1.8 Конструкція і вибір електромережі живлення.

Згідно правил улаштування електричних установок переріз кабелів вибирається по: нагріву, економічній густині струму та перевіряється по втраті напруги.

Вибір перерізу кабелів напругою вище 1 КВ здійснюється по економічній густині струму:

S_ек = , де

І_р – розрахунковий струм установки (підстанції);

І_р = , де

S_р – розрахункова потужність підстанції, кВА; S_р = 630 кВА

U_н – напруга високої сторони трансформатора: U_н = 10 кВ

І_р = = 36,4 А

j_ек – економічна густина струму; для кабелів з алюмінієвими жилами, згідно

[1] ст.39, j_ек = 1,4 А/мм², тоді:

S_ек = = 26 мм²

По [1] табл. 1.3.16 приймаємо стандартний переріз кабелю 35 мм², тривало-допустимий струм якого складає І_доп = 115 А

Перевіряємо вибраний кабель по нагріву згідно умови:

І_доп І_р ; І_доп = 115 А І_р = 36,4 А – умова виконується.

Попередньо для вводу приймаємо кабель ААБ-10-3×35

Перевіряємо кабель на термічну стійкість:

- визначаємо тепловий імпульс КЗ:

В_к = І²_п.о. (t_відкл + Т_а) , де

І_п.о. – зверхперехідний струм КЗ в точці К-1; І_п.о. = 18 кА (табл. 1.7.1)

t_відкл – час протікання струму КЗ

t_відкл = t_з + t_о.в. , де

t_з – час спрацювання максимального струмового захисту; t_з = 0,5 1с; прий-

маємо t_з = 1с

t_о.в. – час відключення масляного вимикача; t_о.в. = 0,11с

Т_а – постійна часу затухання аперіодичної складової струму КЗ, для мережі

10 кВ Т_а = 0,01с, отже:

В_к = 18² [(1 + 0,11) + 0,01] = 363 кА² с

- визначаємо мінімально допустимий переріз кабелю по умові нагріву струмом

КЗ:

S_min = S_ек , де

С – термічний коефіцієнт; для кабелів з алюмінієвими жилами з паперовою ізо-

ляцією на 10 кВ С = 94 А с^1/2/мм² ([4] додаток “Т”), тоді:

S_min = 10³ = 203 мм²

По [1] табл. 1.3.16 вибираємо стандартний переріз кабелю, що складає

240 мм²:

S_min.ст = 240 мм² S_ек.ст. = 35 мм²

Остаточно приймаємо кабель марки ААБ-10-3×240.

1.9 Конструкція та вибір розподільчої електромережі з врахуванням захисту.

Електричні мережі призначені для передачі та розподілу електроенергії до цехових споживачів промислових підприємств. Розподільча електромережа 0,4 кВ складається із розподільчих пунктів та шинопроводів, кабельних ліній, прокладених від цехової ТП до РП і ШП, та проводів, що з'єднують розподільчі пункти і шинопроводи із споживачами. Прокладка силових кабелів до РП і ШП здійснюється в кабельних каналах, а проводів, від РП і ШП до споживачів – в сталевих трубах в підлозі.

Метою даного розрахунку є визначення перерізу кабелів і проводів та вибір

апаратів для їх захисту і захисту електрообладнання.

Розраховуємо переріз кабелю, прокладеного від підстанції до ШП-1:

Визначаємо розрахунковий струм:

І_р = , де

S_р – повна сумарна розрахункова потужність споживачів, що живляться від

ШП-1 (таблиця 1.4.1), кВА; S_р = 15 кВА

U_н – номінальна напруга споживачів, кВ; U_н = 0,4 кВ, отже:

І_р = = 22 А

Вибираємо автоматичний вимикач серії ВА-04 по [11] виходячи з умов:

U_н.а U_н.м – U_н.а = 380 В = U_н.м = 380 В

І_н.а І_р – І_н.а = 100 А І_р = 22 А

І_н.р 1,25І_р – 1,25І_р = 1,25 22 = 27,5 А; І_н.р = 31,5 А 1,25І_р = 27,5 А

умови вибору виконуються

Остаточно, вибираємо вимикач типу ВА-04-36.

По розрахунковому струму визначаємо переріз кабелю, [1] таблиця 1.3.7, виходячи з умови термічної стійкості:

І_р І_доп К , де

К – поправочний коефіцієнт, для чотирьохжильних кабелів К = 0,92 [1] ст.22

І_доп – тривало-допустимий струм навантаження, А; І_доп = 38 А для кабелю з

перерізом S_ст = 4 мм², отже:

І_р = 22 А І_доп К = 38 0,92 = 34,96 А

умова виконується

Приймаємо кабель марки: АВВГ1 – 4 4.

Вибраний вимикач необхідно перевірити на відповідність струмовідним частинам:

І_доп І_н.р

І_доп = 38 А І_н.р = 31,5 А – умова виконується.

