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:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Г.М. Авсеев А.Ф. Алексеенко И.Л. Гармаш СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ГОРНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ Допущено Министерством угольной ...»

-- [ Страница 3 ] --

Таблица 2. Характеристика электрооборудования проходческого комплекса Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Комбайн 4ПП-2 - 8 - 198, в том числе:

исполнительный орган ЭДКО4-2М 1 105 погрузочное устройство ВАО62-4 1 17 механизм передвижения ВАО52-6 2 7,5 гидросистема ВАО62-4 1 17 перегружатель мостовой ВАО42-4 1 5,5 5, перегружатель прицепной ВАО62-4 1 17 вентилятор пылеотсоса ВАО71-2 1 22 Скребковый конвейер СП-63М ЭДКОФ-42/4 2 45 Вентилятор местного проветривания ВМ-8М - 1 50 Определить расчетную мощность трансформатора подстанции для питания потребителей подготовительного участка и выбрать ее тип. Начертить схему электроснабжения и описать ее особенности.

Задача 2.17. При проведении штрека на угольной шахте применено следующее оборудова ние: погрузочная машина 1ПНБ-2, ручное электросверло СЭР-19Д, конвейеры - СР-70М, ленточ ный 1Л80, монорельсовая дорога ДМК, насос НУМС-30Е системы орошения. Для проветривания выработки установлен вентилятор местного проветривания ВМ-5М. Выработку необходимо прой ти на длину 400 м.

Характеристика оборудования приведена в табл. 2.10. Напряжение питания потребителей 660 В.

Напряжение питания электросверла 127 В.

Определить расчетную мощность трансформатора передвижной трансформаторной под станции и выбрать ее тип. Начертить схему электроснабжения и пояснить ее особенности.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Погрузочная машина 1ПНБ-2 - 2 - в том числе:

привод нагребающих - 1 20 лап и цепи конвейера привод гусеничного хода - 1 10 Скребковый конвейер СР-70М ЭДКОФ-42/4 2 45 Ленточный конвейер 1Л80 ВАО81-4 1 40 Монорельсовая дорога ДМК KO51-8 1 40 Насос орошения НУМС-30Е ВАО72-2 1 30 Вентилятор ВМ-5М - 1 13 Электросверло СЭР-19Д - 1 1,4 1, Задача 2.18. При проведении откаточного штрека на угольной шахте применен проходче ский комбайн ГПК с перегружателем, скребковый конвейер СР-70М, ленточный конвейер 1Л80, монорельсовая дорога МДК. Для проветривания выработки установлен вентилятор ВМ-8М. Ха рактеристика электрооборудования приведена в табл. 2.11.

Таблица 2. Характеристика электрооборудования Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Комбайн ГПК - 4 - 106, в том числе:

исполнительный орган ЭДКОФ-43/4 1 55 механизм передвижения ВАО2-6 1 22 погрузочное устройство ВАО1-4 1 22 перегружатель ВАО1-4 1 7,5 7, Конвейер СР-70М ЭДКОФ-43/4 2 45 Конвейер 1Л80 ВАО1-4 1 40 Монорельсовая дорога МДК КО1-8 1 40 Вентилятор ВМ-8 ВРМ200М2 1 50 Определить расчетную мощность трансформатора подстанции для питания потребителей подготовительного участка и выбрать ее тип. Начертить схему электроснабжения и пояснить ее особенности. Шахта опасна по газу и пыли. Подстанция расположена в тупиковой выработке.

Номинальный к.п.д. электродвигателя вентилятора местного проветривания ном = 91 %, номинальный коэффициент мощности cosном = 0,88, напряжение питания всех потребителей В.

2.2. Определение расчетных нагрузок и выбор участковых подземных подстан ций при напряжении 1140 в Расчетные нагрузки, как и при напряжении 660 В, определяют по известной технологиче ской схеме и применяемому электрооборудованию.

Суммарная установленная мощность токоприемников участка определяется как сумма но минальных мощностей отдельных токоприемников.

Полная расчетная мощность токоприемников (кВ·А) в нормальном режиме определяется методом коэффициента спроса по формуле а Р уст + (1 а )k и Р м (2.16 ) Sм = cos м где а - коэффициент спроса, учитывающий загрузку двигателей и зависящий от типа механизации (а = 0,4 для комплексно-механизированных забоев и а = 0,3 для прочих условий);

Руст - суммар ная установленная мощность электроприемников, за исключением технологически несовмести мых и резервных, кВт;

kи - коэффициент использования наиболее мощного электродвигателя уча стка, определяемый как отношение требуемой по расчету и установленной мощности (при отсут ствии данных принимают kи = 1);

Рм - мощность наиболее мощного электроприемника, кВт;

cosм — средневзвешенный коэффициент мощности всех приемников участка при условии питания их от одной ПУПП, при отсутствии данных для расчета принимают cosм = 0,7.

По полученному значению полной расчетной мощности токоприемников в нормальном режиме в зависимости от номенклатуры выпускаемых промышленностью подстанций предвари тельно выбирают мощность и число ПУПП.

Окончательно мощность подстанции выбирают с учетом условий микроклимата в месте ус тановки подстанции и предельной установленной мощности электроприемников, которые могут быть подключены к выбранной ПУПП с учетом коэффициента спроса.

Для этой цели коэффициент, учитывающий комплексные условия микроклимата, опреде ляют по формуле kк = 1,175 + 0,03 vc - 0,005 t0 ± 2,5-10-5 Нв, (2.17) где vc — скорость постоянного движения воздуха в месте установки подстанции по данным заме ров или наименьшая допустимая по ПБ, м/с;

t0 — температура воздуха в месте установки подстан ции (фактическая, прогнозируемая по опыту работы других участков или наибольшая допустимая по ПБ), °С;

Нв - глубина выработки ниже уровня моря (знак "плюс"), или высота над уровнем моря (знак "минус"), м.

В настоящее время в номенклатуре ПУПП на напряжение 1140 В имеются только два типо размера: ТСВП-630/6-1,2 и ТСВП-1000/6-1,2.

Для принятой ПУПП определяют предельную установленную мощность электроприемни ков (кВт), которые могут быть подключены к ПУПП с учетом коэффициента спроса, по формуле S cos м (1 а )k и Р м (2.18 ) Р пр = т а где Sт - номинальная мощность трансформатора принятой предварительно ПУПП, кВ·А.

Допустимую мощность электроприемников (кВт), которые могут быть подключены к ПУПП с учетом условий микроклимата, определяют по формуле k S cos м (1 а )k и Р м (2.19 ) Рдоп = к т а Если общая установленная мощность приемников Руст меньше, чем допустимая для дан ной подстанции Рдоп, то подстанция обеспечивает электроснабжение участка без перегрева.

Если Руст Рдоп, то подстанция существенно недогружена. В этом случае можно, если это допустимо по другим соображениям, перевести на напряжение 1140 В дополнительную нагрузку.

Если Руст Рдоп, то мощность подстанции недостаточна для обеспечения энергоснабже ния данного комплекса и необходимо часть электроприемников комплекса питать от второй под станции.

Выбранная подстанция удовлетворяет всем требованиям, если Руст Рдоп и Руст Рпр.

Расчет по приведенным выше формулам должен проводиться для каждой из ПУПП отдель но.

При наличии в номенклатуре нескольких типоразмеров ПУПП выбор мощности (кВ-А) проводится по условию Sт Sм/kк (2.20) От одной высоковольтной ячейки могут питаться не более трех ПУПП.

Задача 2.19. Очистной забой оборудован механизированным комплексом 2КМ87ВМ. В со став комплекса входят: узкозахватный комбайн 1ГШ68Е, конвейер лавы СП-87П, насос орошения НУМС-200Е, три насосные установки СНУ-5 (в каждой три электродвигателя), предохранительная лебедка 1ЛПЕ, пусковой агрегат АПВИ-1140 и осветительный аппарат AOC-4B. Под лавой уста новлен конвейер СП-63. Напряжение питания оборудования П40 В.

Для эксплуатации комплекса 2КМ87ВМ установлено дополнительное оборудование на на пряжение 660 В: буровой станок СБГ-1М (электродвигательКО21-4, Рном = 15 кВт), высоконапор ная установка УНВ-2 (электродвигатель КО21-6, Рном = 11 кВт).

Характеристика электрооборудования для комплекса 2КМ87ВМ приведена в табл. 2.12.

Определить расчетную мощность трансформатора подстанции для потребителей, питаю щихся напряжением 1140 В, и выбрать ее тип.

Таблица 2. Электрооборудование комплекса 2КМ87ВМ и его характеристика Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Узкозахватный комбайн 1ГШ68Е ЭКВ4-160-2У5 2 160 Конвейер лавы СП-87П ЭДКОФВ-52/4 2 110 Конвейер СП-63 (в штреке под па ЭДКОФВ-42/4 2 45 вой, в состав комплекса не входит) Насос орошения НУМС-200Е ВАО72-2У5 1 30 Насосная установка СНУ-5 ВАОФ-4У5 2 17 (в составе комплекса три установки) ВАО61-4У5 1 13 Лебедка предохранительная 1ЛПЕ ВАОФ62-4У5 1 17 Агрегат пусковой АПВИ-1140 4 кВ·А 4 кВ·А Агрегат осветительный АОС-4В 4 кВ·А 4 кВ·А - Решение. Определяют общую установленную мощность (кВт) токоприемников напряже нием 1140 В без учета пускового агрегата и осветительного аппарата Руст = Рном Руст = 320 + 220 + 90 + 30 +3·34 + 3·13 + 17 = 818 кВт.

Определяют полную расчетную мощность токоприемников в нормальном режиме (без уче та пускового агрегата и осветительного трансформатора) по формуле (2.16) а Р уст + (1 а )k и Р м 0,4 818 + (1 0,4 ) 1 Sм = = = 741,71 кВ А.

cos м 0, Полная расчетная мощность токоприемников (кВ·А) в нормальном режиме с учетом мощ ностей пускового агрегата и осветительного трансформатора S'м = Sм + Sап + Sот, (2.21) где Sап — мощность пускового агрегата, кВ·А;

Sот - мощность осветительного трансформатора, кВ·А S'м = 741,71+4 + 4 = 749,71 кВ·А.

В настоящее время имеется только два типоразмера подстанций на 1140 В: ТСВП-630/6-1, и ТСВП-1000/6-1,2. Согласно полученному значению S'м предварительно выбирают подстанцию ТСВП-1000/6-1,2 с номинальной мощностью трансформатора Sт = 1000 кВ·А (см. прил. 2.3 и 2.5).

Определяют коэффициент микроклимата по формуле (2.17). Поскольку в условии задачи температура окружающей среды не указана, принимается максимально допустимая по ПБ, t0 = 26°С.

Горизонт, на котором установлен угледобывающий комплекс, находится на отметке Нв = 690 м ниже уровня моря.

Так как в условии задачи скорость движения воздуха в месте установки подстанции не ука зана, то принимается минимально допустимая по ПБ, vc = 2 м/с.

kк = 1,175 + 0,03 vc - 0,005 t0 ± 2,5·10-5 Hв;

kк 1,175 + 0,03·2 - 0,005·26 + 2,5·690·10-5 = 1,122.

= Выбирают мощность трансформатора из условия (2.20) Sт S'м /kк = 749,71/1,122 = 668,19 кВ·А.

Принятая предварительно подстанция отвечает этому условию.

Для принятой ПУПП определяют предельно установленную мощность электроприемников, которые могут быть подключены к ПУПП, с учетом коэффициента спроса по формуле (2.18) S т cos м (1 а )k и Р м 1000 0,7 (1 0, 4 ) 1 Р пр = = = 1270 кВт.

