авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

Г.М. Авсеев А.Ф. Алексеенко

И.Л. Гармаш

СБОРНИК ЗАДАЧ

ПО ГОРНОЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Допущено Министерством угольной

промышленности СССР в качестве учебника

для учащихся горных техникумов

МОСКВА "НЕДРА" 1988

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................................................................................... 5 1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ РУДНИКОВ И ШАХТ............................................................................................................ 7 1.1. Расчет токов короткого замыкания в сетях выше 1000 В......................................................................................... 7 1.1.1. Типовые задачи с решениями............................................................................................................................ 1.1.2. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................. 1.2. Расчет воздушных и кабельных электрических сетей............................................................................................. 1.2.1. Типовые задачи с решениями............................................................................................................................ 1.2.2. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................. 1.3. Расчет и выбор элементов электрооборудования поверхностных подстанций и комплектных распредустройств......................................................................................................................................................................................... 1.3.1. Шины................................................................................................................................................................. 1.3.2. Изоляторы.......................................................................................................................................................... 1.3.3. Высоковольтные предохранители..................................................................................................................... 1.3.4. Разъединители.................................................................................................................................................... 1.3.5. Выключатели нагрузки...................................................................................................................................... 1.3.6. Короткозамыкатели........................................................................................................................................... 1.3.7. Отделители......................................................................................................................................................... 1.3.8. Разрядники......................................................................................................................................................... 1.3.9. Измерительные трансформаторы тока.............................................................................................................. 1.3.10. Трансформаторы напряжения.......................................................................................................................... 1.3.11. Силовые выключатели..................................................................................................................................... 1.3.12. Типовые задачи с решениями.......................................................................................................................... 1.3.13. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................ 2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ....................................................................... 2.1. Определение электрических нагрузок и выбор мощности участковой подземной подстанции............................. 2.1.1. Типовые задачи с решениями............................................................................................................................ 2.1.2. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................. 2.2. Определение расчетных нагрузок и выбор участковых подземных подстанций при напряжении 1140 в............. 2.2.1. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................. 2.3. Расчет токов короткого замыкания.......................................................................................................................... 2.3.1. Цель расчетов токов короткого замыкания....................................................................................................... 2.3.2. Способы расчета токов короткого замыкания в шахтных сетях напряжением до 1000 В............................... 2.3.2.1. Расчет токов короткого замыкания методом приведения параметров сети к базисным условиям............... 2.3.2.3. Метод приведенных длин при учете влияния снижения напряжения в высоковольтной сети..................... 2.3.2.5. Аналитический метод с учетом влияния снижения напряжения в высоковольтной сети при коротком замыкании.................................................................................................................................................................... 2.3.2.6. Особенности расчета токов короткого замыкания в шахтных сетях напряжением 1140 В.......................... 2.3.3. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................. 2.4. Расчет кабельной сети участка................................................................................................................................. 2.4.1. Расчет и выбор высоковольтного кабеля........................................................................................................... 2.4.2. Расчет и выбор кабелей сети низшего напряжения........................................................................................... 2.4.3. Задачи для самостоятельного решения............................................................................................................. 2.4.4. Особенности расчета кабельной сети участка напряжением 1140В................................................................. 2.4.5. Задачи для самостоятельного решения........................................................................................................... 2.5. Выбор низковольтной аппаратуры, уставок реле максимальной токовой защиты и плавких вставок предохранителей........................................................................................................................................................... 2.5.1. Выбор автоматических выключателей............................................................................................................ 2.5.2. Выбор пускателей............................................................................................................................................ 2.5.3. Выбор и проверка уставок срабатывания максимальной токовой защиты в подземных сетях напряжением до 1140 В с присоединенными электродвигателями..................................................................................................... 2.5.4. Выбор и проверка плавких вставок предохранителей.................................................................................... 2.5.5. Замечания по комплектованию низковольтных распределительных пунктов напряжением до 1140 В........ 2.5.6. Выбор и проверка уставок тока максимальной защиты высоковольтных ячеек, питающих передвижную подстанцию................................................................................................................................................................ 2.5.7. Типовые задачи с решениями.......................................................................................................................... 2.5.8. Задачи для самостоятельного решения........................................................................................................... 3. Расчет освещения.......................................................................................................................................................... 3.1. Основные светотехнические величины.................................................................................................................. 3.2. Расчет освещения точечным методом.................................................................................................................... 3.3. Расчет освещения методом светового потока........................................................................................................ 3.4. Расчет освещения методом удельной мощности................................................................................................... 3.5. Расчет освещения прожекторами........................................................................................................................... 3.6. Расчет освещения ксеноновыми лампами.............................................................................................................. 3.7. Типовые задачи с решениями................................................................................................................................. 3.8. Задачи для самостоятельного решения.................................................................................................................. 4. Технико-экономические показатели электроснабжения горных предприятий........................................................... 4.1.

Компенсация реактивной мощности...................................................................................................................... 4.2. Определение стоимости электроэнергии............................................................................................................... 4.3. Электровооруженность труда................................................................................................................................ 4.4. Удельные нормы электропотребления................................................................................................................... 4.5. Типовые задачи с решениями................................................................................................................................. 4.6. Задачи для самостоятельного решения.................................................................................................................. ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ.................................................................................................................................................... СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................................................................. Приложения...................................................................................................................................................................... Технические данные одинарных бетонных реакторов............................................................................................. Длительно допустимые токовые нагрузки на провода вне помещений................................................................... Длительно допустимые токовые нагрузки на кабели с алюминиевыми и медными жилами.................................. Шины алюминиевые окрашенные прямоугольного сечения................................................................................... Технические данные выключателей нагрузки.......................................................................................................... Технические данные токоограничивающих предохранителей................................................................................. Технические данные масляных выключателей......................................................................................................... Трехполюсные разъединители внутренней установки............................................................................................. Технические данные трубчатых разрядников........................................................................................................... Технические данные трансформаторов тока для внутренней установки................................................................. Технические данные трансформаторов напряжения................................................................................................ Технические данные предохранителей ПР-2............................................................................................................ Технические данные комплектных распределительных устройств 6—10 кВ внутренней установки.................... Технические данные комплектного распредустройства типа ЯКНО....................................................................... Коэффициенты спроса и мощности основных электропотребителей горных предприятий................................... Коэффициенты участия в максимуме нагрузки по отдельным группам электроприемников шахт........................ Технические данные шахтных передвижных трансформаторных подстанций....................................................... Сопротивления рудничных трансформаторных подстанций................................................................................... Технические данные разделительных трансформаторов, передвижных подстанций, пусковых и осветительных агрегатов на 1140 В................................................................................................................................................... Сопротивление (Ом/км) трехжильных бронированных и шахтных кабелей с медными жилами........................... Сопротивление (Ом/км) шахтных кабелей............................................................................................................... Параметры и электрические характеристики кабелей на 6000 и 1140 В.................................................................. Ориентировочные переходные сопротивления (Ом-10-3 ) контактов отключающих аппаратов............................. Ударные коэффициенты Ку в сети 1140 В при питании от подстанции ТСВП-630/6-1,2........................................ Допустимая температура (°С) нагрева шахтных кабелей......................................................................................... Поправочные коэффициенты на температуру воздуха для токовых нагрузок на кабели (расчетная температура среды 25 °С)............................................................................................................................................................... Предельно допустимые токи к.з. (кА) для кабелей с медными жилами при = 1, t0 = 25°С.................................. Поправочный коэффициент kз, учитывающий загрузку кабеля до момента к.з. и температуру окружающей среды................................................................................................................................................................................... Кабели с медными жилами и бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, прокладываемые на воздухе (температура окружающего воздуха +25 °С)............................................................................................................ Технические и конструктивные данные шахтных кабелей...................................................................................... Длительно допустимые токовые нагрузки (А) на шланговые гибкие кабели с резиновой изоляцией при температуре окружающего воздуха +25°С............................................................................................................... Технические данные электродвигателей на 1140 В.................................................................................................. Предельно допустимые токи к.з. при отключении их каскадной схемой................................................................ Сопротивление комбайновых электродвигателей в пусковом режиме.................................................................... Фактические пусковые токи комбайновых электродвигателей на напряжение 660 В при питании их от трансформаторных подстанций ТСШВП................................................................................................................. Токи срабатывания защиты УМЗ (А), соответствующие условным единицам на шкале блока............................. Токи срабатывания защиты ПМЗ (А), соответствующие условным единицам на шкале блока............................. Токи уставок защит УМЗ и ПМЗ (А) для аппаратов на напряжение 1140 В........................................................... Технические данные выключателей АФВ................................................................................................................ Технические данные магнитных взрывобезопасных пускателей............................................................................. Номинальные значения плавких вставок, применяемых в шахтных коммутационных аппаратах......................... Номинальные токи плавких вставок и соответствующие им наименьшие допустимые токи двухфазного к.з., наименьшие допустимые сечения кабелей и наибольшие длительно допустимые токи нагрузки......................... Технические данные рудничных автоматических выключателей серии АВ........................................................... Основные технические данные КРУ типа КРУВ-6................................................................................................... Технические данные аппаратуры на 1140 В............................................................................................................. Технические данные магнитной станции СУВ-350.................................................................................................. Технические данные магнитной станции СУВ-1140................................................................................................ Светотехнические характеристики рудничных светильников................................................................................. Нормативные коэффициенты запаса Кз, учитывающие снижение освещенности в процессе эксплуатации.......... Технические данные рудничных световых приборов............................................................................................... Размещение светильников в подземных выработках............................................................................................... Нормы освещенности подземных выработок........................................................................................................... Коэффициент С для осветительных линий, выполненных кабелем с медными жилами......................................... Коэффициенты использования осветительных установок Кисп с рудничными светильниками............................ Удельная мощность, Вт/м......................................................................................................................................... Технические данные прожекторов............................................................................................................................ Технические данные трансформаторов типа ТСШ................................................................................................... Технические данные осветительных аппаратов....................................................................................................... Технические данные пусковых агрегатов................................................................................................................. Нормы освещения открытых площадок.................................................................................................................... Технические данные приборов для наружного освещения...................................................................................... Конденсаторные установки шахтных электроподстанций....................................................................................... Двухставочные тарифы на электрическую энергию, отпускаемую промышленным и приравненным к ним потребителям с присоединенной мощностью 750 кВ·А и выше (группа I)............................................................. ВВЕДЕНИЕ Обеспечение надежности развития всего народного хозяйства требует дальнейшего укреп ления топливно-энергетического комплекса. В соответствии с Энергетической программой СССР будут осуществлены крупные сдвиги в структуре топливно-энергетического баланса, угольная промышленность в котором занимает одно из ведущих мест.

