
н


где
 Spm
= 630 кВА  -  расчетная мощность трансформатора из таб.3.2

Vн
=
6,3 кВ - подводимое напряжение:

                     630

                I
р=   
¾¾¾
  


                  
Ö
3*6
,
3
         

                   Ip                57
.8

          F
э
=
¾¾
  =     
¾¾¾¾
41,3 мм²

                  
g
э                1.4


         

где
g
э =1,4 мм²   - экономическая плотность тока для кабелей с аллюминевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией в аллюминевой оболочке, при числе часов использования максимума нагрузки 4000 часов принимается по табл. 5-7 [5].

 П
o
таб.10. [2] принимаю кабель марки ААШ_в проложенный в кабельном канале, сечением 35 мм². Выбор сечения кабеля по допустимому току нагрева производится по неравенствам:

-         в нормальном режиме:
     Ip


     
1доп
³

¾¾¾¾
;                                        (3.10)

  
 Кпр

         
где  
I
р - расчетный  ток трансформатора;


 Кпр - коэффициент прокладки  учитывающий число параллельно работающих кабелей проложенных в земле.

Кпр =1- так как прокладывается 1 кабель [1].
         
I
доп =125А >
I
р-57,8А.
 в аварийном  режиме:

                                     
Iaa


           I
доп
³
       
¾¾¾¾¾¾


                              Кпр * Кпер

где Кпер - коэффициент перегрузки, на начальной стадии проектирования допускается перегрузка кабеля на 30%,
[I].


                 80,9

1доп >
¾¾¾¾
= 62,2  А;

                  1.3
          После расчета тока КЗ производим проверку выбранного сечения кабеля по термической устойчивости к токам КЗ.
                   630

         
Ip =
¾¾¾
  = 57,8 А.

                 
Ö
3*6
,
3
          I
ав = 1.4
I
р +
Ip =
1.4* 57.8 + 57,8 – 138,72 А.
                   57,8

         
F
э =
¾¾¾
  = 41,3 мм².

                   1,4

4.2. Расчет  токов короткого замыкания и проверка на устойчивость. основного электрооборудования высоковольтной сети.

Расчет токов КЗ  в сетях напряжением выше 1000В производится для выбора основного электрооборудования и для проверки оборудования и проводников электрической энергии на термическую и электродинамическую устойчивость.

Расчет  токов КЗ в сетях напряжением выше 1000В и ниже 1000В имеют различия. В сетях напряжением выше 1000В обычно суммарное активное сопротивление цепи до точки КЗ меньше тройного реактнвного сопротивления цепи до той же точки КЗ.

Поэтому при расчете тока КЗ допускается учитывать только реактивное  сопротивления элементов.

Расчет токов КЗ для сети напряжением выше 1000В производим в относительных единицах. Составляем схему замещения для схемы электроснабжения фабрики
 pис .4.2
 нумеруем  ее элементы в порядке расположения.

Приииг аю за базисные единицы номинальную мощность^ранс-форматор ^ 8б=8нач.тр=^МВА, принята но табл.2-1{101 и среднее напряжен •е ступени с точками короткого замыкания
V6=Vcp==6,J кВ.

Опреде яем базисный ток:

16. - ____ » JSfL = о.9^                      (4.7) УЗ*Уб ^*б^                            ^{\ /}

Опреде.' яем   сопротивление   эяемеятов   схемы   замещения. Трансфер
larop напряжением 63 кВ:

^ . Uk*Sb ^х1 ' 100^                                       ^(4»s)

где V . напряжение короткого замыкания трансформатора, принимас ся равным
X^d тя^ 10,5 % ,<з табл.2-7{ 5 ]

XI « 103*10/100*^3 = 0,223 Воздушна
i линия напряжением 63 кВ

Х? -Худ*1Ц;                                 (4.9)

где X;
i - удельное реактивное сопротивление линии, принято по таблице 2 Ц
S ]; ff/i/кн где 1-д яна линии^
W

Х2 ^,4*1,36* ¹⁰. =0,137 6,3

Х5 ^4*е,Ш*-¹⁰ =0,0187;

б3²

Хб ^,4*0,045*^. »= 0,0045;

б^

ХУ -0,4*0,652* ^-^ 0,066 6^

Х1>»0,4*0,ИО*^°-0.011 6,3

Кабельные линии:

ХЗ=Худ*1^;

где X} \ - удельное реактивное сопротивление линии, принимается по таб2-3|. ];