а 0, Определяют допустимую мощность электроприемников, которые могут быть подключены к ПУПП, с учетом условий микроклимата по формуле (2.19) k S cos м (1 а )k и Р м 1,122 1000 0,7 (1 0, 4) 1 Рдоп = к т = = 1483,5 кВт.

а 0, Так как Руст = 818 кВт Рдоп = 1483,5 кВт и Руст = 818кВт Рпр = 1270 кВт, то принятая подстанция будет значительно недогружена. Поэтому имеет смысл проверить подстанцию ТСВП 630/6-1,2 по предельной и допустимой мощности токоприемников, которые могут быть к ней под ключены:

630 0,7 (1 0,4 ) Рпр = = 622,5 кВт, 0, 1,122 630 0,7 (1 0,4 ) 1 Рдоп = = 757 кВт.

0, Так как Руст = 818 кВт Рдоп = 757 кВт и Руст = 818кВт Рпр = 622,5 кВт, то мощность подстанции ТСВП-630/6-1,2 недостаточна для питания электроприемников комплекса. Поэтому окончательно принимают подстанцию ТСВП-1000/6-1,2 (см. прил. 2.3 и 2.5).

2.2.1. Задачи для самостоятельного решения Задача 2.20. Для проведения откаточного штрека в угольной шахте, опасной по газу, по крепким породам применен проходческий комплекс "Союз-19". Главный привод (исполнительно го органа) комбайна этого комплекса состоит из четырех электродвигателей ЭКВ4-160-2У5 (Рном = 160кВт, Iном = 110 А, ном = 90%, cosном = 0,8), рассчитанных на номинальное напряжение 1140 В.

Остальное электрооборудование комплекса — электродвигатель лебедки, два электродви гателя гидросистемы, два электродвигателя системы пылеотсоса, электродвигатель насоса ороше ния, два электродвигателя перегружателя и конвейера, два электродвигателя бермовых органов, электродвигатель насоса заливки, электродвигатель толкателя, электродвигатель подъемника кре пи — рассчитано на напряжение 660 В.

Суммарная установленная мощность электродвигателей комплекса "Союз-19" (включая и главный привод) составляет 900 кВт.

Присоединение приемников независимо от значения их номинального напряжения осуще ствлено гибким экранированным кабелем ГРШЭ на напряжение 1140 В. Комплекс установлен на горизонте с отметкой 750 м ниже уровня моря.

Вентилятор местного проветривания выработки питается от другого распредпункта, не свя занного с проходческим комплексом.

Определить расчетную мощность токоприемников напряжением 1140 В и 660 В комплекса "Союз-19" и выбрать для их питания тип и число трансформаторных подстанций, если коэффици ент спроса для потребителей напряжением 660 В kс = 0,75.

Задача 2.21. Очистной забой оборудован механизированным комплексом, в состав которо го входят: комбайн 2К52МВ, забойный конвейер СП-63ТН-В, насосная установка НУМС-20ОК, маслостанция СНУ-5В, предохранительно-поддерживающая лебедка 1ЛПЕ. На штреке под очист ным забоем установлен конвейер СП-63М.

На участке имеются три грузовые лебедки, пусковой и осветительный агрегаты. Характе ристика токоприемников участка приведена в табл. 2.13. Напряжение питания всех потребителей 1140 В.

Таблица 2. Характеристика токоприемников участка Электродвигатель Установленная мощность, кВт Потребитель тип число номинальная общая Комбайн 2К52МВ ЭКВ4-125-У5 1 125 Забойный конвейер СП-63ТН-В ЭДКОФВ-42/4-42-5 2 45 Конвейер СП-63М ЭДКОФВ-42/4-У2-5 2 45 Насосная установка СНУ-5В ВАОФ-4-У5 2 17 ВАО61-4У5 1 13 Предохранительная лебедка 1ЛПЕ ВАОФ-62-4У5 1 17 Насос орошения НУМС-200К ВАО72-2У5 1 30 Грузовая лебедка:

№1 ВАО61-4 1 13 №2 ВАОФ 62-4 1 17 №3 ВАО72-2 1 30 Агрегат пусковой АПВИ-1140 4 кВ·А 4 кВ·А - Аппарат осветительный АОС-4В - 4 кВ·А 4 кВ·А Определить полную расчетную мощность токоприемников участка и выбрать подстанцию для их питания, если известно, что очистной забой находится на горизонте с отметкой 810 м ниже уровня моря, скорость воздуха на откаточном штреке, где расположена подстанция, 5 м/с, темпе ратура окружающей среды в месте установки подстанции 25 °С.

2.3. Расчет токов короткого замыкания 2.3.1. Цель расчетов токов короткого замыкания Расчет токов короткого замыкания (к.з.) в шахтных сетях с изолированной нейтралью трансформатора состоит в определении наибольшего возможного тока трехфазного к.з. и наи меньшего возможного тока двухфазного к.з.

Токи трехфазного к.з. рассчитывают с целью проверки кабелей на термическую стойкость и коммутационной аппаратуры на отключающую способность, термическую и динамическую стойкость. Токи двухфазного к.з. определяют для проверки уставок максимальной токовой защи ты на надежность срабатывания при к.з. в электрически удаленных точках сети, а также для про верки правильности выбора плавких вставок предохранителей.

Для проверки кабелей на термическую стойкость определяют ток трехфазного к.з. в начале проверяемого кабеля. Для выбора аппаратуры по отключающей способности определяют ток трехфазного к.з. непосредственно на выходе коммутационного аппарата, и, наконец, для проверки правильности выбора уставок максимальной токовой защиты и плавких вставок предохранителей ток двухфазного к.з. определяют в наиболее электрически удаленной точке сети, т.е. на зажимах электродвигателей.

2.3.2. Способы расчета токов короткого замыкания в шахтных сетях напряжением до 1000 В Известны следующие способы расчета токов к.з. в шахтных сетях:

1. метод, согласно которому параметры элементов различных ступеней трансформации приводятся к одной (базисной) ступени, выбранной за основную. При этом параметры схемы мо гут быть выражены в относительных или именованных единицах. В сетях до 1000 В, как правило, расчет ведут в именованных единицах параметров;

2. метод приведенных длин без учета влияния снижения напряжения в высоковольтной сети при к.з.;

3. метод приведенных длин с учетом влияния снижения напряжения в высоковольтной сети при к.з.;

4. аналитический метод без учета влияния снижения напряжения в высоковольтной сети при к.з.;

5. аналитический метод с учетом влияния снижения напряжения в высоковольтной сети при к.з.;

6. токи к.з. в сетях напряжением 1140 В рассчитывают по методу токов к.з. в сетях до 1000 В, так как согласно ПБ в настоящее время сети напряжением 1140В условно относятся к се тям напряжением до 1000 В.

Каждый из указанных способов имеет свою точность и область применения, которая будет оговорена при рассмотрении конкретного способа. Здесь же отметим только, что наиболее уни версален и точен первый способ расчета. Все остальные можно назвать приближенными.

2.3.2.1. Расчет токов короткого замыкания методом приведения параметров сети к базисным условиям Согласно методу приведения параметров сети к базисным условиям, при расчете токов к.з.

в установках до 1000 В необходимо учитывать индуктивные и активные сопротивления силовых трансформаторов со вторичным напряжением до 1000 В, индуктивные и активные сопротивления проводников, кабелей и шин (длиной 10 м и более), токовых катушек расцепителей автоматиче ских выключателей, первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока, переходных кон тактов коммутационных аппаратов, а также несимметрию сопротивлений фаз, вызванную, напри мер, установкой трансформаторов тока не во всех фазах.

Сопротивление системы до вводов трансформаторов при Sс 20 Sт. ном можно не учитывать, т.е. считать, что трансформатор питается от системы бесконечной мощности. При этом периоди ческая составляющая тока к.з. будет незатухающей.

В связи с тем, что установки напряжением до 1000 В характеризуются большой электриче ской удаленностью от источника питания, как правило, достаточно мощного, периодическую со ставляющую тока к.з. можно считать неизменной по амплитуде.

При вычислении мощностей и токов к.з. в сетях напряжением до 1000 В используют вели чины в именованных единицах: мощность (кВ·А), ток (А или кА), напряжение (В или кВ), сопро тивление (мОм) или в базисных относительных единицах при произвольной базисной мощности.

При расчете в именованных единицах сопротивление элементов приводится к той ступени напряжения, для которой определяется ток к.з.

Значения средних номинальных ступеней напряжений принимаются равными 1,05 Uном, где Uном - номинальное напряжение сети, т.е. Uср = 1,05 Uном. Шкала средних номинальных напряже ний в сетях до 1000 В: 0,69, 0,525;

0,4;

0,23;

0,133 кВ.

Порядок расчета токов к.з. в сетях до 1000 В следующий.

Выбирают расчетные условия и составляют расчетную схему с указанием всех элементов системы электроснабжения в короткозамкнутой цепи и их номинальных параметров.

При выборе расчетной схемы следует исходить из нормально предусмотренных для систе мы условий работы и можно не учитывать ее видоизменений, не предусмотренных для длительной эксплуатации.

На расчетной схеме намечают расчетные точки к.з., в которых электрооборудование нахо дится в наиболее тяжелых условиях.

По этой схеме составляют в однолинейном изображении схему замещения для выбранных точек к.з., в которой все трансформаторные связи между отдельными частями расчетной схемы заменяются электрическими связями. Желательно каждый элемент в схеме замещения обозначать дробью: в числителе порядковый номер элемента, в знаменателе — значение сопротивления;

так же указывать источники питания в месте к.з.

Параметры элементов различных ступеней трансформации приводятся к одной (базисной) ступени, выбранной за основную.

Схема замещения приводится к простейшему виду.

Сопротивления элементов цепи, приведенные к базисному напряжению, определяются по формулам:

х U2 r U (2.22) х б = ном 2 б ;

rб = ном 2 б U ср U ср где хном и rном - фактические номинальные соответственно индуктивное и активное сопротивления элементов цепи к.з., мОм.

Активное сопротивление линии (мОм) (2.23) l rл.ном = 10 s или rл.ном = l·r0103 (2.24) где l - длина линии, км;

s — сечение провода фазы или жилы кабеля, мм2;

- удельная проводи мость, м/(Ом·мм2);

r0 - сопротивление 1 км линии, Ом/км (прил. 2.6;

2.7 и 2.8).

Индуктивное сопротивление линии (мОм) xл.ном = x0·l·103 (2.25) где х0 - индуктивное сопротивление 1 км проводной или кабельной линии, Ом/км (см. прил. 2.6;

2.7 и 2.8).

Сопротивление системы до шин подстанции при известной мощности к.з. Sк на этих шинах хс = U2ср. к/Sк (2.26) где Uср. к — среднее напряжение ступени, где известна мощность Sк Сопротивление системы, приведенное к базисному напряжению ступени (мОм) U ср.к U б2 U б (2.27) хс = = Sк S кU ср.к где Uб - базисное напряжение, В;

Sк - мощность трехфазного к.з. системы на шинах подстанции, кВ·А.

Активное сопротивление трансформатора, приведенное к базисному напряжению (вторич ной обмотке) (мОм):

PU (2.28) Rт = к 2 т.ном S т.ном где Рк — потери к.з., кВт;

Uт. ном - номинальное напряжение вторичной обмотки, В;

Sт. ном - номи нальная мощность трансформатора, кВ·А.

Если потери к.з. заданы в Вт, номинальная мощность трансформатора Sт ном в кВ·А, а но минальное напряжение вторичной обмотки трансформатора в кВ, то формула (2.28) для Rт (мОм) приобретает вид PU Rт = к 2 т.ном 10 S т.ном Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке (Ом) 10и кU т. ном (2.29 ) Хт = S т.ном S т.ном, кВ А где U т.ном, кВ, и к напряжение к.з. трансформатора, %.