Основной вид энергии на угольных предприятиях — электрическая.

В связи с этим одна из актуальнейших задач, стоящих перед отраслью, — экономное рас ходование энергоресурсов и энергии и соответственно регулирование режимов электропотребле ния. С другой стороны, первостепенное значение приобретают вопросы надежности и безопасно сти электроснабжения шахтных потребителей.

Поэтому процесс развития горной электротехники связан как с увеличением мощности электропривода машин, так и с одновременным улучшением условий их электроснабжения для обеспечения эффективного использования этой мощности.

Специфика электроснабжения подземных машин и комплексов определяется следующими факторами: ростом глубины горных работ и в связи с этим ухудшением горно-геологических ус ловий и все большим удалением источника питания от центров электрических нагрузок;

удлине нием транспортных путей;

наметившимся переводом на электроэнергию потребителей пневмо энергии;

применением кондиционирования шахтного воздуха;

тенденцией к росту единичных мощностей подземных и поверхностных установок;

действующим значением мощности короткого замыкания на шинах высшего напряжения подземной подстанции;

соизмеримостью мощности главных двигателей добычных машин с мощностью участковой трансформаторной подстанции, от которой они питаются.

Все это ведет к увеличению сопротивления шахтной сети и к ухудшению условий электро снабжения электродвигателя, особенно с увеличением его мощности.

Указанные факторы, главные из которых — ограниченная мощность короткого замыкания на шинах центральной подземной подстанции (ЦПП), значительное сопротивление низко- и высо ковольтной распределительных сетей из-за их большой протяженности и применение асинхрон ных короткозамкнутых электродвигателей — при частых пусках и перегрузках (что обусловлено самой технологией и организацией работ) забойных электродвигателей являются основными при чинами колебания напряжения в участковых электрических сетях. Отклонения напряжения на шинах подземных распредпунктов (при U = 660 В) могут находиться в пределах от - 12,5 до +13, %, а на шинах распредпунктов напряжением 1140 В - от - 13,2 до +10,5 %. Даже в нормальном ре жиме напряжение на зажимах двигателей горных машин составляет иногда не более 88-89 % но минального.

Поэтому добиться повышения производительности горных машин можно только в том слу чае, если одновременно с увеличением паспортной мощности устанавливаемых на них двигателей будут приняты меры по устранению вредного влияния потерь напряжения в шахтной сети.

В связи с этим можно назвать следующие способы снижения влияния шахтной сети на ре альную электровооруженность горных машин: увеличение сечения питающих линий;

глубокий ввод высокого напряжения, сокращение шага передвижки трансформаторной подстанции;

улуч шение параметров питающих трансформаторов;

применение минусовых отпаек на трансформато рах;

применение трансформаторных подстанций с автоматическим регулированием напряжений;

раздельный пуск двигателей многодвигательного привода;

применение электроприводов с ограни чением пусковых токов;

перевод машин на электроснабжение повышенным напряжением.

Перечисленные способы не исключают друг друга, но по своим возможностям они нерав ноценны. Поэтому в качестве основных направлений существенного улучшения электровоору женности горных машин были признаны следующие:

1. создание и внедрение регулируемых электроприводов горных машин. Для успешного осуществления этого направления необходимо создать дешевые и надежные в эксплуатации тири сторные преобразователи частоты, регуляторы переменного напряжения и управляемые выпрями тели и системы управления ими (на базе микроэлектроники) в рудничном взрывобезопасном ис полнении;

2. создание и внедрение электрооборудования для электроснабжения горных машин повы шенным напряжением 1140 В;

3. применение глубокого ввода высокого напряжения для мощных проходческих горных машин.

Все эти направления успешно развиваются. В настоящее время происходит перевод элек тропотребителей на напряжение 1140 В. В перспективе намечается питание передвижных элек троприемников напряжением 6000 В.

Одна из важнейших задач — электрификация горных машин для разработки крутых пла стов, разработка и внедрение для этих целей специального электрооборудования и обособленного питания.

Увеличение глубины разработок, повышение газообильности угольных шахт и взятый курс на интенсификацию производства — все это предъявляет все более жесткие требования к надеж ности и безопасности, как самих горных машин, так и систем электроснабжения. Горные машины становятся все более сложными в конструктивном и техническом отношениях, а системы электро снабжения и применяемое в них электрооборудование — все более насыщенными электроникой.

Это в свою очередь предъявляет повышенные требования к теоретической и профессио нальной подготовке тех, кто будет это электрооборудование эксплуатировать.

1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ РУДНИКОВ И ШАХТ.

1.1. Расчет токов короткого замыкания в сетях выше 1000 В В системах трехфазного переменного тока напряжением выше 1000 В возможны следую щие виды коротких замыканий (к.з.): трех-, двух- и однофазные — соответственно, когда замыка ются накоротко между собой одновременно три фазы, две фазы или когда одна фаза замыкается на землю. Однофазное замыкание на землю имеет место только в сетях с эффективно заземленной нейтралью (110 кВ и выше). В сетях с изолированной нейтралью (6, 10 и 35 кВ) только трех- и двухфазные замыкания сопровождаются большими токами. Ток однофазного к.з. зависит от со противления изоляции токоведущих частей данной фазы по отношению к земле.

Наибольшего значения токи к.з. достигают при возникновении к.з. в точках сети, наиболее приближенных к источнику питания (шины генераторного напряжения на электростанциях, точки системы, принятые условно за источник питания). При этом следует учитывать подпитку от син хронных и асинхронных двигателей, расположенных в незначительной удаленности от точки к.з.

Электрические величины (ток, напряжение, мощность и др.), относящиеся к различным ви дам к.з., обозначают соответствующими символами с верхним цифровым индексом в круглых скобках. Например, Iк2, Sк3 — соответственно ток двухфазного к.з., мощность трехфазного к.з.

Ток к.з. изменяется по определенному закону, достигая наибольшего значения в момент начала к.з. и снижаясь до установившегося I через определенный промежуток времени (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Графики тока к.з. в сети, питаемой от мощной системы:

Iа0 — начальное значение апериодической составляющей тока к.з.;

Iп0 = I0 = I'' — на чальное значение периодической состав ляющей тока к.з.;

iу — ударный ток к.з.

(мгновенное значение);

iк — мгновенное значение полного тока к.з.;

ia — мгновенное значение апериодической составляющей тока к.з.;

iп — мгновенное значение перио дической составляющей тока к.з.

Расчет токов к.з. выполняется для выбора оборудования, токов установки аппаратуры за щиты. При этом определяют следующие величины трехфазного к.з.: I"(I0) - начальное значение периодической составляющей тока к.з. (начальное значение сверхпереходного тока к.з.), данную величину используют при выборе токовых уставок и проверке чувствительности релейной защи ты;

iу - ударный ток к.з. (мгновенное значение), по величине ударного тока проверяют электриче ские аппараты, шины, изоляторы на их электродинамическую стойкость;

Iу - наибольшее дейст вующее значение полного тока к.з. за первый период от начала возникновения аварийного режи ма;

I0,2 - действующее значение периодической составляющей тока к.з. для времени t = 0,2 с, по этому току проверяют силовые выключатели на отключающую способность;

I — действующее значение установившегося тока к.з., по этому току проверяют термическую стойкость электриче ских аппаратов, шин, проходных изоляторов и кабелей;

S0,2 — мощность к.з. для времени t = 0,2 с (для быстродействующих силовых выключателей это время может быть уменьшено до 0,1 с), и служит для проверки выключателей по отключающей способности.

Точный расчет токов к.з. очень сложен, поэтому допускают упрощения. Расчет можно вес ти в именованных единицах (кВ·А, А, В, Ом) или относительных величинах, т.е. в долях или про центах от некоторой принятой, так называемой базисной, величины, например базисной мощности Sб. Преимущества расчета с помощью базисных величин: более простая структура большинства расчетных выражений, лучшая наглядность результатов вычисления, возможность быстрого опре деления вычисляемых величин с достаточной для практических целей точностью.

Для расчета вычерчивают расчетную однолинейную схему электроснабжения предприятия и на ее основе составляют схему замещения (рис. 1.2), на которой намечают расчетные точки к.з.

(К1, K2, КЗ). Расчет сводится к определению суммарного сопротивления цепи от источника пита ния до предполагаемого места к.з., определению необходимых токов к.з. и мощности к.з. Актив ное сопротивление следует учитывать только для ВЛ с проводами малых сечений, а также для протяженных кабельных сетей малых сечений с большим активным сопротивлением. Необходи мость учета активных сопротивлений определяется условием (1.1) R X где R, X — соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивления цепи от источни ков питания до точки к.з.

