5. Выбор числа и мощности трансформаторов.

5.1 Выбор трансформаторов на цеховой подстанции.

Номинальная мощность трансформаторов цеха по производству липкой ленты:

, (5.1)

где Sp – расчётная мощность цеха.

m – коэффициент загрузки трансформаторов.

n – количество трансформаторов.

cos - коэффициент мощности цеха.

На цеховую подстанцию выбираем трансформаторы ТМ630-10/0,4 и проверяем их на последовательный режим, с учётом того, что два трансформатора резервируют друг друга и нагрузка распределена на них равномерно:

S_тр >S_p (5.2)

5.2 Данные трансформаторов.

Таблица 5.1 Данные трансформаторов.

Тип трансформатора	Uвн, кВ	Uнн, кВ	Uк, %Uн	Ixx, %Iн	∆Pxx, кВт	∆Pкз, кВт	К-во
ТМ 630	10	0,4	5,5	1,8	1,42	7,6	2

6. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования и проверка его на действие токов короткого замыкания.

Перед расчетом токов короткого замыкания составим расчетную схему. По расчетной схеме составим схему замещения.

Рис. 6.1 Принципиальная схема и схема замещения.

6.1 Расчет сопротивления в относительных единицах.

Реактивное сопротивление энергосистемы:

, (6.1)

где S_ - базисная мощность (за базисную мощность принимаем S_=100кВА).

I_откл – номинальный ток отключения выключателя, кА

U_ср – номинальное напряжение, кВ

Реактивное сопротивление кабельной линии в относительных единицах:

, (6.2)

где x₀ – удельное сопротивление одного километра кабеля, 0м/км.

l – протяжённость линии, км

Результирующее сопротивление в точке короткого замыкания к1. Активное сопротивление кабеля не учитывается в следствии малой протяжённости:

(6.3)

Величина базисного тока:

(6.4)

Ток короткого замыкания в точке к1:

(6.5)

Ударный ток будет равен:

(6.6)

где к_у – ударный коэффициент.

Для расчёта тока короткого замыкания на стороне низшего напряжения в точке к2 расчёт ведётся в миллиомах (мОм).

Сопротивление системы:

, (6.7)

где U_{н нач} – низшее напряжение ступени.

S_откл – начальная мощность отключения.

Сопротивление трансформатора в относительных единицах.

, (6.8)

где ∆P_м – потери мощности при коротком замыкании, кВт

S_ном.т – номинальная мощность трансформатора, кВА

Реактивное сопротивление трансформатора:

, (6.9)

где Uк – напряжение к.з. трансформатора.

Активное сопротивление трансформатора, приведённой к напряжению низшей ступени 0,4 кВ:

(6.10)

Индуктивное сопротивление трансформатора, приведённой к напряжению низшей ступени 0,4 кВ:

, (6.11)

где U_н.ном- напряжение низшей ступени трансформатора, кВт

S_ном.m- номинальная мощность трансформатора, Ква.

Активные и индуктивные сопротивления кабеля при l=0,2км и удельных индуктивных сопротивлениях кабельной линии x₀=0,179 Ом/км и r₀=0,06 Ом/км

(6.12)

(6.13)

Переходные сопротивления контактов автомата принимаем равным r_пер1=0,08мОм, переходное сопротивление в местах присоединения шин и в местах их подведения в точке короткого замыкания принимаем равным

r_пер2=15мОм.

Суммарное активное сопротивление:

, (6.14)

где r_m - активное сопротивление трансформатора приведенное к

низшей ступени, мОм;

r_пер1 - переходное сопротивление контактов автомата, мОм

r_пер2 - переходное сопротивление в точке короткого замыкания, мОм

Суммарное реактивное сопротивление системы:

, (6.15)

где х_с - сопротивление системы

х_m – сопротивление трансформатора приведенное низшей ступени

х_пер1 - переходное сопротивление контактов автомата, мОм

Ток короткого замыкания в точке к2:

, (6.16)

где U_н –низшее напряжение ступени, В

Ударный ток:

, (6.17)

где к_у – ударный коэффициент;

I_кз.2 – ток короткого замыкания в точке К2, кА

Расчётный ток, приведенный к низшей ступени напряжения 0,4 кВ:

, (6.18)

где S_р – полная суммарная расчетная мощность цеха по производству липкой ленты;

U_н –низшее напряжение ступени, кВ;

сos  - коэффициент мощности энергосистемы

Выбираем шинопроводы на подстанции для 0,4кВ по условию:

I_доп ≥ I_расч,

где I_расч – расчетный ток цеха;

Выбираем алюминиевые шины размером 60х6, с допустимым током I_доп=870 А, сечение S =360 мм².

870А>822,5A - условие выполняется.

Шины устанавливаем на изоляторах плашмя.

Проверяем выбранные шины на напряжение при изгибе. Момент сопротивления шин при установке их плашмя:

, (6.19)

где b – ширина шинопровода;

h – высота шинопровода;

Расчётное напряжение в металле шин:

, (6.20)

где i_у² – ударный ток в точке К2, кА

l – расстояние между опорными изоляторами, см

a – расстояние между осями шин смежных фаз, см

W – момент сопротивления шин, см²

Проверяем по условию:

, (6.21)

где _доп – допустимое напряжение в металле шин, мПА

Условие выполняется, значит шинопровод выбран верно.

Выбираем изоляторы на стороне низшего напряжения. Найдем расчетную механическую нагрузку на изоляторы:

, (6.22)

Где l –растояние между опорными изоляторами, см

а – расстояние между осями шин смежных фаз,см

i_уд² – ударный ток в точке К2, кА

Расчётная механическая нагрузка на изоляторы не должна превышать 60% от допускаемой разрушающей нагрузки. Проверяем выполнение условия:

(6.23)

где F_доп – допустимая разрушающая нагрузка, кН

Условие выполняется, значит выбираем опорные изоляторы на стороне низшего напряжения ОФ -6-375УЗ, F_доп =3,75 кH.

Проверка шин и кабеля на термическую стойкость по минимальному сечению:

, (6.24)

где I_кз – ток короткого замыкания, кА

t_пр – продолжительность короткого замыкания, с

с – коэффициент разности выделяемой теплоты.

Сравниваем сечение проводников:

, (6.25)

где S – действительное сечение проводника, мм²

Условие выполняется, следовательно, кабель и шины выбраны верно.

Выбираем автоматический выключатель, найдем расчетный ток,

приведенный к низшей ступени 0,4 кВ:

Где ∑S_P –полная суммарная расчетная мощность цеха, кВА

U_н- низшее напряжение ступени, кВ

Выбираем автоматический выключатель по условию:

Пользуясь технической документацией выбираем автоматический выключатель марки АВМ -10 с номинальным напряжением

U_н=400В, с номинальным током выключателя I_{н вык}=1000А.

Проверяем автоматический выключатель по току срабатывания:

(6.26)

Условие выполняется, значит, выключатель выбран верно.

Проверяем автоматический выключатель по номинальному напряжению .

, (6.27)

где U_н.выкл – номинальное напряжение выключателя,В

U_н.сети – номинальное напряжение сети,В

Условие выполняется, значит, автоматический выключатель выбран верно.