XJ = 0,0625*0,05* -^ = 0,0007

Х7=0,0625*0,03*-¹⁰^ = 0,00004 6,3

XI 1=0,0625*0,05* ^ю = 0,0004 6,3

Х13=0,0625*0,05*-¹¹⁰^ = 0,0007

achi tpoH'ibie двигатели:

X-^'d*-^-                                 (4.10) ^<о»<<

где X"d- сверхпереходное сопротивление асинхронного двигателя и? табл 4-3[10];

S ном, д - номинальная мощность асинхронного двигателя;

Sиoм.дв=^^w^^)ff.                               (4.11) cos<p

где Рном дв - ном. активная мощность двигателя, из табл 4.3 [10] cos(p -коэффициент мощности двигателя, из табл 4-3 [10]

shom

дв = —°- = 700/о9.4 0,9

Х4== 0,2*-¹⁰-= 2,86 0,7

Х8= 0,2*-¹⁰- =4,54 0,44

X12=X14=0,2*-¹⁰-=5,7

__________________^»  035   '___________________________________.——

Определи! s суммарное сопротивление до точки К1 Х15 -Х13+Х14== 0,0007+5,7=5,7 Х16 =ХП+Х12= 0,0007+5,7=5,7

S 7*^ 7

Х17 Х151
1Х16= ' ^э» =2.85 5,7+5,7

Х18 = Х17 + Х9 +Х10 = 2,85+ 0,011+0,066 = 2,927 Х19 -Х7+Х8= 4,54+0,0004 =4,54 Х20 - Х19 + Х6 = 4,54 + 0,0045 = 4,5445

4 5445 * 7 927

Х21 - Х20
11 X18 = ' ' = 1,78 4,5445+2.927

Х22 - Х21 + Х5 = 1,78 + 0,0187 = 1,799 Х23 = X3 + Х4 = 0,0004 + 2,86 = 2,86 Х24 = Х23 + Х2 = 2,86 + 0,137 = 2,997 Х25 - Х2411 X22 = 1,124

Х2(» - XI 11 Х25 == °'²²³*¹'¹²⁴ = о,186 0,223+1,124

Определи ток короткого замыкания в точке К1

1к1 -——^б, (4.12)

Л 20

где Х26- -уммарное сопротивление до точки К1

1к =1/0,86 * 0,9 = 5,82 kA

Для о ределения тока КЗ в точке К1, необходимо учитывать подпитку . I асинхронных двигателей.

В орие ггировочных расчетах можно принимать максимальный ток подпитки г асинхронных двигателей;

_______
L , =6,5*1ном ^____________________(4ЛЗ)_______

Номиналы' ли ток асинхронного двигателя мощностью 630 кВт

т          pu         630

iho' = -   —— = -7=————— = 64/t

^l/HCOSip ^/3*6,3*0,9

Максимал! 1ый ток подпитки от всех асинхронных двигателей составит:

1^ ^2*6,5*64 =832 А;

Номиналы ли ток асинхронного двигателя мощностью 400 кВТ:

1но » = ——⁴⁰⁰——:= 36,66.4 ;

д/3*6,3*0,9

Номинальгилй ток асинхронного двигателя мощностью 315 кВТ;

ih^i = _ ³¹⁵—— = 32^ ;

^/3*6,3*0,9

Максима. i.sibiH ток подпитки от всех асинхронных двигателей составит:

1^=3*32 =96 А;

Тогда ток Ю в точке К1 составит:

1к 1 - 4,84 +0,832 + 0,03666 + 0,096 = 5,8 кА;

Определи л суммарное сопротивление до точки КЗ:

О 223 * 1 799 Х?7 = XI 11 X22
= '    '   = 0,198;

0,223+1,799

Х2Н = Х27 + Х2 = ОД98 + ОД37 = 0,335;

Определи?, гок КЗ в точке КЗ:

1к..=-¹—* 0,9 =2,69/^;

0,335

С учете          тока подпитки асинхронного двигателя , ток КЗ в точке КЗ составит:

1к       =2,69+0,832= 3,522 кА;

Результат! расчетов остальных точек кз сведены в таблицу 4.2

Д^ля оп| .-деления ударного тока нахожу ударный коэффициент для характерш х точек короткого замыкания по таблице 3-8 [7 ]:

iy;  = л/2Куд * М = л/2 * 1,94 * 5,8 = 15,9кА;                (4.14)