Рис. 1.2. Схемы для определения сопротивления электрической цепи к задаче 1.1:

а — расчетная;

б, в — замещения В приведенных ниже примерах и задачах будут учитываться только индуктивные сопро тивления элементов электрической цепи. Сопротивление ЛЭП дается в абсолютных единицах.

Ниже приведены средние значения индуктивного сопротивления X (Ом/км) для различных линий.

Одноцепные воздушные линии 6–110 кВ 0, Кабельные линии 6 и 10 кВ 0, Кабельные линии до 35 кВ 0, Для электрических машин в расчетах принимают сверхпереходные индуктивные сопротив ления Х''*dном относительных величинах, которые приводятся в каталогах.

При отсутствии каталожных данных могут быть приняты следующие значения сверхпере ходных сопротивлений.

Турбогенератор 0, Гидрогенератор 0, Гидрогенератор без успокоительной обмотки 0, Синхронный компенсатор 0, Синхронные и асинхронные двигатели 0, Для силовых трансформаторов мощностью более 630 кВ·А относительное индуктивное со противление определяется (1.2) X *тр.ном = и *к где и*к = 0,01 ик - соответственно напряжение к.з. трансформатора в относительных единицах или процентах. При расчетах наиболее удобно принимать две базисные величины — мощность Sб и напряжение Uб. За единицу базисной мощности для сокращения вычислений принимают значение, равное 100, 1000 мВ·А, или суммарную мощность установленных в системе генераторов Sном, или мощность питающего трансформатора.

За единицу базисного напряжения принимают среднее расчетное значение, напряжения конкретного участка 11,5;

37;

10,5;

6,3;

3,15;

0,69;

0,4;

0,23 кВ, т.е. на 5% выше номинального ли нейного.

Базисный ток определяют по формуле Sб (1.3) Iб = 3U б Базисное сопротивление в относительных величинах для различных элементов электриче ской цепи определяются следующими выражениями.

Базисное сопротивление системы при известном относительном сопротивлении ее Sб (1.4) X *с.б = Х *с S ном Базисное сопротивление системы при известной мощности трехфазного к.з. Sк.с в заданной точке Sб (1.4а ) X * с.б = S к.с Базисное сопротивление системы при известном сверхпереходном сопротивлении генера торов Sб (1.5) X *с.б = Х *d ном S ном Если базисная мощность Sб равняется суммарной мощности генераторов системы Sном, то (1.6 ) X *с.б = Х *с или Х *с.б = Х *d ном Базисное сопротивление трансформатора иS S (1.7) Х *тр.б = Х *тр.ном б = к б S ном 100S ном где ик — напряжение к.з. трансформатора, %.

Базисное сопротивление линий электропередач (ЛЭП) Sб (1.8) X * л.б = Х 0 l U б где Х0 - удельное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км;

Uб = Uном. ср - базисное напряжение рассматриваемого участка электрической цепи (среднее номинальное напряжение то го же участка);

кВ.

Базисное сопротивление реактора I б U ном. р Х ном. р % I б U ном. р (1.9 ) Х * р.б = Х *ном. р = I ном. рU б 100 I ном. рU б где Х*ном. р — номинальное сопротивление реактора в относительных величинах;

Хном. р % - номи нальная реактивность, %;

Iб - базисный ток, А, кА;

Uном. р - номинальное напряжение реактора, кВ;

Iном. р - номинальный ток реактора, А, кА.

Номинальная реактивность реактора (%) для напряжения Uном. с определяется по формуле Х ном. р I ном. р (1.10) Х ном. р % = 10U ном.с где Xном. р — номинальное индуктивное сопротивление реактора, Ом (прил. 1.1).

После того как в зависимости от вида соединений будут найдены сопротивления отдельных участков сети, определяют результирующее сопротивление до места к.з. как сумму сопротивлений участка к.з. Для схемы, приведенной на рис. 1.2, результирующее сопротивление до точки КЗ бу дет Х *б. рез = Х *с.б + Х *тр1.б + Х *л.б + Х *тр 2.б + Х * р.б После этого определяется расчетное сопротивление Х*расч, приведенное к суммарной мощ ности источников питания S и.п (1.11) Х * расч = Х *б. рез Sб где Sи.п — суммарная мощность источников питания (это может быть суммарная мощ ность генераторов Sном, мощность к.з. системы Sк.с, суммарная мощность подпитывающих двига телей и др.), MB·А.

Если Х*расч 3, то токи к.з. определяют по расчетным кривым затухания (рис. 1.3). По гори зонтальной оси находят Х*расч и восстанавливают в этой точке перпендикуляр до пересечения с кривой соответствующего времени от начала к.з. По вертикальной оси находят кратность перио дической составляющей трехфазного к.з. Kt.

Периодическую составляющую тока к.з. (кА) для заданного момента времени (например, t = 0, t = 0,2 с или t = ) определяют по формуле (1.12) I t = K t I ном ( ) где I ном = S и.п / 3U ном.ср суммарный номинальный ток источников питания (кА), приведен ный к среднему номинальному напряжению Uном. ср на той ступени трансформации, на которой на ходится к.з.

Если Sи.п. = Sб и Uном. с = Uб, тогда Iном = Iб и Х*расч = Х*б.рез Если Х*расч 3, то практически можно считать периодическую составляющую тока к.з. не изменной в течение всего процесса к.з.

В этом случае Iк = I'' = I = Iном /Х*расч (1.13) или если Iном. = Iб Iк = I'' = I = Iб/Х*б.рез (1.14) Если короткозамкнутая цепь питается от источника бесконечной мощности (Sс =, Xс =0), то можно не пользоваться расчетными кривыми при определении периодической составляющей тока к.з. для всех моментов времени, тогда Iк = I'' = I0,2 = I = Iб/Х*б.рез (1.15) Ударный ток к.з. (мгновенное значение) (1.16 ) i у = К у 2I где Ку - ударный коэффициент;

I" - начальное (для момента t = 0) значение периодической состав ляющей тока к.з.

Ударный коэффициент определяется по графику (рис. 1.4). Практически значение ударного коэффициента в электроустановках выше 1000 В потребителей находится в пределах 1,8-1,3: на шинах ГПП - 1,8;

ЦПП — 1,6, участковой подстанции шахты — Ку = 1,3;

на шинах системы Ку = 1,9.

В электроустановках напряжением до 1000 В ударный коэффициент находится в пределах 1,3-1. Наибольшее действующее значение полного тока к.з. за первый период от начала возникно вения к.з. определяют по формуле I y = I 1 + 2(K у 1) = qI (1.17) Если активное сопротивление цепи к.з. не учитывается и Ку = 1,8, q = 1,51.

Мощность (MB·А) к.з. для произвольного момента времени (1.18) S t = 3U ном. с I t или S t = K t S ном Если Sб = Sном мощность к.з. St = Kt·Sб. (1.19) При Х*расч 3 мощность к.з.

(1.20) S к = S 0 = S = S б / Х *б. рез или (1.21) S к = S 0 = S = S ном / Х * расч Рис. 1.3. Расчетные кривые затухания токов к.з. для типового турбогенератора с АРВ Рис. 1.4. Зависимость ударного коэффициента Ку от от ношения индуктивного сопротивления Хк короткозамкну той цепи к активному сопротивлению Rк Периодическая слагающая токов двухфазного к.з. определяется по тем же расчетным кри вым, что и при трехфазном к.з. (см. рис. 1.3.). Расчетное сопротивление при этом следует прини мать (1.22) Х *(2 ) = 2 Х *(3 ) расч расч (2 ) (3 ) где Х * расч, Х * расч - расчетное сопротивление соответственно при двух- и трехфазном к.з.

(2 ) Определенная по расчетным кривым для Х * расч кратность периодической слагающей тока к.з. Кt для интересующего момента времени должна быть умножена на 3.

Тогда периодическая слагающая тока при двухфазном к.з.

(1.23) I t(2 ) = 3K t I ном или при Sб = Sном (1.24) I t(2 ) = 3 K t I б При большой электрической удаленности точки к.з. Х*расч 3 или при питании от источни ка неограниченной мощности (Sс =, Xс = 0) ток при двухфазном к.з.

3I б (1.25) I к(2 ) = = 0,87 I к3) ( 2 Х *б. рез где Iк(3) — ток трехфазного к.з. в той же точке.

1.1.1. Типовые задачи с решениями Задача 1.1. Определить токи и мощность к.з. на шинах районной подстанции (точка К1, см.

рис. 1.2) и на шинах ГПП до и после реактора (точки К2 и К3). Мощность турбогенератора Sг = 235 MB·А. Глубокий ввод шахты питается от трансформатора системы Т1 мощностью Sном 1 = MB·А по двум воздушным линиям длиной l = 20 км. На ГПП шахты установлен трансформатор Т мощностью Sном 2 = 10 MB·А. На шинах системы Ку = 1,9.

Решение. За базисную мощность принимаем Sб = 1000 МВ·А, за базисное напряжение среднее номинальное напряжение участков сети 10,5, 115 и 6,3 кВ для точек соответственно К1, К2, КЗ.

Базисное сопротивление системы по формуле (1.5) Sб Х *с. б = Х *d ном = = 0,125 = 0, S ном где Sном = 235 МВ·А - мощность турбогенератора системы.

Базисное сопротивление трансформатора Т1 по формуле (1.7):

и Sб 10,5 Х *тр 1. б = к = = 4, 100 S ном 1 100 где ик = 10,5% - напряжение к.з. трансформатора, принимается из технической характеристики.