При необходимости более точного определения индуктивного сопротивления Xт вместо ик в формулу (2.29) следует подставить реактивную составляющую напряжения к.з. трансформатора ир (%), которая определяется по формуле (2.30 ) и р = ик иа 2 где иа - активная составляющая напряжения к.з. трансформатора (%) Рк (2.31) иа = 10S т.ном В формуле (2.31) Рк в Вт, Sт.ном в кВ·А. Если Рк задано в кВт, то формула (2.31) преобразу ется к виду иа = 100Рк/Sт. ном (2.32) Если номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора задано в вольтах, то для определения Хт (мОм) формула (2.29) приобретает вид и U (2.33) Х т = к т.ном 100 S т.ном Таким образом, более точное значение Хт (мОм) с учетом выражений (2.30), (2.32) и (2.33) может быть определено по формуле 100Р к U т.ном (2.34) и Хт = S к т.ном 100S т.ном Активное и индуктивное сопротивления трансформатора могут быть рассчитаны и по дру гим формулам, которые приведены в разделе 2.3.2.4.

Действующее значение периодической составляющей»! тока трехфазного к.з. (кА) без уче та влияния асинхронных двигателей Uб (2.35) I к3) = ( 3 r2 + х где r и х - результирующее соответственно активное и индуктивное сопротивления, приведенные к базисным условиям, до точки к.з., мОм.

Ток двухфазного к.з. (кА) Uб (2.36 ) I к2 ) = ( 3 r2 + х Ударный ток к.з. (кА) (2.37 ) i у = k у 2 I к(3 ) 0, 01 / Т а где k у = 1 + е - ударный коэффициент, где е — основание натурального логарифма;

Та = х/(r) - постоянная времени короткозамкнутой цепи, с;

= 2f - угловая частота, с-1;

f= 50 Гц.

х (2.38) Та = 314r При определении ударного тока учитывается влияние асинхронных двигателей, непосред ственно присоединенных к месту к.з.

Полное значение ударного тока к.з. (кА)'от питающей системы и электродвигателей (2.39 ) i у = k у 2 I к(3 ) + 6,5 I ном где Iном — номинальный ток двигателя, кА.

Задача 2.22. Участковая трансформаторная подстанция ТСШВП-630/6-0,69 питается на пряжением 6 кВ от промежуточного распредпункта РП-6 кабелем ЭВТ-6000-335 длиной 400 м.

Распредпункт очистного забоя РПП-0,66 питается фидерным кабелем ЭВТ 395 длиной 100 м от подстанции ТСШВП-630/6-0,69 кВ. Мощность трехфазного к.з. системы на шинах РП-6 S(3)с = MB·А. Комбайн 1К101 соединен с распредпунктом РПП-0,66 кабелем ГРШЭ 335 длиной 200 м.

Номинальный ток двигателя комбайна в часовом режиме Iном = 119 А.

Определить значения токов I(3)к, I(2)к и iу в точках к1 и к2 (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схемы электроснабжения комбайна 1К-101 (а) и замещения для расчета токов к.з. методом приведения пара метров сети к базисным условиям (б) (к задачам 2.22, 2.23, 2.24, 2.25, 2.26) Решение. Принимаем базисное напряжение Uб =690 В.

Индуктивное сопротивление системы, приведенное к базисному напряжению, по формуле (2.27) х1 = U20/S(3)с = 6902/40000 = 11,9 мОм.

Индуктивное сопротивление кабельной линии напряжением 6 кВ по формуле (2.25) хл.ном = х0·l·103 = 0,087·0,4·103 = 34,8 мОм.

Значения х0 даны в прил. 2.6, 2.7 и 2.8.

Индуктивное сопротивление кабельной линии 6 кВ, приведенное к базисному напряжению, по формуле (2.22) х л. номU б 34,8 690 х2 = = = 0,417 мОм.

6300 U ср Активное сопротивление кабельной линии напряжением 6 кВ, по формуле (2.24) rл.ном = r0l103 =0,52·0,4·103 = 208 мОм.

Значения г даны в прил. 2.6, 2.7 и 2.8.

Активное сопротивление кабельной линии напряжением 6 кВ, приведенное к базисному напряжению, по формуле (2.22) rл.номU б 208 690 r1 = = = 2,495 мОм.

6300 U ср Активное сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке (Sт.ном = кВ·А;

ик = 3,5%;

Рк = 4,9 кВт), по формуле (2.28) 4,9 690 PU Rт = r2 = к 2 т.ном = = 5,877 мОм.

630 S т.ном Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке, по фор муле (2.34) 100Рк 100 4, 690 U т.ном = Х т = х3 = и 3,5 2 = 25,79 мОм.

к 100 630 S т.ном 100S т.ном Сопротивления элементов автоматического выключателя ПУПП (выключатель типа А3742, Iном = 630 А, Iоткл = 23 кА): переходное сопротивление контактов выключателя r3к = 0,25 мОм;

r4к = 0,12 мОм;

х4к = 0,094 мОм (прил. 2.9 и 2.10).

Активное сопротивление кабельной линии напряжением 660 В, питающей распредпункт очистного забоя, по формуле (2.24) r5 = r0·l·103 = 0,191·0,1·103 = 19,1 мОм.

Индуктивное сопротивление кабельной линии напряжением 660 В, питающей распред пункт очистного забоя, по формуле (2.25) x5 = х0·l·103 = 0,06·0,1·103 = 6 мОм.

Сопротивления элементов автоматического фидерного выключателя АВ-320-ДО (Iном = А, Iоткл = 20 кА): контактов r6к = 0,48 мОм;

катушек максимального тока r7к = 0,25 мОм;

х7к = 0, мОм (см. прил. 2.9 и 2.10). Активное и индуктивное сопротивления силовой цепи каждого комму тационного аппарата, включенного последовательно в короткозамкнутую цепь, можно считать эк вивалентными соответствующим сопротивлениям жилы гибкого кабеля сечением 50 мм2 и длиной 10 м.

Для пускателей серии ПВИ в техническом описании и инструкции по эксплуатации указы ваются не сопротивления элементов силовой цепи, а токоограничивающее действие силовой цепи, эквивалентное длине гибкого кабеля сечением жилы 50 мм2. Эти длины приведены в прил. 2.11.

Для пускателя ПВИ-125 токоограничивающее действие силовой цепи эквивалентно 15 м гибкого кабеля сечением силовой жилы 50 мм2.

Тогда активное сопротивление силовой цепи по формуле (2.24) r8к = r0·l·103 = 0,37·0,015·103 = 5,55 мОм, r0 = 0,37 Ом/км (см. прил. 2.6 и 2.7).

Индуктивное сопротивление силовой цепи по формуле (2.25) x8к = x0·l·103 = 0,81·0,015·103 = 1,215 мОм, x0 = 0,081 Ом/км (см. прил. 2.6 и 2.7).

Сопротивление кабельной линии напряжением 660 В до точки k2: по прил. 2.6 для s = мм2 находим r0 = 0,52 Ом/км и x0 = 0,086 Ом/км, тогда r9 = r0·l·103 = 0,52·0,2·103 = 104 мОм, x9 = x0·l·103 = 0.086·0,2·103 17,2 мОм.

Результирующее сопротивление до точки k1:

rk1 = r1 + r2 +r3k + r4k + r5 + r6k + r7k = = 2,495 + 5,877 + 0,25 + 0,12 + 19,1 + 0,48 + 0,25 = 28,572 мОм;

xk1 = x1 +x2 +x3 +x4k +x5 +x7k = 11,9 + 0,417 + 25,79 + 0,094 + 6 + 0,19 = 44,391 мОм;

z k 1 = r2k 1 + x k 1 = 28,572 2 + 44,391 2 = 52,791 мОм.

Результирующее сопротивление до точки к2:

rk2 = rk1 + r8k + r9 = 28,572 + 5,55 + 104 = 138,122 мОм.

xk2 = xk1 + x8k + x9 = 44,391 + 1,215 + 17,2 = 62,806 мОм.

z k 2 = r2k 2 + x k 2 = 138,122 2 + 62,994 2 = 151,73 мОм.

Ток трехфазного к.з. в точке k 690 10 U 10 I k(3) = б = = 7555,15 А.

3 52, 3 z k Ток двухфазного к.з. в точке k U 10 3 690 10 I k(1 ) = б = = 6535,20 А.

2 52, 2 z k Ток трехфазного к.з. в точке k2 без учета асинхронного двигателя 690 10 U б 10 (3 ) Ik2 = = = 2628,64 А.

3 151, 3 z k Ток двухфазного к.з. в точке k2 без учета асинхронного двигателя U 10 3 690 10 I k(2 ) = б = = 2273,77 А.

2 151, 2 z k Ударный ток к.з. в точке k1 по формуле (2.37) i уk 1 = k у 2 I к(3 ) Постоянная времени короткозамкнутой цепи х 44, Т а = k 1 = = 0,0049 с.

314rk 1 314 28, Ударный коэффициент для точки k 0, = 1 + е 0,01 / 0,0049 = 1,13;

kу = 1+ е Та i уk1 = 1,13 2 7555,15 = 12037,62 А.

Ударный ток к.з. в точке k2 от питающей системы и асинхронного электродвигателя по формуле (2.39) i уk 2 = k у 2 I к(3) + 6,5I ном Ударный коэффициент для точки k х 62, Т а = k 2 = = 0,0014 с;

314rk 2 314 138, k у = 1 + е 0,01 / Т а = 1 + е 0,01 / 0,0014 = 1,0008;

i уk 2 = 1,0008 1,41 2628,64 + 6,5 119 = 4482,84 А.

2.3.2.2. Метод приведенных длин без учета влияния снижения напряжения в высоковольтной се ти при коротком замыкании Этот метод целесообразно применять при мощности трансформатора подстанции до кВ·А и расстоянии расчетных точек к.з. от трансформатора свыше 100 м.

Между токами трехфазного к.з. и двухфазного существует зависимость (2.40) I к3) = 2 I к2) / 3 1,156 I к2 ) ( ( ( Однако, как указывалось выше, для шахтных условий необходимо знать максимально воз можный ток трехфазного к.з., а для проверки уставок максимальной токовой защиты — мини мально возможный ток I(2)к.

Для определения минимально возможного расчетного значения токов к.з. в наиболее элек трически удаленной точке защищаемого аппаратом участка шахтной электрической сети приняты следующие допущения (начальные условия):

1. возникает двухфазное металлическое к.з. В сетях с изолированной нейтралью наи меньший ток к.з. I(2)к.;

2. напряжение на зажимах вторичной обмотки питающего силового трансформатора к моменту возникновения к.з. снижается по сравнению с номинальным на 5%;

3. удельное электрическое сопротивление меди силовых токоведущих жил является мак симально возможным и соответствует их нагреву до 65°С (0,0174 Ом·мм2/м).

Для других значений температуры оно определяется с учетом поправочного температурно го коэффициента 1 + 0,004t доп (2.41) kt = 1 + 0,004t ф где tдоп - допустимая температура меди кабеля, принятая при расчете минимально возможных то ков к.з. равной +65°С;

tф — фактическая температура меди, °С.

С такими же допущениями принимают данные по активному сопротивлению обмоток си ловых трансформаторов;

4. индуктивное сопротивление кабелей, по которым протекает ток к.з., принято также максимально возможным (0,75 Ом/км);

5. значение тока двухфазного к.з. соответствует установившемуся значению для системы бесконечной мощности, так как минимально возможные токи к.з. в сети напряжением до 1000 В не в состоянии оказать заметного влияния на снижение напряжения во внешней питающей высо ковольтной сети;

6. переходные сопротивления в местах соединений и подсоединений кабелей, в контакт ных соединениях не учитываются;

7. сопротивление дуги в точке к.з. принято равным нулю;

8. не учитывается несимметричность ветвей короткозамкнутой цепи из-за наличия в двух фазах трансформаторов тока, использующихся в конструкции устройств максимальной токовой защиты.

