Проектирование цеховой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ промышленного назначения
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
удовлетворяется.
1.8 Выбор питающих и распределительных линий
Выбор питающей кабельной линии производится по экономической плотности тока в нормальном режиме, по длительно допустимому току нагрузки в аварийном режиме (при повреждении одного из кабелей), с последующей проверкой на термическую устойчивость токам КЗ и на падение напряжения.
Принимаем к прокладке по эстакаде кабель с алюминиевыми жилами марки АСБГ.
Определим сечение кабеля по экономической плотности тока при Тм = 4100 час [9]
Sэк= Iм/2jэк= 24/2 1,4 = 8,6 мм2,
гдe Iм - максимальный расчётный ток при напряжении 10 кВ,эк экономическая плотность тока [9].
Принимаем кабель марки АСБГ-10-Зх25 с Iдоп = 65 А.
Условию нагрева длительным током кабель данного сечения удовлетворяет, т.к,
доп= 65 А > Iм =24 А.
Проверим выбранный кабель на термическую устойчивость тока К3 по минимальнодопустимому сечению
min = Ik(tпр/С)1/2 = 3900 х (0,22/85) 1/2 = 22 мм2, где
С = 85 - коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами [1].
Данному условию выбранный кабель также удовлетворяет, т.к. 25 мм2 > 22 мм2.
Проверим выбранный кабель на потерю напряжения при номинальной нагрузке. Согласно [9] для силовых сетей отклонение напряжения от номинального составляет не более 5,0 %. Определим потерю напряжения
?U = ( 31/2 Ip L / Uн) х (Ro cos (?) + Хо sin (?) х 100 =
(31/2 х 12 х 1,1 / 10000) х (1,24 х 0,93 + 0,099 х 0,37) х 100 = 0,27 %,
Где Ко, Хо - активное и индуктивное сопротивление 1 км кабеля, Ом/км.
Потеря напряжения находится в норме, т.к. 0,27 % < 5%.
Т.о. окончательно выбираем для устройства питающей линии кабель
АСБГ-10-3*25мм2
Распределительные силовые линии напряжением 0,4 кВ устраиваем распределительным шинопроводом и кабелем с алюминиевыми жилами марки АВВГ, с выбором их сечений ввиду небольшой протяжённости по длительно-допустимому току с проверкой на соответствие аппарату защиты и на термическую устойчивость тока КЗ. Выбранные кабели сведены в таблицу 6. Минимально-допустимомое сечение кабелей на термическую устойчивость тока КЗ:
min = Iк(tпр/С)1/2 = 7290 х (0,065/75)1/2 = 75 мм2.
Таблица 6 - Распределительные линии 0,4 кВ
ЛинияРасчетный ток Ip AТок расцепителяКоэффициенты защиты KзТок защиты IзМарка и сеченикТок допустимыйРП12362501250АВВГ -1 4*75350РП21341501150АВВГ -1 4*50200РП31351501150АВВГ -1 4*50200ЩО-113.616116ВВГ нг 5*2.530ЩО-21825125ВВГ нг 5*2.530ЩАО-1616116ВВГ нг 5*2.530
В качестве осветительной проводки применим провод с медными жилами марки ВВГ. Выбранные осветительные проводники также сведены в таблицу 6.
1.9 Расчёт заземляющего устройства
Заземляющее устройство необходимо для присоединения к нему всех проводящих частей электрооборудования, в нормальном режиме не находящихся под напряжением, с целью защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Поскольку электроустановки напряжением до и выше 1000 В территориально размещены в одном здании участка, то выполняем общее защитное заземление.
Основой для расчёта заземляющего устройства являются: удельное сопротивление грунта в районе подстанции и сопротивление заземляющего устройства которое зависит от рабочего напряжения электроустановки и режима её нейтрали.
В строительном отношении подстанция является встроенной в здание КПУ, поэтому заземлители в виде вертикальных прутковых электродов расположим вдоль стены здания. Грунт в месте сооружения подстанции - глина с удельным сопротивлением ргр = 40 Ом*м [1]. Расчётное сопротивление грунта с учётом коэффициента повышения сопротивления
р = ргр*? = 40 1,36 = 54,4 Ом*м = 0,544 *104 Ом см.
Сопротивление заземляющего устройства для сети 10 кВ с изолированной нейтралью при общем заземлении определяется [14]
з10 = Uз/Iз = 50/1,1 = 45,45 Ом,
где Uз - напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; Iз - полный ток замыкания на землю, определяемый как:
з = Uн(35Lк+ Lв)/350 = 10(35 1,1+ 0)/350 = 1,1 А,
где Lк и Lв - длины электрически связанных кабельных и воздушных линий, км.
Согласно [14] сопротивление заземляющего электроустановок напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью не должно превышать 10 Ом, поэтому принимаем Rз10 = 10 Ом.
Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 кВ с глухозаземлённой нейтралью в соответствии с [14] должно быть не более 4 Ом.
Соответственно принимаем наименьшее сопротивление заземляющего устройства при общем заземлении Rз <4 Ом.
Естественным заземлителем является фундамент здания, измеренное сопротивление которого составляет Re = 9,7 Ом. Т.к. значение сопротивления естественного заземлителя, равное 9,7 Ом, больше допустимого по нормам, следует применить дополнительные искусственные заземлители, сопротивление которых
= Rе*Rз/(Rе-Rз) = 9,7 4/(9,7-4) = 6,81 Ом.
Для искусственных заземлителей принимаем прутковые электроды диаметром d=12 мм и длиной 1=5 м. Сопротивление одиночного электрода с учётом сопротивления грунта [1]
пр = 0,00227 р = 0,00227.0,544 104 = 12,35 Ом.
Определяем число заземлителей
= Rпр/(?Rи) = 12,35/(0,68 6,81) = 2,67 = 3 шт.,
где ? = 0,68 - коэффициент экранирования трубчатых заземлителей.
Принимаем число заземлителей равное 3. Тогда сопротивление растеканию искусственных заземлителей составит:
Rи = Rпр/?n = 12,35/0,68 3 = 6,05 Ом,