Общее индуктивное сопротивление воздушных линий, равных по длине и включенных па раллельно ВЛ Х l 0,4 Х общ = 0 = = 4 Ом 2 где X0 = 0,4 Ом/км - удельное сопротивление линии;

l = 20 км — длина каждой линии.

Базисное сопротивление линии по формуле (1.8) Sб X *л.б = Х общ =4 = 0, U б22 Базисное сопротивление трансформатора Т2 по формуле (1.7) 10,5 ик S б Х *тр 2.б = = = 10, 100 100S ном Базисное сопротивление реактора по формуле (1.9) Х р % I б U ном. р 4,03 91,75 Х * р.б = = = 8, 100 0,4 6, 100 I ном. рU б. где Xном. р % = 4,03 % (относительная реактивность реактора, определена по формуле (1.10) для ре Sб актора РБ 10-400-0,35;

I б = = = 91,75 кА базисный ток на участке цепи с Uб. 3 = 3 6, 3U б. Uном. с = 6,3 кВ;

Iном. р = 0,4 кА - номинальный ток реактора.

Результирующее сопротивление к.з. цепи для точки К Х*б. рез 1 = Х* с.б = 0, Расчетное сопротивление к.з. цепи для точки К1, приведенное к мощности генератора, по формуле (1.11) S ном Х * расч К 1 = Х *б. рез 1 = 0,53 = 0, Sб По расчетным кривым затухания (см. рис. 1.3) для X*расч К1 =0,125 находим кратность тока к.з для времени t = 0, Кt = 8;

t = 0,l c, Kt=0,1 = 5,8;

t = 0,2 c, Kt=02 = 4,8;

t =, Кt= = 2,75.

Токи к.з. для различных моментов времени от начала к.з. (кА) по формуле (1.12) It = KtIном, S ном I ном = = = 12,94 кА 3 10, 3U ном. ср I0 = 8·12,94 = 103,5 кА;

I0,1 = 5,8·12,94 = 75 кА;

I0,2 = 4,8·12,94 = 62 кА;

I = 2,75·12,94 = 35,6 кА.

Ударный ток по формуле (1.16) i у = К у 2 I 0 = 1,9 2 103,5 = 278 кА.

Мощность к.з. для различных моментов времени по формуле (1.18):

S t = 3U ном. ср I t = К t S ном :

S 0 = 8 235 = 1880 МВ А;

S 0,1 = 5,8 235 = 1363 МВ А.

S 0,2 = 4,8 235 = 1128 МВ А;

S = 2,75 235 = 646 МВ А.

Результирующее сопротивление к.з. цепи для точки К2 (см. рис. 1.2) Х*б. рез. 2 = Х*с. б + Х*тр1. б + Х*тр2. б = 0,53 + 4,2 + 0,3 + 10,5 = 15,53.

Расчетное сопротивление к.з. цепи для точки К2 по формуле (1.11) S ном Х * расч.2 = Х *б. рез.2 = 15,53 = 3,65.

Sб Токи к.з. для различных моментов времени при значении X*расч 2 3:

21, I к = I 0 = I 0, 2 = I = I ном / Х * расч. 2 = = 5,9 кА.

3, S ном I ном = = = 21,56 кА.

3 6, 3U ном. ср Мощности к.з. для точки К2 по формуле (1.21) Sк = S0 = S0,2 = S = Sном /Х*расч. 2 = 235/3,65 = 64,38 МВ·А.

Результирующее сопротивление к.з. для точки КЗ Х*б. рез. 3 = Х*с. б + Х*тр1. б + Х*л..б + Х*тр2. б + Х*р. б = 0,53 + 4,2 + 0,3 + 10,5 + 8,74 = 24,27.

Расчетное сопротивление к.з. для точки К3 по формуле (1.11) S ном Х * расч. 3 = Х *б. рез. 3 = 24,27 = 5,78.

Sб Токи к.з. для точки К 21, I к = I 0 = I 0,2 = I = I ном / Х * расч. 3 = = 3,78 кА.

5, Мощности к.з. для точки К3 по формуле (1.21) S ном S к = S 0 = S 0, 2 = S = = = 41,2 кА.

Х * роасч. 3 5, Задача 1.2. Определить ударный и установившийся токи к.з. и мощности на РП-6 кВ экска ватора ЭКГ-5,2, получающего питание от карьерной подстанции по воздушной внутрикарьерной ЛЭП длиной l1 = 2 км и гибкому кабелю длиной lк — 0,4 км. Карьерная подстанция питается по двум параллельным воздушным ЛЭП напряжением 35 кВ и длиной l1 = 20 км от районной под станции. Районная подстанция соединена с энергосистемой бесконечной мощности (Sc =, Xc = 0).

Расчетная схема приведена на рис. 1.5. Ударный коэффициент Ку = 1,6.

Рис. 1.5. Схемы для определения сопротивления электрической цепи к задаче 1.2:

а — расчетная;

б, в — замещения Решение. Принимаем базисную мощность Sб = 100 МВ·А и приводим к ней все относи тельные сопротивления схемы замещения. За базисное напряжение принимаем напряжение карь ерной сети Uб = 6,3 кВ, для ЛЭП - 35 кВ - среднее напряжение Uср = 37 кВ.

Базисное сопротивление линии электропередач 35 кВ по формуле (1.8) Sб X *л1.б = Х 0 l = 0,4 20 2 = 0,58, Uб где Uср = Uб Базисное сопротивление трансформатора по формуле (1.7) 7,5 Х *тр. б = = 1,88.

100 Базисное сопротивление внутрикарьерной ЛЭП по формуле (1.8) Х * л. б = 0,4 2 = 2.

6,3 Базисное сопротивление кабеля по формуле (1.8) Х *к.б = 0,08 0,4 = 0,08.

6,3 Результирующее сопротивление электрической цепи до точки к.з.

Х *тр. б Х 0,58 1, Х *б. рез = * л1.б + + Х * л. б + Х *к. б = + + 2 + 0,08 = 3,31.

2 2 2 Базисный ток по формуле (1.3) Sб Iб = = 9,18 кА.

3 6, Установившийся ток к.з, по формуле (1.14) Iб 9, I = = = 2,77 кА.

Х *б. рез 3, Ударный ток при Ку = 1,6 по формуле (1.16) i у = 1,6 2 2,77 = 6,25 кА.

Мощность установившегося тока к.з. по формуле (1.18) или (1.20):

S = 3 2,77 6,33 = = 30,2 МВ А.

3, Задача 1.3. Определить токи и мощности к.з. на шинах 110 и 6 кВ подстанции промышлен ного предприятия (рис. 1,6), получающей питание от районной подстанции напряжением 110 кВ по двум параллельным воздушным линиям ВЛ – l1 и l2 длиной 30 км. На подстанции промышлен ного предприятия установлены два параллельно работающих трансформатора по 10 MB·А каж дый. Мощность к.з. на шинах 110 кВ районной подстанции через 0,2 с после его возникновения S0,2 = 220 МВ·А, а сопротивление к.з. в той же точке X*с.б = 0,36 при Sб = Sном.

Решение. Принимаем базисное напряжение Uб1 = 115 кВ, Uб2 = 6,3 кВ. Кратность тока и мощности к.з. через 0,2 с после его возникновения при сопротивлении X*с. б = X*расч = 0,36 нахо дим по расчетным кривым (см. рис. 1.3) Кt = 0,2 = 2,2.

Номинальная мощность системы из формулы (1.18) Sном = Sб = S0,2/Кt = 0,2 = 220/2,2 = 100 МВ·А.

Базисное сопротивление воздушной ЛЭП по формуле (1.8) Sб X *л.б = Х 0 l = 0,4 30 = 0,09.

U б2 Базисное сопротивление трансформатора по формуле (1.7) 10,5 иS Х *тр.б = к б = = 1,05.

100 100S ном Результирующее сопротивление короткозамкнутой цепи при замыкании на шинах 115 кВ подстанции для точки К Х 0, Х *б. рез.1 = Х *с. б + * л.б = 0,36 + = 0,4.

2 Рис. 1.6. Схемы для определения сопротивления электрической цепи к задаче 1.3:

а — однолинейная;

б, в — замещения По расчетным кривым (см. рис. 1.3) находим кратности тока к.з. исходя из того, что X*расч = Х*б.рез1 = 0,4, для различных моментов времени: t = 0, Кt = 0 = 2,5;

t = 0,2 с;

Кt = 0,2 = 2;

t =, Кt= = 1,95.

Токи к.з. для различных моментов времени определяют по формуле (1.12). Так как Sип = Sб, то Iном = Iб.

Базисный ток на участке напряжения Uб1 = 115 кВ Sб I б1 = = = 0,5 кА.

3 3U б. Значение токов к.з. в точке К1 (см. рис. 1.6) для различных моментов времени:

I 0 = 2,5 0,5 = 1,25 кА;

I 0, 2 = 2 0,5 = 1 кА;

I = 1,95 0,5 = 0,98 кА;

i у = 1,8 2 1,2 = 3,2 кА.

Мощность к.з. для точки К1 для различных моментов времени определяют по формуле (1.18), где за Sном принята Sб. Мощность к.з. для различных моментов времени S0,2 = 2·100 = 200 МВ·А;

S0 = 2,5·100 = 250 МВ·А;

S = 1,95·100 = 195 МВ·А.

Результирующее сопротивление короткозамкнутой цепи при замыкании на шинах 6,3 кВ подстанции в точке К Х *тр. б Х 0,09 1, Х *б. рез.2 = Х *с. б + * л.б + = 0,36 + + = 0,92.

2 2 2 По кривым 1.3 находим кратность тока к.з.: при t = 0, Кt = 0 = 1,08;

t = 0,2 с;

Кt = 0,2 = 0,98;

t =, Кt= = 1,22.