С учетом указанных допущений минимальный ток (кА) двухфазного к.з. в любой точке се ти U ном (2.42) () I к2min = ( )( ) 2 rк L прив + R т + х к Lприв + Х т 2 где Uном - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

rк — 423 мОм/км - ак тивное сопротивление питающего кабеля с сечением рабочей жилы 50 мм2 при температуре 65°С;

хк =75 мОм/км - реактивное (индуктивное) сопротивление питающего кабеля с сечением рабочей жилы 50 мм2;

Lприв - приведенная к сечению рабочей жилы 50 мм2 длина питающего кабеля, км;

Rт и Xт — активное и индуктивное сопротивления трансформатора, приведенные к напряжению вто ричной обмотки (0,4 или 0,69 кВ) при температуре 65°С, мОм.

Эти сопротивления определяют по формулам (2.28) и (2.33).

Приведенная длина кабеля Lприв с произвольным сечением рабочей жилы — это такая длина кабеля сечением рабочей жилы 50 мм2, сопротивление которой равно сопротивлению кабеля фак тических длины и сечения.

Приведенную длину (м) определяют по формуле (2.43) Lприв = k пр Lфакт где kпр - коэффициент приведения;

Lфакт - фактическая длина кабеля, м (или км).

Ниже даны коэффициенты приведения различных сечений кабелей к сечению рабочей жи лы 50 мм2 для напряжений 380—1140 В.

Сечение силовой жилы кабеля, мм2 2,5 4 6 10 16 Коэффициент приведения kпр - 12,3 8,22 4,92 3,06 1, Сечение силовой жилы кабеля, мм2 35 50 70 95 Коэффициент приведения kпр 1,41 1,0 0,72 0,4 0, Коэффициенты приведения kпр к сечению рабочей жилы кабеля 4 мм2 для напряжений и 220 В при определении токов к.з. следующие:

сечение силовой жилы кабеля, мм2 2,5 4 6 коэффициент приведения 1,6 1,0 0,67 0, Коэффициент приведения может быть приближенно определен по зависимости kпр = 50/sфакт (2.44) где sфакт - номинальное фактическое сечение кабеля, для которого определяют приведенную дли ну, мм2.

Как правило, ток I(2)к min определяют для линий, составленных из нескольких отрезков кабе лей различных сечений. В таких случаях следует учитывать все отрезки. Кроме того, при длине перемычек более 0,5-1 м и большом числе аппаратов распредпункта (более 10-15) суммарное то коограничивающее влияние перемычек может оказаться существенным.

С учетом сказанного приведенную длину кабеля (м) до точки к.з. определяют по формуле Lприв = l1kпр1 + l2kпр2 + … + lnkпр.n + lпер (2.45) где kпр1, kпр2, …, kпр.n - коэффициенты приведения кабелей соответственно длиной l1, l2 …, ln;

lпер приведенная длина всех перемычек, м.

В расчетах длину одной перемычки можно принимать равной 1 м и сечением 35-50 мм2.

При суммарной приведенной длине перемычек до 10 м их можно не учитывать. При наличии в схеме электроснабжения машин с многодвигательным приводом необходимо также учитывать приведенную длину внутреннего монтажа машин.

В этом случае приведенная длина кабеля (м) до точки к.з.

Lприв = l1kпр1 + l2kпр2 + … + lnkпр.n + lпер + lм (2.45) где lм — приведенная к сечению силовой жилы 50 мм2 длина кабеля, токоограничивающее влия ние которого эквивалентно включению в защищаемую сеть элементов внутреннего монтажа ма шин, комбайнов или рудничного электрооборудования (магнитных станций), м. Значение lм ука зывается в инструкциях по монтажу и эксплуатации соответствующих машин и аппаратов.

При наличии двух кабелей, включенных параллельно и имеющих различные фактические, сечения, расчетную приведенную длину (м) определяют по формуле L прив1 L прив (2.47) L прив. расч = L прив1 + L прив где Lприв1 и Lприв2 — приведенные длины кабелей соответствующих фактических сечений, м.

При параллельном включении кабелей одинаковых сечений и одинаковой длины фактиче ская расчетная приведенная длина (м) Lприв. расч = Lприв/2 (2.48) где Lприв — приведенная длина одного кабеля, м.

При определении наибольшего тока трехфазного к.з. I(3)к max принимают следующие допу щения:

1. трехфазное к.з. происходит на выводе защитного аппарата, к.з. металлическое;

2. напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора на 10% выше номиналь ного;

3. токоведущие жилы кабелей и медь обмоток силового трансформатора, питающего электрическую сеть, в которой определяют I(3)к max имеют минимально возможную температуру (15°С);

4. удельное электрическое сопротивление меди должно быть принято минимально воз можным (0,0168 - 0,0170 Ом·мм2/м). Для таких кабелей активное сопротивление жилы сечением 50 мм2 составляет 392 мОм/км;

5. индуктивное сопротивление низковольтных кабелей принимают, как обычно, мОм/км;

6. мощность питающей системы равна бесконечности. Падение напряжения в высоко вольтных кабелях, подводящих напряжение к силовому трансформатору, питающему сеть, не учи тывают;

7. сопротивление дуги принимают равным нулю, как и переходное сопротивление в точке к.з., т.е. считают, что происходит глухое металлическое к.з.

С учетом этих допущений ток трехфазного к.з. (кА) определяют по формуле 1,1U ном (2.49) I к3) = ( ( )( ) 3 rк L прив + R т + х к L прив + Х т 2 С учетом упомянутых допущений максимально возможный расчетный трехфазный ток к.з.

связан с минимально возможным током двухфазного к.з. зависимостью (2.50) I к(3max 1,6 I к( 2) ) min По приведенным выше формулам для каждого типа передвижной трансформаторной под станции через каждые 10 м от трансформатора подсчитаны токи I(2)к min для кабеля сечением сило вой жилы 50 мм2.

Расчетные значения этих токов в зависимости от мощности трансформатора и приведенной длины кабеля представлены зависимостью I(2)к min = f(LпривSт. ном) и приведены в справочниках.

Зная приведенную длину кабеля, определяем I(2)к min, а затем умножением на 1,6 - I(3)к max.

В тех случаях, когда приведенная расчетная длина кабеля не кратна 10, токи I(2)к находят линейной интерполяцией.

При этом поправку вводят со знаком "+", если расчетная при денная длина меньше указан ной в таблице, и со знаком "-", если расчетная приведенная длина кабеля больше указанной в таб лице.

Задача 2.23. Определить ток I(2)к min в точке k2 и ток I(3)к max в точке k1 для схемы электро снабжения, приведенной на рис 2.1.

Решение. Приведенная длина кабеля ЭВТ-395 длиной 100 м до точки k Lприв k1 = kпрLфакт = 0,54·100=54 м.

По зависимости I(2)к min = f(LпривSт. ном) для Lприв = 54 м находим 8623 (54 50 ) = 8347,8 А.

I к( 2min = ) 60 Здесь второе слагаемое представляет поправку для приведенной длины, определенную ме тодом линейной интерполяции.

Ток трехфазного к.з. в точке k1:

I к( 3max = 1,6 I к( 2min = 1,6 8347,8 = 13356,48 А.

) ) Приведенная длина кабеля от трансформатора до точки к Lпривk2 = kпр1l1 + kпр2l2 = 0,54·100 + 1,41·200 = 336 м.

Согласно зависимости I(2)к min = f(Lприв, Sт. ном) 2243 (340 336 ) = 2206,4 А.

I к( 2min = 2182 + ) 340 При определении токов I(2)к и I(3)к более точным методом получены следующие значения:

I(3)к1 = 7555,15 А;

I(3)к = 6535,20 А;

I(2)к2 = 2273,77 А.

Сравнительные данные показывают, что рассмотренный метод дает достаточно удовлетво рительные результаты при достаточном удалении точек к.з. от трансформатора (практически бо лее 100 м) и незначительной мощности трансформатора (практически до 400 кВ·А).

2.3.2.3. Метод приведенных длин при учете влияния снижения напряжения в высоко вольтной сети Метод целесообразно применять при номинальных мощностях трансформаторов свыше 400 кВ·А и удалении расчетных точек к.з. до 100 м. Сущность метода заключается в том, что учи тывают сопротивление внешней системы и высоковольтного кабеля. Порядок расчета в этом слу чае следующий.

Находят приведенную к сечению 50 мм2 длину высоковольтного кабеля от точки, где из вестна мощность к.з. S(3)к (ЦПП или РПП-6), до первичной обмотки трансформатора. Эту длину находят, пользуясь теми же коэффициентами приведения, что и для сетей напряжением 380- В Lприв. ВН = f(Lфакт. ВН, sфакт. ВН) Определяют приведенную длину кабеля в низковольтной сети до точки к.з. Lприв. НН.

Наименьший ток двухфазного к.з. находят как функцию I(2)к = f(Lприв. НН, Lприв. ВН, Sт. ном, S(3)к ЦПП, Uс. ном) рассчитанную при мощности к.з. на шинах ЦПП S(3)к = 50 MB·А для различных значений напря жений (380 В или 660 В), номинальных мощностей трансформатора и приведенных длин высоко и низковольтной сетей, где Lприв. НН - приведенная к сечению 50 мм2 длина низковольтного кабеля от вторичной обмотки трансформатора до точки к.з., Lприв. ВН - приведенная к сечению 50 мм2 дли на высоковольтного кабеля от ЦПП (РПП-6) до первичной обмотки трансформатора, км;

Sт.ном номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

S(3)к.ЦПП - мощность трехфазного к.з. на шинах ЦПП, MB·A;

Uс. ном — номинальное напряжение низковольтной сети, В.

Ток трехфазного к.з. определяют как и в предыдущем случае I к( 3) = 1,6 I к( 2 ) Если мощность к.з. на шинах ЦПП неизвестна, то ее принимают равной согласно ПБ, МВ·А или равной мощности высоковольтного выключателя, установленного на ЦПП.

Задача 2.24. Определить I(2)к в точке k2 и I(3)к в точке k1 для схемы электроснабжения ком байна 1К101, приведенной на рис. 2.1, если мощность трехфазного к.з. на шинах РПП равна MB·A.

Решение. Приведенная длина высоковольтного кабеля от РП-6 до трансформатора Lприв ВН = kпр1 Lфакт = 1,41·400 = 564 м = 0,564 км.

Приведенная длина кабеля в низковольтной сети до точки k Lприв НН k1 = 0,54·100 = 54 м.

Приведенная длина низковольтного кабеля от трансформатора до точки k Lприв НН k2 = Lприв НН k1 + kпр2 Lфакт = 54 + 1,41·200 = 336 м.

Здесь всего одна перемычка, ее можно не учитывать.

По функциональной зависимости I(2)к = f(Lприв. НН, Lприв. ВН, Sт. ном, S(3)к ЦПП, Uс. ном).

Для наших условий: S(3)ЦПП = 50 МВ·А;

Sт. ном = 630 кВ·А;

Lприв. НН = 54 м;

Lприв. ВН = 0,564 км и Uс. ном = 660 В, находим I(2)к для точки k1.

