Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Расчет электроснабжения участка карьера

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Величина допустимого сопротивления заземляющего устройства проверяется по току однофазного замыкания на землю В качестве допустимой величины сопротивления заземляющего устройства следует принимать наименьшее значение из расчетных по удельному сопротивлению земли и по току однофазного короткого замыкания на землю, но не более 4 Ом. ВЫБОР ПОДСТАНЦИЙ И ТРАНСФОРМАТОРОВ Для передвижных комплектных… Читать ещё >

Расчет электроснабжения участка карьера (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Кафедра информационных систем Дисциплина «Электроснабжение горных предприятий»

Контрольная работа

Расчет электроснабжения участка карьера

№ варианта

Экскаватор 1

Экскаватор 2

Буровой станок

ЭШ-15.90А

ЭКГ-4У

СБШК-200

Таблица 1

Технические характеристики сетевых электроприемников экскаваторов

Тип экскаватора

Мощность сетевого эл.

Двигателя, КВт

Номинальный ток, А

Номинальное напряжение, В

cosj

Кратность пускового тока,

Кратность пускового момента,

Мощность трансформатора собственных нужд, кВт

ЭКГ-8И

63,5

0,85(оп.)

5,5

0,7

ЭКГ-6,3УС

ЭКГ-4У

ЭШ-15.90А

0,85(оп.)

5,3

0,9

2 х 400

ЭШ-20.75

Таблица 2

Выбор мощности ПКТП для буровых станков

Тип бурового станка

Установленная мощность, кВт

Коэффициент спроса, КС

cosj

Расчетная мощность, кВЧА

Расчетный ток, А

Мощность ПКТП, кВЧА

380 В

660 В

СБШК-200

0,7

0,7

Схемы электроснабжения участка карьера и электроснабжения участка на плане горных работ изображены на рис. 1 и рис. 2, соответственно.

1. ВЫБОР ПОДСТАНЦИЙ И ТРАНСФОРМАТОРОВ Для передвижных комплектных трансформаторных подстанций напряжением 35−110/6−10 кВ номинальная мощность трансформаторов ПКТП определяется по коэффициенту спроса и номинальной мощности электроприемников, питающихся от этой подстанции. При этом должно быть соблюдено условие Sтр і SР.

Выбранная мощность трансформатора ПКТП проверяется на возможность нормального пуска сетевого двигателя удаленного от подстанции экскаватора.

При питании двигателя от отдельного трансформатора (блочная схема), мощность двигателя может составлять 80% мощности трансформатора.

Составим схему электроснабжения участка карьера (рис.2).

Исходные данные для расчета согласно таблицы (табл.1):

Рн1 = 295 кВт; cosjн1 = 0,7; Кс1 = 0,7;

Рн2 = 520 кВт; cosjн2 = 0,85 (опер.); Кс2 = 0,6;

Рн3 = 1900 кВт; cosjн1 = 0,85 (опер.); Кс3 = 0,6.

Определим расчетную мощность (кВА) трансформатора ПКТП по расчетной нагрузке и коэффициенту спроса для всех нагрузок:

РР1 = Кс1Ч Рн1 = 0,7Ч295 = 206,5 кВт, QР1 =202 кВЧА РР2 = Кс2Ч Рн2 = 0,6Ч520 = 312 кВт, QР2 =-390 кВЧА РР3 = Кс3Ч Рн3 = 0,6Ч1900 = 1140 кВт, QР1 =-1425 кВЧА Расчетная нагрузка по участку в целом:

Выбираем трансформатор типа ТМН мощностью 2500 кВ? А, установленный на передвижной комплектной трансформаторной подстанции 35/6 кВ.

Основные параметры масляного трансформатора ТМН-2500/35

Номинальная мощность,

Номинальное высшее напряжение,

Номинальное низшее напряжение,

6,3

Напряжение короткого замыкания,

6,5

Потери холостого хода в стали при нормальном напряжении, Рхх, кВт

6,2

Потери при коротком замыкании, Ркз, кВт

Так как на участке имеются низковольтные электропотребители (буровой станок СБШК-200, который имеет расчетную активную мощность РР=206,5 кВт), то необходимо выбрать источник питания для этих потребителей.

Мощность трансформатора определяется:

, кВЧА где cosjР — средневзвешенное значение коэффициента мощности группы электроприемников. Принимаем cosjР = 0,6−0,7. Тогда:

Принимаем передвижную комплектную трансформаторную подстанцию 6/0,4 кВ ПСКТП-400/6 (Приложение 1, табл.1), имеющую сухой трансформатор, мощностью 400 кВЧА.