Для точки К2 базисный ток Sб I б2 = = = 9,18 кА.

3 6, 3U б. Значение токов к.з. для различных моментов времени по формуле (1.12) I 0 = 1,08 9,18 = 9,9 кА;

I 0, 2 = 0,98 9,18 = 9 кА;

I = 1,22 9,18 = 11,2 кА;

i у = К у 2 I 0 = 1,8 2 9,9 = 25,2 кА.

Мощность к.з. для различных моментов времени по формуле (1.18) S0 = 1,08·100 = 108 МВ·А;

S0,2 = 0,98·100 = 98 МВ·А;

S = 1,22·100 = 122 МВ·А.

Задача 1.4. Определить токи и мощности к.з. на шинах 6 кВ ЦПП соединенной с ГПП шах ты двумя стволовыми кабелями ЦСПн 395 мм2 длиной 1400 м каждый. ГПП получает питание от районной подстанции по двум параллельным воздушным линиям длиной 2 км. На районной под станции установлены два трансформатора мощностью по 6,3 MB·А каждый. Районная подстанция питается двумя параллельными линиями напряжением 35 кВ и длиной l = 10 км от электрической станции мощностью 100 MB·А. Индуктивное сопротивление системы X*с = 0,16. Среднее значение сопротивлений воздушных линий 0,4 Ом/км, кабельной линии 0,08 Ом/км. Электрическая схема приведена на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Схемы для определения сопротивления электрической цепи к задаче 1.4:

а — однолинейная;

б, в — замещения Решение. Принимаем за базисную мощность электростанции Sб = Sс = 100 MB·А, за базис ное напряжение Uб.2 = 6,3 кВ - среднее напряжение на шинах ГПП, а для линии от районной под станции — Uб1 = Uср = 37 кВ.

Базисный ток по формуле (1.3) Sб Iб2 = = = 9,18 кА.

3 6, 3U б. Приводим элементы сети к базисной мощности. Сопротивление воздушной ЛЭП 37 кВ в относительных базисных единицах по формуле (1.8) X *л1.б = 0,4 10 = 0,294.

37 Сопротивление трансформатора районной подстанции в относительных базисных единицах по формуле (1.7) 7,5 Х *тр.б = = 1,19.

100 6, Сопротивление воздушной линии 6,3 кВ в относительных базисных единицах по формуле (1.8) X *л 2.б = 0,4 2 = 2.

6,3 Сопротивление стволовых кабелей длиной l3 в относительных базисных единицах по фор муле (1.8) X *к.б = 0,08 1,4 = 0,282.

6,3 Результирующее сопротивление для точки к.з. на шинах ЦПП (точка К1) при работе всех элементов сети параллельно Х *тр. б Х * л 2.б Х *к.б Х 0,294 1,19 2 0, Х *б. рез. = Х *с. б + * л1.б + + + = 0,16 + + ++ = 2, 2 2 2 2 2 2 2 где Х*с = Х*с. б = 0,16.

По расчетным кривым затухания (см. рис. 1.3) находим кратности тока к.з. для различных моментов времени: t = 0, Кt = 0 = 0,5;

t = 0,2 с;

Кt = 0,2 = 0,47;

t =, Кt= = 0,54.

Токи к.з. для указанных моментов времени I 0 = 0,5 9,18 = 4,6 кА;

I 0, 2 = 0,47 9,18 = 4,3 кА;

I = 0,54 9,18 = 4,96 кА;

i у = 1,6 2 4,6 = 10,37 кА.

Мощность для различных моментов времени S0 =50 МВ·А;

S0,2 = 47 MB·A;

S = 54 МВ·А.

Задача 1.5. Определить токи двух- и трехфазного к.з., если расчетное сопротивление для трехфазного к.з. в данной точке Х*расч = 1,0, а базисный ток Iб = 9,18 кА;

ударный коэффициент Ку принять 1,6.

Решение. Определяем расчетное сопротивление для двухфазного к.з. в данной точке по формуле (1.22) Х *2расч = 2 Х *3расч = 2 1,0 = 2.


По расчетным кривым затухания находим кратности тока к.з. для различных моментов времени, при t = 0, Кt = 0 = 0,5;

t = 0,2 с;

Кt = 0,2 = 0,47;

t =, Кt= = 0,54.

Токи к.з. для различных моментов времени определяются по формуле (1.24) I 0(2 ) = 7,94 кА;

I 022) = 7,45 кА;

( I 2 ) = 8,6 кА;

( i у = 1,6 2 7,9 = 17,7 кА.

, Значения токов трехфазного к.з. для данной точки к.з. будут соответственно (при X*расч = 1,0) по формуле (1.12):

I 0(3 ) = 0,98 9,18 = 9,0 кА;

I 0(32) = 0,98 9,18 = 8,26 кА;

, I 3 ) = 1,15 9,18 = 10,6 кА;

( i у3 ) = К у 2 I 0 = 1,6 2 9 = 20,3 кА.

( Задача 1.6. Определить токи двух- и трехфазного к.з. в точке К для условий, приведенных (3 ) в задаче 1.2 (см. рис. 1.5). Расчетное сопротивление для трехфазного к.з. в данной точке Х * расч = 3,31 и базисный ток Iб = 9,18 кА (Iб = Iном ).

Решение. Ток двухфазного к.з. в точке К по формуле (1.25) 3 9, 3I б I к(2 ) = (3 ) = = 2,4 кА.

2 3, 2 Х * расч Ток трехфазного к.з. для данной точки К по формуле (1.13) I к(3 ) = I б / Х *(3 ) = 9,18 / 3,31 = 2,77 кА, тогда I к( 2 ) = 0,87 I к(3 ) = 0,87 2,77 = 2,4 кА расч (согласно формуле 1.25).

1.1.2. Задачи для самостоятельного решения Задача 1.7. Определить токи и мощности к.з. на шинах районной подстанции (см. рис. 1.8, точка К1) и на шинах ГПП шахты (точка К2). Мощность системы Sc = 300 MB·А, сопротивление Х*с =0,15. Глубокий ввод шахты питается от районной подстанции, где установлено два трансфор матора мощностью 10 MB·А, по двум воздушным ЛЭП кВ длиной l1 = l2 =30 км каждая. На ГПП шахты предусмотрены два трансформатора мощностью Sном = 6,3 MB·А, работающие параллель но. Все остальные данные указаны на рис. 1.8.

Задача 1.8. Определить токи и мощности к.з. на шинах 6 кВ ГПП шахты для условий, приведенных в задаче 1.7 (см. рис. 1.8), если трансформаторы шахты работают раздельно.

Составить однолинейную схему и схему заме щения.

Задача 1.9. Определить токи и мощности к.з. на шинах 6 кВ ГПП до и после реактора, ес ли она питается от районной подстанции по двум воздушным ЛЭП 35 кВ длиной 15 км каж дая. Районная подстанция подключена к систе ме, состоящей из двух турбогенераторов мощ ностью 75 MB·А каждый. На районной под станции установлены два трансформатора мощ ностью Sном = 10 MB·А, работающие параллель но, на ГПП шахты — трансформатор мощно стью 6,3 MB·А. На фидере, отходящем от шин ГПП, установлен реактор РБ 10-630-0,4. Все ос тальные данные приведены на рис. 1.9.

Задача 1.10. Определить ударный и ус тановившийся токи к.з. на шинах ГПП до реак тора (точка К2) для условий, приведенных в за даче 1.1 (см. рис. 1.2), если на районной под станции установлены два трансформатора мощ Рис. 1.8. Схема для расчета токов к.з. к задаче 1. ностью 25 MB·А каждый, работающие на шины 110 кВ параллельно, а воздушная ЛЭП № 2 от ключена.

Задача 1.11. Определить токи и мощ ность к.з. на шинах высокого напряжения трансформатора ГПП шахты (см. рис. 1.9) для условий, приведенных в задаче 1.9, если ГПП питается по двум воздушным ЛЭП 110 кВ. На пряжение к.з. для трансформаторов районной подстанции и ГПП ик = 10,5 %.

Задача 1.12. Определить токи и мощ ность к.з. в точке К2 (см. рис. 1.9) для условий, приведенных в задаче 1.9, если воздушная ЛЭП от районной подстанции до ГПП напряжением 110 кВ и напряжение к.з. трансформаторов ик = 10,5 %.

Задача 1.13. Определить токи и мощ ность к.з. в точках К1 и К2 (см. рис. 1.9) для ус ловий приведенных в задаче 1.9, если воздуш ные ЛЭП и трансформаторы районной подстан ции работают раздельно.

Рис. 1.9. Схема для определения токов к.з. к задаче 1. Задача 1.14. Определить токи и мощность к.з. на шинах 6 кВ подстанции промышленного предприятия для условий, приведенных в задаче 1.3, если мощность к.з. на шинах 110 кВ район ной подстанции через 0,2 с после его возникновения S0,2 = 200 MB·А сопротивление энергетиче ской системы X*с.б = 0,4 при Sб = Sном. ЛЭП и трансформаторы работают раздельно. Однолиней ная схема электроснабжения приведена на рис. 1.6.

Задача 1.15. Определить токи и мощности к.з. на шинах 6 кВ подстанции предприятия для условий задачи 1.3 (см. рис. 1.6), если воздушные ЛЭП напряжением 35 кВ. Напряжение к.з.

трансформаторов ик = 7,5%.

Задача 1.16. Определить токи и мощности к.з. на шинах 6 кВ подстанции предприятия для условий, приведенных в задаче 1.3 (см. рис. 1.6), если воздушные ЛЭП напряжением 35 кВ, на пряжение к.з. трансформаторов ик = 7,5 %. Воздушные ЛЭП и трансформаторы работают раздель но.