Так как здесь участвуют два кабеля (высоко- и низковольтный), то ток I(2)к, в точке k1 нахо дим двойной интерполяцией: для низко- и высоковольтного кабелей 7250 (54 50 ) I к2 ) = ( 60 7250 6808 6668 7250 60 50 (54 50) 6668 60 50 (54 50 ) (0,564 0 ) = 6754, 21 А.

1 Ток трехфазного к.з. в точке k I к( 3) = 1,6 I к( 2 ) = 1,6 6754,21 = 10806,73 А.

Аналогично точке k1 находим ток двухфазного к.з. в точке k2 для приведенной длины низ ковольтного кабеля, равной 336 м, и всех равных прочих условий 2384 (336 300) I к( 2 ) = 350 2384 2082 2296 (336 300) 2296 (336 300 ) 350 300 350 (0,564 0 ) 2125,05.

= А 1 2.3.2.4. Аналитический метод расчета без учета влияния снижения напряжения в высоковольт ной сети при коротком замыкании Согласно этому методу принимают те же допущения, что и в методе приведенных длин без учета влияния высоковольтной сети. Поэтому и область применения метода та же. Применяется при отсутствии таблиц.

Длину перемычек между аппаратами распредпункта принимают 1 м, сечение — 35— мм2. Токоограничивающее действие перемычек учитывают, если их суммарная длина более 10 м;

токоограничивающее действие внутреннего монтажа аппаратов и многодвигательных машин — если оно эквивалентно приведенной к сечению 50 мм2 длине кабеля более 10 м. Сопротивление дуги и контактных соединений не учитывают. При определении токов I(2)к и I(3)к напряжение вто ричной обмотки трансформатора принимают равным номинальному напряжению трансформатора, т. е. напряжению холостого хода.

С учетом указанных допущений токи I(2)к и I(3)к (А)определяют по формулам:

U т. ном (2.51) I к3) = ( 3 (R т + R к ) + ( Х к + Х т ) 2 U т. ном (2.52) I к2 ) = ( 2 (R т + R к ) + ( Х к + Х т ) 2 где Uт. ном — номинальное напряжение трансформатора (напряжение холостого хода), В;

Rт, Xт — соответственно активное и индуктивное сопротивление фазы обмотки трансформатора, Ом.

Активное сопротивление трансформатора ( ) (2.53) R т = Pк / 3I ном где Рк - потери к.з. трансформатора, Вт;

Iт. ном - номинальный ток вторичной обмотки трансформа тора, А.

Индуктивное сопротивление трансформатора (2.54 ) Х т = Z т Rт 2 где Zт — полное сопротивление (Ом) трансформатора, и к U т.ном (2.55) Zт = 100 3I т.ном где ик - напряжение к.з. трансформатора, %;

Uт. ном, Рк, ик, Iт. ном берутся из технической характери стики трансформатора (см. прил. 2.3, 2.5);

Rк и Xк — соответственно активное и индуктивное со противления кабельной сети от трансформатора до точки к.з., Ом.

В общем случае, когда короткозамкнутая цепь состоит из отрезков кабелей различного се чения, Rк = r01l1 + r02l2 + … + r0nln + r0перlпер + r50l50 (2.56) где r01, r02, …, r0n — удельные активные сопротивления отдельных отрезков кабеля длиной соот ветственно l1, l2, …, ln Ом/км (см. прил. 2.6, 2.7 и 2.8);

l1, l2, …, ln — длины отдельных отрезков ка беля, км;

r50 — удельное активное сопротивление кабеля сечением рабочей жилы 50 мм2, Ом/км, l50 - эквивалентная приведенная к сечению 50 мм2 длина внутреннего монтажа машин и аппаратов, км;

r0пер - удельное активное сопротивление перемычек, Ом/км;

lпер — суммарная длина перемы чек, км;

Хк = х01l1 + х02l2 + … + х0nln + х0перlпер + х50l50 (2.57) где x01, x02,,..., х0п - удельное индуктивное сопротивление отдельных отрезков кабеля длиной соот ветственно l1, l2, …, ln Ом/км (см. прил. 2.6, 2.7 и 2.8);

x0пер и х50 - удельное индуктивное сопротив ление соответственно перемычек и кабеля сечением рабочей жилы 50 мм2, Ом/км.

В формулу (2.51) для определения I(3)к подставляют активное сопротивление жил кабеля при температуре +15°С, а в формулу (2.52) для определения I(2)к — активное сопротивление кабе лей при температуре 65°С.

Задача 2.25. Определить аналитическим методом токи I(2)к и I(3)к в точке k1 и I(2)к в точке k для схемы, приведенной на рис. 2.1. Данные для расчета указаны на схеме.

Решение. По прил. 2.3 из технической характеристики трансформатора подстанции ТСШВП-630/6-0,69 находим Iт. ном = 527 А;

ик =3,5 %;

Рк = 4900 Вт;

Uт. ном = 690 В.

Активное сопротивление трансформатора по формуле (2.53) P Rт = (2к) = = 0,0058 Ом = 5,8 мОм.

3I т.ном 3 527 Полное сопротивление трансформатора по формуле (2.55) 3,5 и кU т.ном Zт = = = 0,0264 Ом = 26,4 мОм.

100 3I т.ном 100 3 Индуктивное сопротивление трансформатора по формуле (2.54) Х т = Z т R т = 0,0264 2 0,0058 2 = 0,0257 Ом = 25,7 мОм.

2 Если имеются справочные данные по сопротивлению элементов трансформатора, то Rт и Хт можно не рассчитывать, а пользоваться этими данными (см. прил. 2.4 и 2.5).

Для определения активного и индуктивного сопротивления кабеля ЭВТ-660-395 до точки k1 по прил. 2.6 находим соответствующие удельные сопротивления: r01 = 0,191 Ом/км (при 15°С);

r01 = 0,223 Ом/км (при 65°С) и х01 = 0,06 Ом/км.

Активное сопротивление кабеля до точки k1 при температуре 15°С Rк = r01l1 = 0,191·0,1 = 0,0191 Ом = 19,1 мОм.

Активное сопротивление кабеля до точки k1 при температуре 65°С Rк = r01l1 = 0,223·0,1 = 0,0223 Ом = 22,3 мОм.

Индуктивное сопротивление кабеля до точки k Хк = х01l1 = 0,06·0,1 = 0,006 Ом = 6 мОм.

Ток трехфазного к.з. в точке k1 по формуле (2.51) U т. ном I к3) = ( = = 9,8944 кА = 9894,4 А.

3 (Rт + Rк ) + ( Х к + Х т ) 1,73 (5,8 + 19,1) + (6 + 25,7 ) 2 2 2 Ток двухфазного к.з. в точке k1 по формуле (2.52) U т. ном I к2 ) = ( = = 8,1444 кА = 8144,4 А.

2 (R т + R к ) + ( Х к + Х т ) 2 (5,8 + 22,3) + (6 + 25,7 ) 2 2 2 Активное сопротивление кабельной линии до точки k2 при температуре жил 65°С Rк2 = Rк1 + r02l2 + r50l Токоограничивающее действие внутреннего монтажа силовой цепи пускателя ПВИ-125 эк вивалентно 15 м кабеля сечением силовой жилы 50 мм2 (см. прил. 2.11). Тогда Rк2 = 0,0223 + 0,6·0,2 + 0,423·0,015 = 0,1486 Ом = 148,6 мОм.

Индуктивное сопротивление кабельной линии до точки k Хк2 = Хк1 + х02l2 + х50l50 = 0,006 + 0,0865·0,2 + 0,081·0,015 = 0,0245 Ом = 24,5 мОм.

Ток двухфазного к.з. в точке k U т. ном I к2 ) = ( = = 2,125 кА = 2125 А.

2 (R т + R к ) + ( Х к + Х т ) 2 (5,8 + 148,6) + (24,5 + 25,7 ) 2 2 2 2.3.2.5. Аналитический метод с учетом влияния снижения напряжения в высоко вольтной сети при коротком замыкании Аналитический метод расчета токов к.з. с учетом высоковольтной сети целесообразно при менять при мощности трансформаторных подстанций 400 кВ·А и выше для определения токов к.з.

в точках, расположенных ближе 100 м от подстанции.

С учетом параметров высоковольтной сети формулы для токов I(3)к и I(2)к (А) могут быть за писаны в виде U т.ном (2.58) I к3 ) = ( ;

2 R Х 3 к.2в + Rт + Rк + Х в.с + к2.в + Х т + Х к K Кт т U т.ном (2.59) I к2 ) = ( 2 R Х 2 к.2в + Rт + Rк + Х в.с + к2.в + Х т + Х к К Кт т где Uт. ном — номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

Rк.в, Хк.в - соответ ственно активное и индуктивное сопротивления фазы высоковольтного кабеля, Ом;

Rт, Xт — со ответственно активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки трансформатора, Ом;

Rк, Xк — соответственно активное и индуктивное сопротивления фазы низковольтного кабеля, Ом;

Xв.с = U2т.ном/Sк - сопротивление внешней системы, приведенное к напряжению вторичной обмотки трансформатора, Ом;

Sк — мощность трехфазного к.з. на зажимах центральной подземной под станции (ЦПП) или РП-6, В·А;

Кт = 6000/690 = 8,7 — коэффициент трансформации силового трансформатора для сети 660 В.

Здесь также при определении I(3)к сопротивления кабелей необходимо принимать при тем пературе 15°С, а при определении I(2)к — при температуре 65°С, остальные допущения такие же, как и в предыдущем случае.

Задача 2.26. Определить токи I(2)к и I(3)к для точки k1 и I(2)к для точки k2 применительно к схеме, приведенной на рис. 2.1.

Необходимые для расчета данные приведены на схеме.

Решение. Сопротивления элементов схемы определяют так же, как и в задаче 2.25. Из рас чета задачи 2.25 имеем:

сопротивления до точки k1 при 15°С Rт = 0,0058 Ом = 5,8 мОм;

Xт = 0,0257 Ом = 25,7 мОм;

Rk1 = 0,0191 Ом = 19,1 мОм сопротивления до точки k1 при 65°С Rk1 = 0,0223 Ом = 22,3 мОм;

Xk1 = 0,060 м = 6 мОм;

Xk2 = 0,0245 Ом = 24,5 мОм;

Rk2 = 0,14860 м = 148,6 мОм (при 65°С).


Индуктивное сопротивление внешней системы, приведенное к напряжению вторичной об мотки трансформатора 690 U т.ном Х в.с = = = 0,0119 Ом = 11,9 мОм.

40 10 Sк Активное сопротивление высоковольтного кабеля от РП-6 до ТСШВП-630/6-0,69при 15°С Rк.в = r0вlв = 0,52·0,4 = 0,208 Ом = 208 мОм, где r0в = 0,52 Ом/км для кабеля ЭВТ-6000-335 (см. прил. 2.6).

Активное сопротивление высоковольтного кабеля от РП-6 до ТСШВП-630/6-0,69 при 65°С Rк.в = r0вlв = 0,6·0,4 = 0,24 Ом = 240 мОм, где r0в = 0,6 Ом/км для кабеля ЭВТ-6000-335 (см. прил. 2.6).

Индуктивное сопротивление высоковольтного кабеля Хк.в = х0вlв = 0,087·0,4 = 0,0348 Ом = 34,8 мОм, где х0в = 0,087 Ом/км для кабеля ЭВТ-6000-335 (см. прил. 2.6).

Ток трехфазного к.з. в точке k1 по формуле (2.58) U т.ном I к(3 ) = = 2 R Х 3 к.2в + R т + Rк + Х в.с + к2.в + Х т + Х к K Кт т = = 7,6678 кА = 7667,8 А.

