Проектирование цеховой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ промышленного назначения
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
? =15 мОм.
Удельные сопротивления шин при Dcp = 300 мм ro = 0,142 мОм/м и хр = 0,2 мОм/м.
Тогда полные сопротивления шин при их длине
L = 5 м - Rш = 0,71 мОм, Хш = 1,0мОм.
Результирующее сопротивление цепи К3 в точке К2:
Rк2 = Rкl + Rт + Rп1 + Rв1 + Rлш + Rш
= 2,182 + 5,7 + 0,15 + 0,1 + 15 + 0,71 = 23,842мОм,
Хк2 = Хкl + Хт+ Х вl + Хш = 0,914+ 17,08 + 0,1 + 1,0 = 19,1 мОм,
Zк2 = 30,55 мОм.
Переходное сопротивление контактов автоматического выключателя В5: Rn5 = 0,25мОм, самого выключателя: Rв5 = 0,12 мОм, Хв5 = 0,13 мОм.
Сопротивление кабеля, питающего шинопровод ШП-1:
R.каб5 = RоL = 0,122 х 0,05 = 0,0061 мОм,
Хкаб5 = ХоL = 0,0602 х 0,05 = 0,00301 мОм.
Тогда сопротивление двухкабельной линии Л5:
Rл5 = 0,0061/2 = 0,00305 мОм,
Хл5 = 0,00301/2 = 0,00151 мОм.
Сопротивление шинопровода ШП-1 при его удельных сопротивлениях
= ro = 0,034 мОм/м, xo = 0,016 мОм/м и общей длине l = 20 м
Rшп1 = ro1 = 0,034 х 20 = 0,68 мОм,
Хшп l = xol = 0,016 х 20 = 0,32 мОм.
Результирующее сопротивление цепи К3 в точке КЗ:
RкЗ = Rк2+ Rп5 + Rв5 + Rл5 + Rшпl
= 23,842 + 0,25 + 0,12+ 0,00305 + 0,68 = 24,9 мОм,
ХкЗ = Хк2+ Х в5 + Хл5 + Хшпl = 19,1 + 0,13 + 0,00151 + 0,32 = 19 55 мОм,
ZкЗ = 31,658 мОм.
Определяем действующее Iк, ударное iy значения тока К3, а также мощность короткого замыкания Sк в намеченных точках.
Точка К1:
Iкl = = 97,61 кА, IK1 = 3,9 кА, iy1 = 7,61 кА, SK1 = 67,55 МВА.
Точка К2:
Iк2 = 7,56 кА, iy2 = 12,83 кА, SK2 = 5,24 МВА
Точка К3
IкЗ = 7,29 кА, iyз = 10,62 кА, SКЗ = 5,05 МВА.
где Iк - ток К3 в точке Kl, приведённый к расчётной ступени при 0,4 кВ;
ky - ударный коэффициент, учитывающий соотношение между активным и индуктивным сопротивлениями цепи К3, что определяется местом КЗ;cрh среднее номинальное напряжение ступени, на которой рассчитывается ток КЗ. Результаты расчётов токов короткого замыкания сводим в таблицу 4.
Таблица 4 - Расчётные токи КЗ
Точка КЗРезультирующее сопротивлениеZк, ОмТок КЗ, кАУдарное значение тока КЗ iy, кАМощность К3 Sк, МВАKl2,366 10-33,97,6167,55К230,55 10-37,5612,835,24К331,658 10-37,2910,625,05
Рисунок 4.1 - Рсчетная схема.
Рисунок 4.2 - Схема замещения.
1.6 Выбор основного оборудования на подстанции и аппаратов защиты
Оборудование, принимаемое к установке на подстанции, выбирается в соответствие со схемой электроснабжения (рис. 2, гл. 2). Выбор производим по условию, что расчётные величины элемента электрической цепи в месте установки выбираемого аппарата не должны превышать каталожных (паспортных) номинальных значений данного аппарата с последующей проверкой на устойчивость токов короткого замыкания. Выбранное оборудование сводим в таблицу 5, в которой приведены также его расчётные и номинальные величины.