Задача 1.17. Определить ударный и установившийся токи к.з. в точке К1 для условий, при веденных в задаче 1.4 (см. рис. 1.7), если воздушная ЛЭП 110 кВ длиной 20 км, сопротивление системы X*с. б = 0,23, напряжение к.з. трансформаторов ик = 10,5 %. Длина стволового кабеля м.

Задача 1.18. Определить токи и мощности к.з. в точке К1 для условий, приведенных в за даче 1.4 (см. рис. 1.7), если воздушные ЛЭП 110 кВ длиной 20 км каждая, длина стволового кабеля 700 м, напряжение к.з. трансформаторов ик = 10,5 %. Трансформаторы и ЛЭП 110 кВ работают раздельно, т.е. один трансформатор и ЛЭП 110 кВ выведены в ремонт. Удельный коэффициент Ку = 1,6.

Задача 1.19. Определить ударный и установившийся токи и мощности к.з. на шинах РП- кВ компрессорной станции, если он питается по двум параллельным кабелям длиной 500 м от шин ГПП шахты. Токи к.з. на шинах ГПП I0 = I = 13,8 кА, а расчетное сопротивление до шин ГПП Х*расч = 0,6. Индуктивное сопротивление кабеля принять 0,08 Ом/км.

Задача 1.20. Определить токи и мощности к.з. на РП-6 кВ экскаватора ЭКГ-5,2 для усло вий, приведенных в задаче 1.2 (см. рис. 1.5), если один трансформатор выведен в ремонт, а длина гибкого кабеля l = 1000 м. Ударный коэффициент Ку = 1,6.

Задача 1.21. Определить ударный и установившийся токи к.з. на РП-6 кВ экскаватора ЭКГ 5,2 для условий, приведенных в задаче 1.2 (см. рис. 1.5), если воздушные ЛЭП 110 кВ, мощности трансформаторов, установленных на карьерной подстанции, 2,5 MB·А, напряжение к.з. трансфор маторов ик = 10,5%. Ударный коэффициент Ку = 1,6.

Задача 1.22. Определить ударный и установившийся токи и мощность к.з. на шинах РП- кВ вентилятора главного проветривания, который питается от ГПП шахты двумя параллельными кабелями длиной 2,5 км каждый, если ток к.з. на шинах ГПП через 0,2 с после его возникновения I0,2 = 13,77 кА, а расчетное сопротивление до шин ГПП Х*расч = 0,55.

Задача 1.23. Определить ударный и установившийся токи и мощность к.з. на шинах РП- кВ компрессорной станции, если он питается тремя параллельными кабелями длиной 1500 м каж дый от шин ГПП шахты. Расчетное сопротивление до шин ГПП X*расч = 0,73 при базисной мощно сти Sб = 100 МВ·А и Sб = Sном.

Задача 1.24. Определить ударный и установившийся токи на шинах ГПП и РП-6 кВ венти лятора главного проветривания, который питается от ГПП шахты двумя воздушными ЛЭП длиной 2,5 км каждая, если ток к.з. на шинах ГПП 6 кВ через 0,2 с после его возникновения I0,2 = 13,77 кА и расчетное сопротивление до шин ГПП X*расч = 0,55. Ударный коэффициент на шинах РП-6 вен тилятора Ку =1,6, Задача 1.25. Определить ударный и установившийся токи к.з. на шинах РП-6 кВ, который питается по воздушной ЛЭП длиной 5 км от шин ГПП рудника, если установившийся ток к.з. на шинах ГПП I = 12,2 кА и расчетное сопротивление до шин ГПП Х*расч = 0,8. Ударный коэффици ент на шинах РП-6 кВ Ку = 1,3.

Задача 1.26. Определить токи и мощность к.з. на шинах РП-6 кВ скипового подъема шах ты, если он питается кабелем длиной 150 м от шахтной ГПП, расчетное сопротивление до шин ГПП Х*расч = 0,85 при базисной мощности 100 MB·А и Sб = Sном Задача 1.27. Определить установившийся ток двухфазного к.з. на шинах РП-6 компрессор ной станции, который питается от ГПП шахты двумя кабелями длиной 800 м, если расчетное со противление до шин ГПП Х*расч = 0,65 и ток в начале к.з. I(3)0 = 13,77 кА. Указанные расчетные значения определены при Sб = Sном Задача 1.28. РП-6 кВ вентилятора главного проветривания шахты питается от ГПП воз душной ЛЭП длиной 1 км. Определить установившийся и ударный токи двухфазного к.з. на ши нах РП-6 вентилятора, если кратность тока к.з. на шинах ГПП для времени t = 0, Kt=0 = 2,2 при ба зисной мощности Sб = 100 МВ·А. Ударный коэффициент Ку = 1,6 и Sб = Sном.

Задача 1.29. Определить двухфазный ударный и установившийся токи к.з. для условий, приведенных в задаче 1.25.

В задачах 1.7-1.26 определяются трехфазные токи к.з.

Во всех случаях, когда значение ударного коэффициента не указано, Ку = 1,8.

1.2. Расчет воздушных и кабельных электрических сетей Сечения проводов и жил кабелей выбирают с учетом влияния технических и экономиче ских факторов. К техническим факторам, влияющим на выбор сечения, относятся: способность проводника выдерживать длительную токовую нагрузку в нормальном режиме с учетом допусти мого нагрева;

термическая стойкость в режиме к.з.;

потери напряжения в проводниках от прохо дящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;

механическая прочность - устойчивость к механической нагрузке;

коронирование в сетях напряжением 35 кВ и выше - фактор, зависящий от напряжения, сечения провода и окружающей среды.

К экономическим факторам относится экономическая плотность тока.

Выбор по длительному расчетному току проводится сравнением расчетного тока Iрасч с длительным допустимым током нагрузки провод-пика определенного сечения. В прил. 1.2 дли тельно допустимый ток для проводов, проложенных в воздухе, указан при допустимом нагреве +70°С и температуре окружающего воздуха +25°С, в прил. 1.3 для кабелей при следующей темпе ратуре нагрева: +80°С при напряжении до 3 кВ;

+65°С - при 6 кВ;

+60°С - при 10 кВ. Для кабелей, проложенных в земле, принята прокладка не более одного кабеля в траншее на глубине 0,7-1 м при температуре земли +15°С. Если в траншее проложено более одного кабеля, то вводится на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле, в трубах и без таковых, поправочный коэф фициент К1:


Число кабелей 1 2 3 4 5 Коэффициент К1 при расстоянии в свету, мм:

100 1,0 0,9 0,85 0,8 0,78 0, 200 1,0 0,92 -0,87 0,84 0,82 0, 300 1,0 0,93 0,9 0,87 0,86 0, При температуре окружающей среды, отличающейся от +25°С (прокладка кабелей по воз духу) и от +15°С (прокладка кабелей в земле, воде), вводится поправочный коэффициент К2 со гласно табл. 1.1.

Таблица 1. Поправочные коэффициенты на температуру земли и воздуха для токовых нагрузок на ка бели, голые и изолированные провода и шины Напря- Расчетная Нормирован- Поправочные коэффициенты при фактической температуре сре жение темпера- ная темпера- ды, °С до кВ тура сре- тура среды, -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 +35 +40 +45 + ды, °С °С 3 15 80 1,14 1,10 1,08 1,04 1,0 0,96 0,92 0,88 0,83 0,78 0,73 0, 6 25 65 1,32 1,27 1,22 1,17 1,12 1,06 1,0 0,94 0,87 0,79 0,71 0, 10 25 60 1,36 1,31 1,25 1,20 1,13 1,07 1,0 0,93 0,85 0,76 0,66 0, 3 25 80 1,24 1,25 1,17 1,13 1,09 1,04 1,0 0,95 0,90 0,85 0,80 0, 6 15 65 1,18 1,14 1,1 1,05 1,0 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0, 10 15 60 1,2 1,15 1,12 1,06 1,0 0,94 0,88 0,82 0,75 0,67 0,57 0, Примечания:

1. Нормированная температура кабелей напряжением до 3 кВ - 80°С;

до 6 кВ – 65°С;

до 10 кВ – 60°С.

2. Расчетная температура при прокладке в земле, воде +15°С, в воздухе +25°С.

Расчетные токи (А) определяются в зависимости от способа задания нагрузки на ЛЭП.

Для двигателя Р ном К з 10 (1.26) I расч = 3U ном cos дв дв где Рном — номинальная мощность двигателя, кВт;

Кз - коэффициент загрузки;

Uном cosдвдв - со ответственно номинальное напряжение, коэффициент мощности и к.п.д. двигателя;

если в условии задачи Кз не задается, то имеется в виду, что Кз = 1 и он в формулу не вводится.

Для трансформаторов и во всех случаях, когда нагрузка задана полной передаваемой мощ ностью, ток (А) ( ) (1.27 ) I расч = S / 3U ном где S - полная передаваемая мощность, кВ·А;

Uном - напряжение сети, кВ.

I расч (1.28) Тогда I = расч К1К По прил. 1.2 и 1.3 выбирают сечение проводника, которое допускает ближайший больший или одинаковый с расчетным I'расч (Iрасч) ток, Iдоп I'расч. Для воздушных ЛЭП на пряжением выше 1000 В поправочный коэффи циент К2 не применяется.

Выбор проводника по термической стой кости предусматривает его способность выдер жать нагрев при кратковременном выделении тепла током к.з., возникшего в сети. Температу ра нагрева определяется как значением тока к.з., так и временем его прохождения, представ ляющим сумму времени срабатывания защиты и отключения силового выключателя (рис.