2 208 34, 1,73 2 + 5,8 + 19,1 + 11,9 + + 25,7 + 8,7 8,7 Ток двухфазного к.з, в точке k1 по формуле (2.59) U т.ном I к2 ) = ( = 2 R Х 2 к.2в + Rт + Rк + Х в.с + к2.в + Х т + Х к К Кт т = = 6,3856 кА = 6385,6 А.

2 240 34, 2 2 + 5,8 + 22,3 + 11,9 + + 25,7 + 8,7 8,7 Ток двухфазного к.з. в точке к I к2 ) = ( = 2,0349 кА = 2034,9 А.

2 240 34, 2 2 + 5,8 + 148,6 + 11,9 + + 25,7 + 24, 8,7 8, (3) (2) Сравнительные данные, полученные для токов I к и I к различными методами для схемы, приведенной на рис. 2.1, представлены в табл. 2.14.

Таблица 2. Расчетные значения токов к. з., определенные различными методами для схемы, представ ленной на рис 2. Значения токов к.з. (А), определенные Рас- методом приве- приведенных длин аналитическим способом четные дения параметров без учета вы точки сети к базисным без учета высоко- с учетом высоко- соковольтной с учетом высоко вольтной сети вольтной сети вольтной сети условиям сети I(3)к I(2)к I(3)к I(2)к I(3)к I(2)к I(3)к I(2)к I(3)к I(2)к k1 7555,15 6535,20 13356,48 8347,8 10806,73 6754,21 9894,4 8144,4 7667,8 6385, k2 2628,64 2273,77 2206,4 2125,05 2125 2034, - - - Примечание. Удельный ток в точке k1, определенный методом приведения параметров сети к базисным усло виям, iуk1 = 12037,62 А.

Из табл. 2.14 видно, что предельные значения токов I(2)к, определенные различными мето 2273,77 2034, 100% = 11,73%, что вполне приемлемо для инже дами в точке k2, отличаются на 2034, нерных расчетов. Значения токов I(2)к в точке k1, определенных методом приведения параметров к базисным условиям и методом приведенных длин без учета влияния высоковольтной сети, отли 8347,8 6535, 100% = 27,73%, что неприемлемо для инженерных расчетов. В то же чаются на 6535, время значения токов I(2)к в точке k1, определенных методом приведения параметров сети к базис ным условиям и методом приведенных длин с учетом влияния высоковольтной сети, отличаются 6754,21 6535, 100% = 3,35%, что является вполне удовлетворительным результатом.

на 6535, Для токов I(3)к, определенных в точке k1 методом приведения параметров к базисным усло виям и аналитическим способом без учета влияния высоковольтной сети, отличие составляет 9894,4 7555, 100% = 30,95%, а с учетом высоковольтной сети в аналитическом методе 7555, 7667,8 7555, 100% = 1,49%.

7555, Поэтому для подстанций мощностью 400 кВ·А и более при неудаленных к.з. (на выходе трансформатора или при длине магистрального кабеля от подстанции до низковольтного распред пункта, приведенной к сечению 50 мм2, не более 50 м) ток трехфазного к.з. следует определять с учетом влияния мощности к.з. на шинах ЦПП (РП-6), т. е. с учетом влияния высоковольтной сети.

Что же касается I(2)к, то это тем более необходимо для этих условий, так как полученные за вышенные значения токов I(2)к без учета этого влияния могут привести к неправильному выбору уставок максимальной токовой защиты.

Сказанным и определяется область применения рассмотренных методов расчета.

2.3.2.6. Особенности расчета токов короткого замыкания в шахтных сетях напряже нием 1140 В Особенностью расчета токов к.з. в шахтных сетях напряжением 1140 В является то, что учитываются влияние снижения напряжения в высоковольтной сети от токов к.з. и переходное со противление контактов коммутационных аппаратов.

Для выполнения расчета составляют схему замещения, на которой указывают активные и индуктивные сопротивления элементов сети от РПП-6 до точек к.з.

При расчете токов трехфазного к.з. принимают наибольшие возможные значения напряже ния в питающей сети и наименьшие возможные значения сопротивлений: активное и индуктивное сопротивления трансформаторов ПУПП и РТ (разделительных трансформаторов), соответствую щие паспортным значениям потерь к.з. и 90% паспортных значений напряжений к.з. в соответст вии с допусками по ГОСТ 11677-75, активные при температуре 20°С и индуктивные сопротивле ния высоковольтного кабеля (соответствующие наименьшей его длине) и кабелей от ПУПП до точки к.з.

При расчете токов двухфазных к.з. принимают наименьшие возможные значения напряже ния в питающей сети и наибольшие возможные значения сопротивлений: активное и индуктивное сопротивления трансформаторов ПУПП и РТ, соответствующие 110% паспортных значений по терь к.з. и напряжений к.з.;

активное при температуре 65°С и индуктивное сопротивление высоко вольтного кабеля (соответствующее наибольшей его длине) и кабелей от ПУПП до точки к.з.

Наименьшая длина высоковольтного кабеля от РП-6 до ПУПП соответствует шагу пере движки ПУПП, который обычно принимается для напряжения 1140 В 200-400 м.

Учитывая тот факт, что при расстоянии от ЦПП до ПУПП более чем 1000 м, устанавливают промежуточный РП-6, наибольшую длину высоковольтного кабеля можно принимать 1000 м. Как правило, эта длина принимается кратной длине шага передвижки ПУПП. Поэтому с учетом ска занного наибольшая длина высоковольтного кабеля принимается равной 1000-1200 м. Если мощ ность трехфазного к.з. на шинах РП-6, питающего ПУПП, неизвестна, а известна на шинах ЦПП, то наименьшая и наибольшая длины высоковольтного кабеля должны учитываться с учетом рас стояния между промежуточными РП-6.

Используют два метода расчета — аналитический и приведенных длин.

Аналитический метод. Этим способом сопротивления (Ом) для определения токов трех фазного к.з. находят по формулам:

активное сопротивление U k (2.60) + Rт + Ri + n ап Rп (3 ) R = R ВО x U в i = индуктивное сопротивление U k (2.61) + 0,9 Х т + Х i (3) + Х ВО х = Х в.с Х U в i = полное сопротивление ()( ) (2.62 ) Z (3 ) = R (3) + X (3) 2 где RВО и XВО — соответственно активное и индуктивное сопротивления высоковольтного кабеля (от РПП-6 до ПУПП) при его наименьшей длине;

Xв.с - приведенное к сети 1140 В индуктивное со противление энергосистемы;

Rт и Xт — соответственно активное и индуктивное сопротивления трансформатора (см. прил. 2.4, 2.5);

Ri. и Xi. — соответственно активное и индуктивное сопротив ления i-го кабеля сети 1140 В, включенного последовательно между ПУПП и местом к.з.;

k — чис ло последовательно включенных кабелей;

Rп — переходное сопротивление контактов коммутаци онного аппарата;

Rп = 0,005 Ом;

nап — число коммутационных аппаратов в цепи к.з., включая ПУПП;

Uв = 6,3 кВ - среднее значение напряжения высоковольтной распределительной сети.

Приведенное к сети 1140 В индуктивное сопротивление энергосистемы (Ом) Хв.с = U2х/Sк (2. где Sк - мощность трехфазного к.з. (MB·А) энергосистемы в распределительной сети 6 кВ на зажи мах РПП-6;

Uх = 1,2 кВ - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

По полученным данным можно определить установившийся трехфазный ток к.з. (А) (3 ) 1,1 10 U ном (2.64) Iк = 3Z ( 3 ) где Uном = 1,14 кВ.

Максимальный мгновенный полный ток к.з. (ударный ток), который наступает приблизи тельно через полпериода с момента возникновения к.з. (А) (2.65) i у = 2 I к(3) k у где kу - ударный коэффициент, рассчитывается по формуле или принимается по таблице (прил.

2.12).

Сопротивления проводов одной фазы для двухфазных к.з. определяют по следующим фор мулам:

активное сопротивление (Ом) U k (2.66) R = R ВМ k t x + 1,1Rт + k t Ri + n ап Rп U в i = индуктивное сопротивление (Ом) U k (2.67) + 1,1Х т + Х i (2 ) + Х ВМ х = Х в.с Х U в i = полное сопротивление ()( ) (2.68) Z (2 ) = R ( 2 ) + X ( 2 ) 2 где RВМ и XВМ — соответственно активное и индуктивное сопротивления высоковольтного кабеля (Ом) при его наибольшей длине;

kt = 1,18 — температурный коэффициент для температуры 65°С.

Установившийся ток двухфазного к.з. (А) 0,95 10 3 U ном (2.69) I к2 ) = ( 2 Z (2 ) Задача 2.27. Определить наибольший I(3)к ток в точке k1 и наименьшие токи I(2)к в точках k и k2 для схемы, представленной на рис. 2.2. Наибольшая длина высоковольтного кабеля ЭВТ 6000-335 равна 1200 м, наименьшая 400 м. Мощность к.з. на шинах РПП-6 S(3)к = 47 MB·А.

Рис. 2.2. Расчетная схема для определения токов короткого замыкания (к задачам 2.27 и 2.28) Решение. Активное сопротивление высоковольтного кабеля при его наименьшей длине при температуре 20°С RВО = r0l = 0,512·0,4 = 0,2048 Ом = 204,8 мОм, где r0 = 0,512 Ом для кабеля ЭВТ-6000-335 (см. прил. 2.8).

То же, приведенное к сети 1140 В U 1, R ВО х = 0,2048 = 0,0073 Ом = 7,3 мОм.

U 6, в Активное сопротивление фидерного кабеля напряжением 1140 В при 20°С Ri = r0ili = 0,149·0,62 = 0,0923 Ом = 92,3 мОм, где r0 = 0,149 Ом/км для кабеля ЭВТ-1140-3120 (см. прил. 2.8).

Переходное сопротивление контактов коммутационных аппаратов в цепи к.з. до точки k1, включая ПУПП пап Rп = 2·0,005 = 0,01 Ом = 10 мОм.

По таблице (см. прил. 2.5) для трансформатора подстанции ТСВП-630/6-1,2 находим со противления трансформатора Rт = 0,017 Ом = 17 мОм;

Xт = 0,080 Ом = 80 мОм.

Активное сопротивление цепи к.з. для I(3)к до точки k1 по формуле (2.60) U k R K 1 = R ВО x + R т + Ri + n ап Rп = 0,0073 + 0,017 + 0,0923 + 0,01 = 0,1266 Ом = 126,6 мОм.

(3 ) U в i = Сопротивление энергосистемы, приведенное к сети 1140 В, по формуле (2.63) Xв.с = U2х /Sк = 1,22/47 = 0,03 Ом = 30 мОм.


Индуктивное сопротивление высоковольтного кабеля при его наименьшей длине XВО = х0l = 0,088·0,4 = 0,0352 Ом = 35,2 мОм, где х0 = 0,088 Ом/км для кабеля ЭВТ-6000-335 (см. прил. 2.8).

То же, приведенное к сети 1140 В U 1, Х ВО х = 0,0352 = 0,0012 Ом = 1,2 мОм.

U 6, в Индуктивное сопротивление фидерного кабеля напряжением 1140 В до точки k Xi. = х0il = 0,077·0,62 = 0,0477 Ом = 47,7 мОм, где х0 = 0,077 Ом/км для кабеля ЭВТ-1140-3120 (см. прил. 2.8).

Индуктивное сопротивление для определения I(3)к до точки k1 по формуле (2.61) U k Х = Х в.с + Х ВО х + 0,9 Х т + Х i = (3 ) U в i = = 0,03 + 0,0012 + 0,9 0,08 + 0,0477 = 0,1509 Ом = 150,9 мОм.

Полное сопротивление до точки k1 по формуле (2,62) ()( ) Z (3) = R (3) + X (3) = 126,6 2 + 150,9 2 = 196,9 мОм = 0,1969 Ом.