Розрахунки для інших ШП і РП аналогічні, результати заносимо в таблицю 1.9.1

Таблиця 1.9.1

звідки	куди	Ір , А	Ін.а , А	Ін.р , А	Тип АВ	Тип і переріз кабелю	Ідоп , А	l , м	U , %
ТП ТП ТП ТП ТП ТП ТП ТП	ШП-1 ШП-2 РП-1 РП-2 РП-3 РП-4 РП-5 РП-6	22 50 9 23 25 29 16 14	100 100 20 100 100 100 20 20	31,5 63 12,5 31,5 31,5 40 20 20	ВА-04-36 ВА-04-36 ВА-04-36 ВА-04-36 ВА-04-36 ВА-04-36 ВА-04-36 ВА-04-36	АВВГ1 – 4 4 АВВГ1 – 4 10 АВВГ1 – 4 2,5 АВВГ1 – 4 4 АВВГ1 – 4 4 АВВГ1 – 4 10 АВВГ1 – 4 2,5 АВВГ1 – 4 2,5	38 70 29 38 38 70 29 29	53 60 17 40 50 30 45 55	2,3 2,4 - 2,0 1,9 - 1,8 2,2

Внутрішньо-цехова мережа, напругою до 1 кВ, повинна бути перевірена на втрату напруги, при умові, що її довжина перевищує 30м. Для конкретного випадку, на втрату напруги необхідно перевірити кабелі, що живлять ШП; РП-2; РП-3; РП-5; РП-6, оскільки, їх довжина більша за 30 м.

U = (R cos + x sin ) U_доп , де

U_доп – допустима втрата напруги; приймається рівною U_доп = 5%

R – активний опір ділянки мережі, Ом

R = , де

l – довжина ділянки, м; (табл.1.9.1) l = 53 м

– питома провідність алюмінію; = 32 См м/мм²

S – стандартний переріз кабелю, мм²; (табл.1.9.1) S = 4 мм², отже:

R = = 0,4141 Ом

х – реактивний опір ділянки мережі, Ом

х = х₀ l, де

х₀ – індуктивний опір 1 км кабелю (для кабельних ліній х₀ = 0,08 Ом/км, тоді

х = 0,08 0,053 = 0,00424 Ом/км

cos – коефіцієнт потужності ділянки мережі (таблиця 1.4.1); cos = 0,55, тоді

sin = 0,84, отже:

U = (0,4141 0,55 + 0,00424 0,84) = 2,3 % U_доп = 5 %

умова виконується.

Подальші розрахунки аналогічні, результати заносимо в таблицю 1.9.1

По [8] таблиця 30.11 вибираємо розподільчий пункт серії ПР21.

По [6] таблиця 2.1 вибираємо шинопроводи типу ШРА-4 з розміром шин 50 5 мм, на номінальний струм І_н = 400 А, номінальну напругу 380/220 В, з електродинамічною стійкістю на 25 кА.

Від розподільчих пунктів і шинопроводів до споживачів електроенергії прокладаються проводи марки АПВ в захисних сталевих трубах.

Розрахунок ведемо для ШП-1:

Визначаємо розрахунковий струм для одного споживача:

І_р = , де

Р_н – номінальна потужність одного споживача, кВт; (таблиця 1.4.1) Р_н = 1,5 кВт

cos – коефіцієнт потужності; (таблиця 1.4.1) cos = 0,65, отже:

І_р = = 3,3 А

По [11] ст. 18 вибираємо автоматичний вимикач серії УкрЕМ ВА-2004 та перевіряємо його по умовах:

U_н.а U_н.м – U_н.а = 380 В = U_н.м = 380 В

І_н.а І_р – І_н.а = 5 А І_р = 3,3 А

І_н.р 1,25І_р – 1,25І_р = 1,25 3,3 = 4,125 А; І_н.р = 5 А 1,25І_р = 4,125 А

умови виконується.

Остаточно вибираємо вимикач типу ВА-2004/30.

По [1] таблиця 1.3.5 вибираємо стандартний переріз проводу, що складає

S_ст = 2,5 мм² з тривало-допустимим струмом І_доп = 19 А.

Записуємо марку проводу: АПВ – 4(1 2,5).

Вибраний вимикач необхідно перевірити на відповідність струмовідним частинам:

І_доп І_н.р.

І_доп = 19 А І_н.р. = 5 А

умова виконується.

Подальші розрахунки аналогічні, дані заносимо в таблицю 1.9.2.

Таблиця 1.9.2

Номер ШП; РП	Тип ШП	Автоматичні вимикачі
		лінійні змінного струму
		ВА-2004/30; ВА-2004/50; ВА-2004/100				кількість шаф
		Ін.а. , А	Ін.р., А	кількість
ШП-1	ШРА-4	5 ÷ 30	5 ÷ 25	17	-
ШП-2	ШРА-4	10 ÷ 75	8 ÷ 63	25	-
РП-1	ПР21.7.2.17	3 ÷ 20	1,6 ÷ 20	4	1
РП-2	ПР21.7.2.10	3 ÷ 75	2 ÷ 63	10	1
РП-3	ПР21.7.2.10	10 ÷ 75	6,3 ÷ 63	11	1
РП-4	ПР21.7.2.16	5; 40	4; 40	6	1
РП-5	ПР21.7.2.20	5; 40	5; 31,5	8	1
РП-6	ПР21.7.2.20	10; 20	6,3; 20	8	1