1.10).

Допустимая температура нагрева для ка белей напряжением до 10 кВ I составляет 200°С, для шин из меди 300°С, из алюминия 200°С. Минимальное сечение (мм2) определяет ся формулами:

для кабелей (1.29) s min = I a t п Рис. 1.10. Кривые зависимости приведенного времени tп для периодической составляющей тока к.з. при питании для шин линии от генератора с АРВ I tп (1.30) s min = С где I — установившийся ток к.з., кА (1.29);

А (1.30);

а —термический коэффициент для кабелей напряжением до 10 кВ (с медными жилами а = 7, с алюминиевыми жилами а = 12);

С - коэффици ент (при напряжении до 10 кВ включительно для медных шин С = 165, для алюминиевых С = 90, для стальных С = 60-70);

tп — приведенное время протекания к.з., соответствующее времени, в течение которого установившийся ток к.з. выделит такое же количество тепла, какое выделит дей ствительный затухающий ток к.з. за действительное время его протекания. Для шахтных и карьер ных распределительных сетей tп равно суммарному времени срабатывания максимальной защиты и отключения силового выключателя.

На рис. 1.10 приведены кривые зависимости приведенного времени tп от коэффициента I = для периодической составляющей тока к.з. при питании линий от генератора с автомати I ческим регулятором возбуждения (АРВ). Над каждой кривой указано расчетное или действитель ное время tд протекания периодической составляющей тока к.з. (t = tд = tрасч) На электродинамическую стойкость проверяют по формуле () (1.31) 1( F (3 ) = 1,76 i у3 ) 10 а где F(3) — сила электродинамического воздействия при трехфазном к.з., даН;

l — расстояние меж ду опорными изоляторами (вдоль проводников), см;

а — расстояние между осями токоведущих проводников смежных фаз, см;

iу — ударный ток, кА.

Формула (1.31) справедлива для расчета элементов средней фазы, в которой возникают наиболее тяжелые условия.

Далее по известным формулам "Сопротивления материалов" определяется расчетное на пряжение материала расч и сравнивается с допустимым из условия расч расч Выбранное сечение кабелей и изолированных проводов напряжением до 1000 В должно быть проверено по условию тока срабатывания плавких предохранителей и максимальных токо вых реле и расцепителей автоматических выключателей согласно ПУЭ.

При защите линии предохранителями (1.32) I доп I ном.в где Iдоп — длительно допустимый ток выбранного сечения кабеля или провода, A;

Iном.в - номи нальный ток плавкой вставки, А.

При защите автоматическими выключателями:

с нерегулируемой уставкой тока срабатывания Iу.н расцепителя Iдоп Iу.н с регулируемой уставкой тока срабатывания Iу.р расцепителя (1.32) I доп I у. р с максимальным токовым реле и расцепителем мгновенного действия (1.35) I доп I у / 4, Кабели напряжением до 1000 В на термическую стойкость к токам к.з. не проверяются.

Выбор сечений жил кабелей и проводов по потере напряжения необходим с целью провер ки обеспечения стабильности напряжения у приемников электрической энергии. ГОСТ 13 109- на нормы качества электрической энергии допускает следующие отклонения напряжения на за жимах различных электроприемников: электродвигателей в пределах от —5 до +10% номинально го в нормальном режиме, остальных "силовых" приемников электрической энергии в пределах ± 5% номинального.

Сечение (мм2) провода для системы трехфазного тока 3n (1.36) I к Lк cos к s= U доп k = или n P L к к (1.37) s= k = U ном U доп Сечение провода для системы однофазного тока n (1.38) I к Lк cos к s= U доп k = или n 2 Pк Lк (1.39) k = s= U ном U доп где произведения IкLк cosк и РкLк - моменты соответственно тока и мощности;

- удельная прово димость металла провода, м/(Ом·мм2);

Uдоп - допустимая потеря напряжения, В;

Uном - номиналь ное напряжение электроприемника, В (кВ).

По условиям механической прочности для воздушных ЛЭП с многопроволочными прово дами минимальные сечения принимают: 25 мм2 — для сталеалюминиевых, 35 мм2 - для алюми ниевых проводов, 25 мм2 -стальных. Значение минимального сечения провода зависит от толщины стенки гололеда и места прохождения ЛЭП.

Таблица 1. Предельная экономическая плотность тока Продолжительность использования максиму ма нагрузки в год Тmax, ч Проводники 1000-3000 3000-5000 5000- Голые провода и шины:

медные 2,5 2,1 1, алюминиевые 1,3 1,1 1, Кабели с бумажной изоляцией с жилами:

медными 3,0 2,5 2, алюминиевыми 1,6 1,4 1, Кабели с резиновой изоляцией и медными жилами 3,5 3,1 2, При выборе сечений проводников (мм ) по экономической плотности тока используют формулу (1.40) s эк = I расч / j эк где Iрасч - расчетный ток линии, соответствующий нормальному режиму. А;

jэк - нормированное предельное значение экономической плотности тока, зависящее от материала проводника и про должительности использования максимума нагрузки в год Тmax, А/мм2, принимаемое по табл. 1.2.

По экономической плотности тока не проводят расчет сетей напряжением до 1000 В при длительности использования максимума нагрузки до 5000 ч в год, шин и ответвлений к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 В;

временных сетей напряжением выше 1000 В (со сро ком службы 3-5 лет), к которым относятся и распределительные сети напряжением 6 кВ карьеров.

1.2.1. Типовые задачи с решениями Задача 1.30. Определить сечение линии трехфазного тока напряжением Uном = 6 кВ, пи тающей трансформаторный киоск мощностью Sном = 1310 кВ·А, если средневзвешенный коэффи циент мощности потребителей coscр = 0,8, Длина линии L = 2,5 км, допустимая потеря напряже ния Uдоп = 5%, продолжительность использования максимальной нагрузки Тmax = 6000 ч. Расчет выполнить в двух вариантах.

1. Воздушная линия с алюминиевыми проводами.

Решение. Определяем сечение воздушной линии по допустимому току нагрузки.

Расчетный ток нагрузки по формуле (1.27) ( ) I расч = S / 3U ном = 1310 / 3 6 = 126 А.

Этому току соответствует сечение провода s = 25 мм2 с Iдоп = 135 А (см. прил. 1.2).

Определяем сечение (мм2)провода по допустимой потере напряжения по формуле (1.37) PL s=, U ном U а где PL - сумма моментов нагрузки, кВт·м;

Р — активная мощность потребителей, кВт;

L = 2500 м - длина воздушной линии;

= 32 м/(Ом·мм2) - удельная проводимость алюминия;

Uном = 6 кВ - на пряжение сети;

Uа = Uдоп – Up - активная составляющая потери напряжения в линии, В;

Uдоп допустимая потеря напряжения, В;

Up - индуктивная составляющая потери напряжений в линии, В, и U 5 U доп = доп ногм = = 300 В;

100 где идоп - допустимая потеря напряжения в линии, %.

X0 0, QL = 6 786 2,5 = 131 В;

U p = U ном где X0 = 0,4 Ом/км - удельное индуктивное сопротивление воздушной линии;

Q = Sномsin = 1310·0,6 = 786 квар - реактивная нагрузка потребителей (cos = 0,8 соответствует sin = 0,6);

L длина воздушной линии, км;

Uа = Uдоп – Uр = 300 – 131 = 169 В.

Р = Sномcosср = 1310·0,8 = 1048 кВт.

Подставив в формулу (1.37) полученные значения, имеем 1048 s= = 80 мм 32 6 Принимаем ближайшее большее стандартное значение s = 95 мм (см прил. 1.2). Определяем сечение провода по экономической плотности тока го формуле 1. s эк = I расч / j эк = 126 / 1,0 = 126 мм Принимаем сечение провода s = 120 мм по прил., 1.2 (полученное расчетное сечение округ ляем до ближайшего стандартного);

по механической прочности s = 35 мм2 (см. раздел 1.2). Из че тырех значений сечений провода принимаем нм большее s = 120 мм2. Окончательно принимаем провод марки А-120.

2. Кабельная линия. Кабель с алюминиевыми жилами проложен в траншее, где размещены еще три кабеля. Расстояние между кабелями в свету 200 мм, температура земли не превышает +10°С. Установившийся ток к.з. I(3) = 10000 А, время срабатывания максимальной токовой защи ты и силового выключателя tд = tп =0,25 с. Сечение жилы кабеля по допустимому току определя ется по прил. 1.2 из условия Iдоп I'расч Расчетный ток по формуле (1.28) I = I расч (К 1 К 2 ) расч Определяем коэффициент К1 (см. стр. 26) при четырех проложенных в одной траншее кабе лях и расстоянии между ними 200 мм – К1 = 0,84. Коэффициент К2 находим из табл. 1.1 К2 =1, I'расч = 126/(0,84·1,05) = 143 А.

Принимаем s =50 мм с Iдоп = 155 А (см. прил. 1.3).

Сечение жилы кабеля по допустимой потере напряжения определяем, пренебрегая индук тивным сопротивлением кабеля, по формуле (1.37) PL 1048 s= = = 45,5 мм 2.

U ном U доп 32 6 Принимаем ближайшее, большее стандартное сечение s =50 мм (см. прил. 1.3).

Сечение жилы кабеля по экономической плотности тока s эк = I расч / j эк = 126 / 1,2 = 105 мм где jэк = 1,2 А/мм - экономическая плотность тока из табл. 1.2. Принимаем ближайшее стандартное сечение s = 95 мм2 (см. прил. 1.3).