2 Наибольший ток трехфазного к.з. в точке k1 по формуле (2.64) 1,1 10 3 U ном 1,1 10 3 1, I к(3 ) = = = 3681,33 А.

3Z (3 ) 1,73 0, Активное сопротивление высоковольтного кабеля при температуре 65°С и его наибольшей длине ktRВМ = ktr0l = 1,18·0,512·1,2 = 0,7249 Ом = 724,9 мОм.

То же, приведенное к сети 1140 В U 1, R ВМ k t х = 0,7363 = 0,0262 Ом = 26,2 мОм.

U 6, в Сопротивление фидерного кабеля напряжением 1140 В при температуре 65 °С ktRi. = 1,18·0,0923 = 0,1089 Ом = 108,9 мОм.

Активное сопротивление до точки k1 для определения I(2)к по формуле (2.66) К U k R k1 = R ВМ k t x + 1,1Rт + k t Ri + n ап Rп = (2 ) U в i = = 0,0262 + 1,1 0,017 + 0,1089 + 2 0,005 = 0,1638 Ом = 163,8 Ом.

Индуктивное сопротивление высоковольтного кабеля при его наибольшей длине XВМ = х0l = 0,088·1,2 = 0,1056 Ом = 105,6 мОм.

То же, приведенное к сети 1140 В U 1, Х ВМ х = 0,1056 = 0,0038 Ом = 3,8 мОм.

U 6, в Индуктивное сопротивление до точки k1 для определения I(2)к по формуле (2.67) U k Х k1 = Х в.с + Х ВМ х + 1,1Х т + Х i = (2 ) U в i = = 0,03 + 0,0038 + 1,1 0,08 + 0,0477 = 0,1695 Ом = 169,5 мОм.

Полное сопротивление до точки k1 по формуле (2.68) ()( ) Z (2 ) = R ( 2 ) + X ( 2 ) = 163,8 2 + 169,5 2 = 235,71 мОм = 0,23571 Ом.

2 Ток двухфазного к.з. в точке k1 по формуле (2.69) 0,95 10 3 U ном 0,95 10 3 1, (2 ) I к1 = = = 2297,31 А.

2 Z (2 ) 2 0, Активное сопротивление комбайнового кабеля при 65°С ktRi. = ktr0l = 1,18·0,281·0,38 = 0,126 Ом = 126 мОм, где r0 = 0,281 Ом/км для кабеля ГРШЭ-1140-370 (см. прил. 2.8).

Индуктивное сопротивление комбайнового кабеля Xi = х0 il = 0,077·0,38 = 0,02926 Ом = 29,2 мОм, где x0 = 0,077 Ом/км для кабеля ГРШЭ-1140-370 (см. прил. 2.8).

Активное сопротивление R(2) до точки k () Rk(2 ) = R (2 ) k1 + k t Ri + Rп = 163,8 + 126 + 5 = 294,8 мОм Индуктивное сопротивление Х(2) до точки k Х k(2 ) = Х k(2 ) + X i = 169,5 + 29,2 = 198,7 мОм.

2 Полное сопротивление до точки k2 по формуле (2.68) (R ( ) ) + (X ( ) ) (294,8)2 + 198,7 Z k( 2 ) = 2 = = 355,51 мОм = 0,35551 Ом.

2 2 k2 k (2) Ток I в точке k2 по формуле (2.69) к 0,95 10 3 U ном 0,95 10 3 1, I к2 ) = ( = = 1523,16 А.

2Z (2 ) 2 0, Метод приведенных длин. По этому методу токи трех- и двухфазного к.з. и ударные коэф фициенты определяют табличным способом с дополнительной погрешностью не более 5 % в зави симости от следующих входных величин: мощности к.з. на шинах РПП-6 (Sк, MB·А), условной, приведенной к сечению F = 50 мм2 длины кабельной сети lп. Поэтому для пользования таблицами реальная сеть должна быть пересчитана к приведенной длине (м) по формулам:

для трехфазного к.з.

k 2k l kl (2.70) l п3 ) = t во + 50 t i + n ап l э ( Fв i =1 mFi для двухфазного к.з.

k 2k l kl (2.71) l п2 ) = t вм + 50 t i + n ап l э ( Fв i =1 mFi где kt = 1 для l(3)п и kt = 1,18 для l(2)п;

lво и lвм - соответственно наименьшая и наибольшая фактиче ские длины высоковольтного кабеля, м;

Fв — сечение силовой жилы высоковольтного кабеля, мм2;

li и Fi. — соответственно фактическая длина (м) и сечение (мм ) силовой жилы i-го кабеля, после довательно включенного в сеть 1140 В между ПУПП и местом к.з.;

m - число кабелей при парал лельной их прокладке на i-м участке;

k — число последовательно включенных кабелей;

lэ = 10 м — приведенная длина кабельной линии, эквивалентная переходному сопротивлению коммутаци онного аппарата;

nап — число коммутационных последовательно включенных аппаратов.

В этих формулах коэффициент 50 - это сечение (мм2) приведенного условного кабеля;

ко эффициент 2 — то же, но с учетом приведения сопротивления высоковольтного кабеля к напря жению 1140 В, т.е. 2 50 (1.14/6)2.

Для промежуточных значений входных величин токи к.з. и ударные коэффициенты опре деляют методом линейной интерполяции. Допускается округление входных величин до ближай ших табличных значений в меньшую сторону при определении токов трехфазного к.з. и в боль шую сторону - при определении токов двухфазного к.з.

Выражения для l(3)п и l(2)п можно представить в другом виде:

50 U 1,14 k k kl kl 50 l (2.72) + 50 t i + nап l э = k t lво ном + k t i + nап l э (3) = t во + lп U 6 Fв ВН Fв i =1 mFi i =1 Fi m Значения 50/Fв и 50/Fi. есть не что иное, как коэффициенты приведения соответственно вы соко- и низковольтного кабелей к сечению 50 мм2.

Учитывая, что для l(3)п k = 1, имеем U k l (2.73) l п = k ПВ lво ном + k ПН i + nап l э (3) U ВН m i = Здесь первое слагаемое есть не что иное, как приведенная к сечению 50 мм2 длина высоко вольтного кабеля, пересчитанная с учетом коэффициента трансформации к сети 1140 В, а второе слагаемое — приведенная длина кабеля в низковольтной сети.

U 1, С учетом ном = U 6 = 0, ВН (3) выражение для l п можно представить в виде k l (2.74) l п3) = 0,036k П.В l во + k П.Н i + nап l э ( m i = где kП.В и kП.Н - коэффициенты приведения к сечению 50 мм2 соответственно высоко- и низко вольтного кабелей.

Аналогично k l (2.75) l п2 ) = 0,036k П.В k t l во + k П.Н i k t + nап l э ( m i = Задача 2.28. Определить наибольший ток I(3)к в точке k1 и наименьшие токи в точках k1 и k2 для схемы, представленной на рис. 2.2. Необходимые для расчета данные указаны на рисунке.

Решение. Условная приведенная длина кабельной сети до точки k1 для I(3)к по формуле (2.70) 2 1 0,4 1 0, k 2k l kl l п3) = t во + 50 t i + nап l э = ( + 50 + 2 10 10 = 0,3011 км = 301,1 м.

1 Fв i =1 mFi По зависимости I к = f(S к, l п) для S к =50 МВ·А и l(3)п = 300 м находим I(3)k1 = 3933 А.

(3) (3) (3) (3) Для S(3)к = 40 МВ·А и l(3)п = 300 м имеем I(3)к1 = 3830 А.

Пользуясь методом линейной интерполяции, рассчитываем ток I(3)к в точке k1 для l(3)п = м и S(3)к = 47 МВ·А.

3933 (50 47 ) = 2902,1 А.

I к(3 ) = 50 Погрешность вычислений по сравнению с аналитическим методом составляет 3902,1 3681, 100% = 5,99%, что вполне допустимо.

3681, Условная приведенная длина кабельной сети до точки k1 для I(2)к по формуле (2.71) 2 418 1200 1,18 k 2k l kl l п2 ) = t вм + 50 t i + nап l э = ( + 50 + 2 10 = 405,74 м.

1 Fв i =1 mFi По зависимости I(2)к = f(Sк, l(2)п) для ТСВП-630/6-1,2 находим:

I(2)к = 2141 А - для l(2)п = 400 м и Sк = 50 МВ·А;

I(2)к = 2105 А - для l(2)п = 400 м и Sк = 40 МВ·А;

I(2)к = 2071 А - для l(2)п = 420 м и Sк = 50 МВ·А;

I(2)к = 2038 А - для l(2)п = 420 м и Sк = 40 МВ·А.

Для Sк = 40 МВ·А и l(2)п = 405,74 м 2105 (405,74 400 ) = 2085,78 А.

I к2 ) = ( 420 Погрешность по сравнению с аналитическим способом 2297,31 2085, 100% = 9,20% 2297, Если проинтерполировать также по Sк, то погрешность была бы еще меньшей.

Условная приведенная длина кабельной сети до точки k2 для I(2)к ' 1,18 1,18li l пk )2 = l пk1 + (2 (2 ) + n ап l э = 405,74 + 50 + 1 10 = 736,02 м.

Fi По зависимости I(2)к = f(Sк, l(2)п) для I(2)к находим:

I(2)к = 1333 А - для Sк = 40МВ·А и l(2)п = 740 м;

I(2)к = 1343А - для Sк = 50МВ·А и l(2)п = 740 м.

Здесь можно не интерполировать и принять I(2)к = 1333 А.

Погрешность по сравнению с аналитическим методом 1523,16 100% = 12, 48%, что допустимо.

1523, 2.3.3. Задачи для самостоятельного решения Задача 2.29. Низковольтный распредпункт очистного забоя РПП-0,69 питается от подстан ции ТСШВП-630/6-0,69 напряжением 660 В фидерным кабелем ЭВТ-660-395 длиной 150 м. На распредпункте очистного забоя в качестве общего автомата применен АВ-320-ДО. Очистной ком байн 1ГШ-68 соединен с распредпунктом очистного забоя кабелем ГРШЭ-395 (здесь и в даль нейшем указываются сечения только силовых жил кабеля) длиной 220 м. Пускатель комбайна ти па ПВИ-320. Комбайн имеет два электродвигателя ЭКВ-4У, номинальная мощность каждого дви гателя ПО кВт, номинальный ток Iном = 129 А.

Подстанция ТСШВП-630/6-0,69 питается от промежуточного распредпункта напряжением 6 кВ кабелем ЭВТ-6000-325 длиной 430 м. Мощность трехфазного к.з. на шинах РПП-6 S(3)к = MB·А.

Составить расчетную схему токов к.з. и определить ток I(3)к на выводах фидерного автомата АВ-320-ДО и пускателя ПВИ-320, ток I(2)к на зажимах двигателей комбайна и ударный ток от пи тающей системы и электродвигателей комбайна.

Расчет провести методом приведения параметров сети к базисным условиям.

Задача 2.30. Для условий задачи 2.29 определить токи к.з. I(3)к на выводах автомата АВ 320-ДО и пускателя ПВИ-320 и I(2)к на зажимах двигателей комбайна методом приведенных длин без учета влияния снижения напряжения в высоковольтной сети.

Задача 2.31. Для условий задачи 2.29 определить токи к.з. I(3)к на выводах автомата АВ 320-ДО и пускателя ПВИ-320 и I(2)к на зажимах двигателей комбайна методом приведенных длин с учетом влияния снижения напряжения в высоковольтной сети, если мощность к.з. на шинах РПП 6 S(3)к = 50 MB·A.