Таблица 5 Оборудование подстанции
Наименование оборудования, место установкиКаталожные параметрыРасчетные данныеРУ 10 кВРазъединитель внутренней установкиUн = 10кВ Iн = 400А Iтерм = 16 кА I дин = 41 кАUп= 10 кВ Ip = 24 A Ik = 3,9 кА 1у = 7,61 k АОграничитель перенапряжений ОПН-КР/ TEL-10/10,5Uн = 10,5 кВ U кл = 12 кВ Iразр = 10 кА I проп = 250 АРУ - 0,4 кВАвтоматические выключателиВводной и межсекционный (B l, В2, МВ) А3750БUн = 380 В Iн=800А Iэм.р = 6300 А Iоткл = 100 кАUp = 380 В Ip = 565А Ik = 7560 А I u = 12,83 кАОграничитель перенапряжений Uн =0,4 кВ U кл = 0.5 кВ Iразр=6 кА Iп =150А ОПН-КР/ TEL-0.38/0,5 Отходящие линииPП-1 (В5) А3740Б Uн=380В Iн =250 А Iэм.р = 2500 А Iоткл = 75 кАUр=380В Iр =175 А Iк = 7290 А Iу = 10.62 кАPП-2 (В6) А3740Б Uн=380В Iн =250 А Iэм.р = 2500 А Iоткл = 75 кАUр=380В Iр =175 А Iк = 7290 А Iу = 10.62 кАPП-3 (В7) А3740Б Uv=380В Iн =250 А Iэм.р = 2500 А Iоткл = 75 кАUр=380В Iр =175 А Iк = 7290 А Iу = 10.62 кАЭлектросчетчик А, Р ЕА10RL- -P1B40-5 A, 400 BЩО-1,ЩО-2, ЩО-3, ЩАО-1 (В8,В9,В10,В11) АЕ2026Uv=380В Iн =16А Iэм.р = 192 АUр=380В Iр =0.96 - 13,5 А Трансформатор тока Т 0,66 У3Uн = 660 В U кл = 12 кВ Iн1=800А,Iн2=5А, К=160 Кл 0.5Амперметр ВольтметрШкала 0-800А Шкала 0-500ВIp=565 A Up=380 B
Выбранное оборудование в РУ-0,4 кВ подстанции комплектуется в панелях распределительных щитов типа ЩО70-3УЗ
1.7 Выбор шин и изоляторов
В РУ-0,4 кВ выбираем алюминиевые шины с размером полосы 50 х 5 мм, сечением 250 2 мм, с Iдоп = 665 А. Полоса установлена на ребро, расстояние между опорными изоляторами (пролёт) принимаем 1 = 1000 мм, расстояние между фазами а = 350 мм. Установка шин на изоляторы представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Расположение полос на изоляторах.
Проверяем шины на динамическую устойчивость к действию токов КЗ.
Усилие, действующее между фазами при трёхфазном КЗ
Fpасч (1 76 Iуд 1/а) х 0/1 = (1,76 х 1 2,83 х 1/0,35) х 0/1 = 83 Н.
Механическое напряжение в шинах
? расч = F 1/ 10W = 83 х 1 / 10 х 0,21 = 39,5 МПа, где
W = b h/6 = 0,5 х 5 / 6 = 0,21 см - момент сопротивления шин.
Выбранные шины сечением 50 х 5 см удовлетворяют условию динамической устойчивости, т. к. ? расч = 39,5 МПа < ? доп 80 МПа.
Проверяем шины на термическую устойчивость при протекании по ним тока К3. Для этого определим минимальное сечение алюминиевых шин, при котором будет выдержан ток КЗ, равный 7,56 кА в течение 1 сек.
sмин= 1кvtпрС = 7560 х v1/88 = 85,9 мм, где
С = 88 - коэффициент для алюминиевых шин.
Выбранные шины условию термической устойчивости удовлетворяют, т. к. sмин = 85,9 мм < sш=250мм2
Изоляторы выбираются на номинальные напряжение и ток, и проверяются на механическую нагрузку при К3 с условием, что полученное значение Fрасч не должно превышать 60% от разрушающей нагрузки для данного типа изолятора.
Принимаем к установке опорные изоляторы типа И0-0,66-375-2УЗ с параметрами Uн = 0,66 кВ, Fpaзр = 3750 Н.
В этом случае 0,6 Fpaзр > Fpac2250 > 83 Н, т.е. условие