Сечение жилы кабеля по термической стойкости к токам к.з. по формуле (1.29) s min = I 3) a t п = 10 12 0,25 = 60 мм ( где I(3) = 10 кА - установившийся ток трехфазного к.з.;

а = 12 — термический коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами;

tп = 0,25 с — приведенное время действия тока к.з,, равное вре мени срабатывания релейной защиты и силового выключателя.

Принимаем ближайшее большее стандартное сечение жилы кабеля s = 70 мм2. Из четырех значений сечений жил кабелей принимаем наибольшее s = 95 мм2. Окончательно принимаем к прокладке кабель марки ААБ-6,395 (см. прил. 1.3).

Задача 1.31. Рассчитать линию трехфазного тока (рис. 1.11), выполненную проложенным в земле бронированным кабелем с алюминиевыми токоведущими жилами. Номинальное напряже ние Uном = 380 В. Допустимая потеря напряжения Uдоп = 19 В. Температура земли в самые жаркие месяцы +10°С. Число кабелей в траншее два. Расстояние между кабелями 100 мм. Расчет провести при условии постоянного сечения. Индуктивным сопротивлением ЛЭП-380 пренебречь.

Рис. 1.11. Схема сети к задаче 1. Решение. Определим мощности, потребляемые двигателями из сети, Р'1 = P1/1 = 40,0/0,9 = 44,5 кВт;

P'2 = Р2/2 = 55,0/0,91 = 60,5 кВт;

Р'з = Р3/3 = 20,5/0,885 = 23,2 кВт.

Так как индуктивным сопротивлением кабеля можно пренебречь, сечение для всей магист рали по формуле (1.37) n P L 44,5 60 + 60,5 190 + 23,2 k = s= = = 94,5 мм 2, U ном U доп 32 0,38 где L - длина кабеля до соответствующего электроприемника, м (см. рис. 1.11).

Принимаем стандартное сечение кабеля s = 95 мм2 (см. прил. 1.3).

Проверяем выбранное сечение по допустимому току. Для этого находим токи, потребляе мые электродвигателями, по формуле (1.26):

Р2 10 3 44,5 10 I1 = = = 76 А;

3U cos 1 3 380 0, Р2 10 3 60,5 10 I2 = = = 102 А;

3U cos 2 3 380 0, Р3 10 3 23,2 10 I3 = = = 40 А;

3U cos 3 3 380 0, Так как cos отдельных потребителей мало отличаются один от другого, суммарный ток (расчетный) может быть определен алгебраическим суммированием Iрасч = I = I1 + I2 + I3 = 76 + 102 + 40 = 218 А.

Принимая поправочные коэффициенты на число кабелей К1. = 0,9 и на температуру почвы К2. = 1,04, определяем расчетный ток по формуле (1.28) I = I расч (К 1 К 2 ) = 218 / (0,9 1,04) = 233 А.

расч По этому току принимаем сечение s = 95 мм2 с Iдоп 260 А (см. прил. 1.3). Сечение кабеля напряжением до 1000 В по экономической плотности не рассчитывают.

На термическую стойкость кабели напряжением до 1000 В не проверяют. Таким образом, выбираем кабель марки ААБ-1,395.

Задача 1.32. Определить по условиям допустимого нагрева сечение трехжильного кабеля с медными токоведущими жилами, с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, проложенного в стволе шахты и передающего мощность 1400 кВт при напряжении 6 кВ. Коэффициент мощности cosср = 0,85. Температура воздуха в стволе в летние месяцы не превышает +5°С. Выбрать марку кабеля.

Решение. Расчетный ток, протекающий по кабелю по формуле (1.26) Р I расч = = = 158 А.

3U ном cos ср 3 6 0, Прокладка в стволе двух кабелей согласно нормам снижения нагрузки не требует, т.е. в данном случае К1 = 1,0. Поправочный коэффициент на температуру К2 = 1,22.

Тогда расчетный ток по формуле (1.28) I расч I = = = 130 А.

расч К 1 К 2 1 1, Принимаем s = 50 мм2, с Iдоп = 145 А (см. прил. 1.3). Марка кабеля ЦСК-6,350.

Задача 1.33. Рассчитать линию трехфазного тока (рис. 1.12), выполненную проложенным в земле бронированным кабелем с медными токоведущими жилами, по допустимой потере напря жения. Номинальное напряжение 380 В. Допустимая потеря напряжения 19 В.

Рис. 1.12. Схема сети к задаче 1. Нагрузка электроприемников задана потребляемыми токами.

Решение. Сечение жилы кабеля определяем по формуле (1.36) n 3 I к L к cos к 3 (40 50 0,85 + 60 120 0,88 + 50 200 0,9 + 80 320 0,92 ) k = s= = = 64,6 мм 2, U доп 53 где = 53 м/(Ом·мм2) - удельная проводимость меди.

Принимаем ближайшее большее стандартное сечение s =70 мм2 (см. прил. 1.3). Марка ка беля СБ-1,370.

Задача 1.34. Рассчитать линию однофазного тока для условий, приведенных в задаче 1. (см. рис. 1.11), по допустимой потере напряжения Uдоп, если жилы кабеля медные.

Решение. Сечение линии по формуле (2.39) n 2 PкLк 2(44,5 60 + 60,5 190 + 23,2 350) k = s= = = 116 мм 2, U ном U доп 53 0,38 где Р'к =мощности, потребляемые двигателями. Принимаем стандартное сечение s = 120 мм2 (см.

прил. 1.3).

Задача 1.35. Рассчитать линию однофазного тока, выполненную проложенным в земле од ним бронированным кабелем с медными токоведущими жилами (см. рис. 1.12) по допустимым то ку и потере напряжения. Номинальное напряжения 380 В, допустимая потеря напряжения 19 В.

Температура земли не превышает + 20°С.

Решение. Так как коэффициенты мощности отдельных потребителей мало отличаются друг от друга, расчетный ток определяется как алгебраическая сумма их:

Iрасч = I1 + I2 + I3 +I4 = 40 + 60 + 50 + 80 = 230 А.

Расчетный ток с учетом поправочных коэффициентов по формуле (1.28) I = I расч (К 1 К 2 ) = 230 / (1 0,96) = 240 А.

расч Принимаем сечение жилы кабеля по допустимому нагреву s = 70 мм2 с Iдоп = 285 А (см.

прил. 1.3). Сечение жилы кабеля по допустимой потере напряжения по формуле (1.38):

n 2 I к Lк cos к 2(40 50 0,8 + 60 120 0,88 + 50 200 0,9 + 80 320 0,92) s= = = 75 мм 2.

k = U доп 53 Принимаем ближайшее большее стандартное сечение s =95 мм2.

1.2.2. Задачи для самостоятельного решения Задача 1.36. Определить сечение кабелей, питающих шины ГПП шины. Энергия передает ся двумя кабелями, проложенными в траншее на расстоянии один от другого в свету 200 мм, тем пература почвы не превышает +10°С, передаваемая мощность S = 4000 кВ·А при напряжении Uном = 6 кВ. Кабели принять с алюминиевыми жилами.

Задача 1.37. Кабельная линия напряжением Uном = 6 кВ питает трансформаторный киоск мощностью S = 2000 кВ·А, средневзвешенный коэффициент мощности потребителей cosср = 0,8.

Кабель с алюминиевыми жилами проложен в земле, температура которой не превышает + 10°С.

Длина кабеля Lк = 1700 м. Определить сечение кабеля по допустимой потере напряжения, если Uдоп = 5% от номинального и проверить выбранное сечение кабеля по допустимому току нагруз ки.

Задача 1.38. По условиям нагрева выбран кабель напряжением Uном = 10 кВ с алюминие выми жилами сечением 120 мм2. Проверить термическую стойкость жил данного кабеля при к.з., если установившийся ток к.з. I(3) = 18000 А, время срабатывания максимальной защиты и силово го выключателя tn = 0,2 с. Кроме того, определить максимальную передаваемую по этому кабелю мощность.

Задача 1.39. Воздушная линия из алюминиевого провода напряжением Uном = 10 кВ питает передвижной трансформаторный киоск мощностью Р = 1600 кВт, коэффициент мощности потре бителей cosср = 0,8. Определить сечение проводов по допустимому току нагрузки и экономиче ской плотности тока, если продолжительность использования максимума нагрузки Ттах = 6000 ч.

Задача 1.40. Кабельная линия с медными жилами питает трансформаторный киоск мощно стью S = 1800 кВ·А при напряжении Uном = 10 кВ. Определить сечение жилы кабеля по допусти мому току нагрузки и экономической плотности тока, если продолжительность использования максимума нагрузки в год составляет Ттах = 7000 ч. Температура почвы не превышает +20°С.

Задача 1.41. Кабель с алюминиевыми жилами проложен в земле рядом с двумя работаю щими;

расстояние между кабелями 300 мм в свету. Нагрузка на кабель S = 630 кВ·А. Температура почвы не превышает ±15°С. Определить сечение жил кабеля по нагреву и экономической плотно сти тока и проверить на термическую стойкость к токам к.з., если продолжительность использова ния максимума нагрузки в год Тmax = 5000 ч, установившиеся значение тока к.з. I(3) = 15000 А, время срабатывания защиты tп = 0,25 с, термический коэффициент кабеля = 12. Напряжение се ти Uном = 6 кВ.

Задача 1.42. Воздушная линия из алюминиевых проводов питает РП-6 кВ вентилятора главного проветривания шахты мощностью S =1000 кВ·А. Длина воздушной линии L = 1500 м.

Определить ее сечение по допустимым току нагрузки и потере напряжения, если средневзвешен ный коэффициент мощности потребителей cosср = 0,8, допустимая потеря напряжения Uдоп = 300 В, напряжение сети Uном = 6 КВ.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.