•

iy; I = л/2 * Куд * ikk = V2 * 1,369 * 3,49 = 6,76^,

Результат» расчетов остальных ударных токов кз сведены в таблицу 4.2

Определен (е периодической составляющей тока КЗ:

In =1к;                                      (4.15)

In
,=5,8к^

In ,=3,49кЛ,

Результаты расчетов остальных значений периодической составля­ющей кз сведены в таблицу 4.2

Значение апериодичной составляющей тока КЗ в произвольный момент времени определяется по формуле:

-г

iat=-•^/2*/^c*f'^u ;                               (4.16)

»де т - моменг времени определения тока КЗ, С;

ta - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, принимается для характеристики точек по табл.3-2[7]

°1 1 atl = <У2 * 5,8 * е°¹⁶ = 4,39^ ;

           °1         •• V2*3,49"⁰'⁰⁴ =0,4кА,

Резул i ' s расчетов остальных значений апериодической составля­ющее <        -.с «ены в таблицу 4.2

Oi с шч интеграл джоуля тока КЗ, характеризующий количество

гепл( .-»         .'• [еляющейся в аппарате за время КЗ:

I        -^(toom+Ta); (4.17)

где ft .     i емя от начала КЗ до его отключения, с.:

t               - tp3 + 1вык;

где
t >    ^ мя действия релейной зашиты , с tp3==0,02|7];

  к - плное время отключения выключателя, с,(1вык = 0,06[8];

(,              ;j= 0,02+0,06= 0,08с;

То» и.    од им интеграл Джоуля тока:

         \8² (0,08 + 0,16) = г,\кА² * с, \   ^» =-- 3,49² (0,08 + 0,04) = 1,46кЛ² * с;² (0,08 + 0,04) = 1,46кЛ² * с;

Резу. 2 .ы расчетов остальных значений интеграла Джоуля кз свед» ,» таблицу 4.2

     Таблица 4.2

	Kl	К2	КЗ	К4	К5	К6
It	5,82	2,71	3,53	3,33	3,32	3,23
^д	15,8	6,83	6,8	7,8	7,8	7,8
lit	5,82	3,52	4,3	3,56	3,5	3,3
at	4,39	0,41	0,4	0,41	0,4	0,39
»k	8,1	1,5	1,46	1,47	1,47	1,49

4.3 Р счет токов короткого замыкания с применением ЭВМ.

асчет оков КЗ в сложных схемах электрических установок предс-TiBJi .т соб(. 1 трудоемкую задачу, и применение средств вычислительной 1 хн »н для е решения весьма целесообразно. Г'р01 )аммы »асчета токов КЗ на ЭВМ нашли самое широкое применение в пра^ икс пр ектирования электроустановок.

1Я р счета на ЭВМ начального значения периодической с »с 1. ияющ и токов КЗ в электроустановках применяются принцип нал<- .ения    собственно аварийного режима на предшествующий наг|» гочны1 режим и принцип, использующий собственные и взаимные гопр гнвлен -.я и проводимости. Принцип наложения предполагает is »и пение математических методов решения систем линейных ) раь ^ний, аписанных в матричной форме ( методы Гаусса, Зейделя, ( бра чения к атрицы и т.д.).

^яже ра-сматривается метод расчета, базирующийся на принципе |"ал«¹ <ения обственно аварийного режима на нагрузочный режим. ЭВМ 1 о и .одной реугольной матрице сопротивлений ветвей схемы замещения . 1ек рическ 1Й сети составляет матрицу узловых проводимостей Yy. С |юм<. цью ci «ндартной программы обращения матрицы Yy определяется матр ща узл *вых сопротивлений Zy. Затем рассчитываются нагрузочный к ав пийнь- i режимы электрической сети с использованием известного riaip очного /равнения:

\}=Zi                                                 (4.6)

где IJ и I - голбцовые матрицы узловых напряжений и узловых токов. Нап яжени ^т узла в нагрузочном режиме:

Uni= ^ Zyiklk,                                       (4.7)

t-i

где N - 4HCJ о узлов в схеме замещения.

В аварийной режиме в схеме замещения имеется лишь один источник тока

a y3Jse КЗ (и 1еет обозначение "с":

Ic = Ui .c/Zcc,                                      (4.8) при ном на фяжение в 1-м узле:

11ав!=
iH.cZic/Zcc.                                (4.9) nocJ е опре; мления напряжений во всех узлах схемы замещения токи в