Задача 2.32. Для условий задачи 2.29 определить токи к.з. I(3)к на выводах автомата АВ 320-ДО и пускателя ПВИ-320 аналитическим методом без учета влияния снижения напряжения в высоковольтной сети.

Задача 2.33. Для условий задачи 2.29 определить токи к.з. I(3)к на выводах автомата АВ 320-ДО и пускателя ПВИ-320 аналитическим способом с учетом влияния снижения напряжения в высоковольтной сети.

Задача 2.34. Мощность к.з. энергосистемы на шинах ЦПП равна 40 МВ·А. От ЦПП питает ся участковая подстанция ТСШВП-400/6-0,69 напряжением 6 кВ кабелем ЭВТ-6000-325 длиной 520 м. Определить токи I(3)к и I(2)к на выходе вторичной обмотки трансформатора подстанции ана литическим способом и способом приведенных длин, с учетом и без учета влияния высоковольт ной сети и сравнить полученные результаты.

Задача 2.35. Распредпункт штрека напряжением 660 В питается от подстанции ТСШВП 400/6-0,69 кабелем ЭВТ-370 длиной 350 м. Подстанция соединена с промежуточным высоко вольтным распредпунктом РПП-6 кабелем ЭВТ-6000-316 длиной 280 м. Мощность к.з. на шинах РПП-6 Sк = 37 МВ·А. От низковольтного распредпункта штрека питается проходческий комбайн ПК3М кабелем ГРШЭ-335 длиной 120 м. Токоограничивающее действие внутреннего монтажа силовой цепи магнитной станции комбайна эквивалентно 100 м гибкого кабеля сечением силовой жилы 50 мм2.

Составить расчетную схему токов к.з. и определить токи I(3)к и I(2)к на выводе пускателя ПВИ-250, подающего напряжение на магнитную станцию комбайна, и на зажимах двигателей комбайна. Пускатель ПВИ-250 установлен непосредственно после группового аппарата распред пункта. Расчет провести аналитическим методом с учетом влияния снижения напряжения в высо ковольтной сети при к.з.

Задача 2.36. Для условий задачи 2.35 определить токи I(2)к и I(3)к на выводе вторичной об мотки трансформатора подстанции, пускателя комбайна и на зажимах двигателей комбайна мето дом приведенных длин без учета влияния снижения напряжения в высоковольтной сети и с учетом этого влияния, сравнить полученные результаты и определить погрешность, если мощность ко роткого замыкания на шинах высоковольтного распредпункта S(3)к = 50 МВ·А.

Задача 2.37. Очистной забой оборудован комплексом 2КМ87ВМ и электрооборудованием на 1140 В. Комбайн 1ГШ68Е питается от распредпункта РПП-1140 кабелем ГРШЭ-1140-370 дли ной 250 м. Распредпункт РПП-1140 питается от подстанции ТСВП-630/6-1,2 двумя параллельно проложенными фидерными кабелями ЭВТ-395 длиной 80 м. Обмотка высшего напряжения упо мянутой подстанции соединена с высоковольтным распредпунктом РПП-6 кабелем ЭВТ-6000 335 длиной 770 м. Мощность к.з. энергосистемы на шинах РПП-6 S(3)к = 49 МВ·А. Комбайн 1ГШ68Е имеет два электродвигателя ЭКВ4-160-2У5, номинальная мощность каждого 160 кВт, номинальный ток Iном = 110 А.

Составить расчетную схему для определения токов к.з. Определить токи I(3)к, I(2)к и iу на вы ходе подстанции, зажимах фидерного автомата распредпункта РПП-1140 и зажимах двигателей комбайна аналитическим методом, если пускатель комбайна установлен непосредственно после фидерного автомата распредпункта.

Задача 2.38. Для условий задачи 2.37 определить токи I(3)к на выходе фидерного автомата и пускателя комбайна, а также I(2)к на зажимах двигателей комбайна методом приведенных длин ка белей.

Задача 2.39. Комбайн 2К52МВ питается от распредпункта очистного забоя РПП-1140 кабе лем ГРШЭ-350-1140 длиной 200 м, распредпункт РПП-1140 - от подстанции ТСШВП-630/6-1, фидерным кабелем ЭВТ-395 длиной 170 м. Вход подстанции соединен с выходом высоковольт ного РПП-6 кабелем ЭВТ-6000-325 длиной 930 м. Мощность к.з. энергосистемы на шинах РПП- S(3)к =40,5 МВ·А. Комбайн имеет один электродвигатель ЭКВ-4-125-У5: Рном = 125 кВт, Iном = 78 А.

Составить расчетную схему токов к.з. и определить токи I(3)к на зажимах моторной камеры пускателя комбайна и выходных зажимах вторичной обмотки трансформатора подстанции, а так же ток I(2)к на зажимах двигателя комбайна и ударный ток к.з. от питающей системы и двигателя комбайна. Расчет провести аналитическим методом.

Задача 2.40. Для условий задачи 2.39 рассчитать токи I(3)к на зажимах вторичной обмотки трансформатора и выходе пускателя комбайна, а также ток I(2)к на зажимах двигателя комбайна методом приведенных длин.

Задача 2.41. Электродвигатель ВАО62-4У5 мощностью 17 кВт предохранительной лебедки 1ЛПЕ подключен кабелем ГРШЭ-316-1140 к пускателю ПВ-1140-225 распредпункта лавы РПП 1140. Длина кабеля предохранительной лебедки 240 м. Суммарная длина перемычек сечением мм2 от автоматического выключателя АВ-320-1140 ДО2У5 распредпункта РПП-1140 до пускателя лебедки ПВ-1140-225 равна 10 м. Распредпункт РПП-1140 питается от подстанции ТСВП-630/6 1,2 фидерным кабелем ЭВТ-370-1140 длиной 110 м. Подстанция ТСВП-630/6-1,2 получает пита ние от высоковольтного распредпункта РПП-6 напряжением 6 кВ по кабелю ЭВТ-6000-325 дли ной 450 м. Мощность к.з. на шинах РПП-6 S(3)к = 43 MB·A.

Составить расчетную схему для определения токов к.з. и установить аналитическим мето дом токи I(3)к на выходе вторичной обмотки трансформатора подстанции ТСВП-630/6-1,2, на за жимах моторных камер автомата распредпункта РПП-1140 и пускателя лебедки и ток I(2)к на за жимах электродвигателя лебедки.

Задача 2.42. Для условий задачи 2.41 определить токи I(3)к на зажимах моторных камер ав томата распредпункта РПП-1140 и пускателя лебедки и ток I(2)к на зажимах двигателя лебедки ме тодом приведенных длин.

Задача 2.43. Проходческий комплекс "Союз-19" обособленно питается от двух раздели тельных трансформаторов ТСШВ-630/6-6 с номинальной мощностью по 630 кВ·А каждый (пер вичное напряжение 6000 В ± 5 %, вторичное 6200 В, номинальный ток вторичной обмотки Iном = 60,6 А, напряжение к.з. ик = 3,5 %).

Разделительные трансформаторы включены параллельно и установлены стационарно в ка мере, проветриваемой свежей струей воздуха. Напряжение 6 кВ подается на первичные обмотки разделительных трансформаторов от промежуточного высоковольтного распредпункта РПП- двумя параллельно проложенными кабелями ЭВТ-6000-335 длиной 680 м. Мощность к.з. энерго системы на шинах промежуточного РПП-6 S(3)к = 47,8 МВ·А.

Электроснабжение комплекса "Союз-19" осуществлено глубоким вводом от указанных раз делительных трансформаторов. Для этого на энергопоезде установлены две трансформаторные подстанции ТСВП-630/6-1,2, каждая из которых питает два главных электродвигателя ЭКВ-4-160 2У5 (Рном = 160 кВт;

Uном = 1140 В, Iном = 110 А) исполнительного органа, и одна подстанция ТСШВП-630/6-0,69, питающая напряжением 660 В остальные 13 электродвигателей комплекса.

Управление главными электродвигателями осуществляется магнитными станциями СУВ 1140 от фидеров с номинальным током 250 А, остальными электродвигателями — магнитными станциями СУВ-350 (на 660 В).

Напряжение на энергопоезд комплекса подается высоковольтной ячейкой КРУВ-6, уста новленной в камере разделительных трансформаторов, посредством двух параллельно проложен ных кабелей ЭВТ-6000-335 длиной 480 м. Энергопоезд размещен непосредственно в проводимой выработке и перемещается одновременно с комплексом "Союз-19". Токоограничивающее дейст вие внутреннего монтажа каждой магнитной станции эквивалентно 75 м гибкого кабеля сечением силовой жилы 50 мм2, токоограничивающее действие внутреннего монтажа комплекса принять равным действию 100 м гибкого кабеля сечением 50 мм2. Длиной отрезков кабеля от подстанций до магнитных станций и от магнитных станций до комплекса пренебречь.

Составить расчетную схему электроснабжения комплекса и определить аналитическим ме тодом токи I(3)к на выходе вторичных обмоток трансформаторов подстанций, на выходе фидеров магнитных станций и ток I(2)к на зажимах главных двигателей рабочего органа.

Определить ударный ток от питающей системы и главных двигателей рабочего органа.

Задача 2.44. Для условий задачи 2.43 определить токи I(3)к на выходе вторичных обмоток трансформаторов подстанций, на выходе фидеров магнитных станций и ток I(2)к на зажимах глав ных двигателей методом приведенных длин.

Полное сопротивление разделительных трансформаторов может быть заменено кабелем эк вивалентной приведенной к сечению 50 мм2 длины.

Задача 2.45. Определить ток I(2)к в наиболее электрически удаленной точке кабеля комбай на 2К52М, если комбайн питается кабелем ГРШЭ-350+110+34 длиной 230 м. От передвижной подстанции ТСШВП-400/6-0,69 к распредпункту очистного забоя напряжением 660 В проложен кабель ЭВТ-395+110 длиной 120 м.

Задача 2.46. От подстанции ТСШВП-250/6-0,69 к распредпункту подготовительного участ ка напряжением 660 В проложен кабель ЭВТ-350 длиной 220 м. Определить токи I(3)к на зажимах вторичной обмотки трансформатора подстанции и зажимах фидерного автомата (группового ап парата) распредпункта, а также I(2)к на зажимах группового аппарата распредпункта методами ана литическим и приведенных длин и сравнить полученные результаты.

2.4. Расчет кабельной сети участка 2.4.1. Расчет и выбор высоковольтного кабеля Сечение высоковольтного кабеля, питающего участковую трансформаторную подстанцию, определяют по току нагрузки подстанции и проверяют по экономической плотности тока, терми ческой стойкости к токам к.з. и допустимой потере напряжения.

При загрузке подстанции ниже номинальной ток нагрузки высоковольтного кабеля (А) 1,1k от (2.76) I ВН = Iф Кт где 1,1 - коэффициент резерва;

kот - коэффициент отпаек;

Кт - коэффициент трансформации сило вого трансформатора подстанции;

Iф — фактический ток нагрузки подстанции на стороне низшего напряжения (A);

k с Р уст 10 (2.77) Iф = 3U ном cos ср где Uном - номинальное напряжение низковольтной сети, В.

Значения Pуст, kс, cosср - те же, что и при определении мощности трансформатора под станции.

При загрузке подстанции, близкой к номинальной IВН = 1,1Iт. ВН (2.78) где IВН — номинальный ток (А) обмотки высшего напряжения ПУПП, принимается по справоч ным данным.

При отсутствии справочных данных Iт. ВН (А) можно определить по формуле S (2.79) I т.ВН = т.ном 3U ном где Sт. ном - номинальная мощность трансформатора подстанции, кВ·А;

Uном — номинальное на пряжение высоковольтной сети, кВ.



Pages:     | 1 | 2 || 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.