2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

2.1 Выбор сечений проводников Сечения воздушных и кабельных линий напряжением до и выше 1000 В следует выбирать по нагреву токами нагрузки с последующей проверкой по экономической плотности тока (только ЛЭП напряжением 6−35 кВ со сроком службы более 5 лет); на термическую устойчивость от воздействия токов короткого замыкания (только кабельные ЛЭП напряжением 6−10 кВ); по допустимой потере напряжения.

Выбор сечения проводников по нагреву сводится к сравнению расчетного тока IР с длительно допустимыми токами нагрузки для стандартных сечений:

IР Ј Iдоп, Расчетный ток в линии:

где Uн — номинальное напряжение приемника.

Экономически целесообразное сечение где jэк — экономическая плотность тока, А/мм2

Кабельные сети проверяются на термическую устойчивость от тока короткого замыкания.

Минимальное сечение где tп — приведенное время.

Для кабелей напряжением до 10 кВ с медными жилами a=7; для кабелей с таким же напряжением, но с алюминиевыми жилами a=12.

Выберем сечение воздушных и кабельных линий в соответствии со схемой рис 2.

Определим расчетные токи во всех элементах сети.

Расчетный ток в низковольтном кабеле СБШК-200:

Расчетный ток воздушного спуска бурового станка принимаем равным номинальному первичному току трансформатора ПСКТП:

Расчетный ток экскаватора ЭКГ-4У:

Расчетный ток экскаватора ЭШ-15.90А:

Принимаем сечения кабелей (приложение, табл.3):

СБШК-200 — 2(3×70+1×25) типа КРПТ, Iдоп = 2×250 А;

ЭКГ-4У — (3×16+1×10) типа КШВГ, Iдоп = 90 А;

ЭШ-15.90А — (3×50+1×16) типа КШВГ, Iдоп = 180 А.

Учитывая, что от одного воздушного спуска могут работать два экскаватора, найдем расчетный ток от двух экскаваторов:

Принимаем сечение магистральной линии и спусков типа АС-70 с Iдоп = 265 А.

Определим удельное сопротивление кабельных и воздушных линий:

СБШК-200: кабель КРПТ (3×70) — Rо=0,26 Ом/км; Хо=0,069 Ом/км;

ЭКГ-4У: кабель КШВГ (3×16) — Rо=1,12 Ом/км; Хо=0,094 Ом/км;

ЭШ-15.90А: кабель КШВГ (3×50) — Rо=0,35 Ом/км; Хо=0,072 Ом/км;

Сопротивление воздушных линий (3×70) — Rо=0,45 Ом/км; Хо=0,36 Ом/км.

ЭКГ-4У:

СБШК-200:

ЭШ-15.90А:

После определения токов короткого замыкания необходимо проверить выбранные сечения кабеля КШВГ на термическую устойчивость от воздействия токов к.з., определенных в начале кабеля (у приключательного пункта).

2.2 Проверка сети по потере напряжения Проверку сети по допустимым потерям напряжения на зажимах электроприемников рекомендуется производить для трех режимов работы: нормального рабочего; пикового; пускового при пуске наиболее мощного приемника.

Напряжение на зажимах n-го приемника в нормальном режиме:

где Uо — напряжение холостого хода трансформатора, В; UН — номинальное напряжение приемника, кВ; Рm и Qm — соответственно суммарное активные и реактивные мощности, передаваемые по m-му участку, кВт и квар; Rm и Хm — соответственно активное и реактивное сопротивление m-го участка сети, Ом.

Напряжение на зажимах двигателя во время пуска удаленного и наиболее мощного двигателя в группе:

, В

где — потеря напряжения в сети в общих с пускаемым двигателем элементах сети; Iп — пусковой ток, А; cos? п=0,3−0,5 — коэффициент мощности приемника в режиме пуска.

Синхронный двигатель пускается как асинхронный.

Для определения потери напряжения в сети при пиковом режиме, активную нагрузку рекомендуется определять следующим образом:

Рпик =КпикЧРнм + Рен, кВт где Кпик — коэффициент, учитывающий пиковую нагрузку экскаваторов, принимается равным 1,6−1,8; Рнм — номинальная мощность наиболее мощного экскаватора в группе, кВт; Рен — суммарная номинальная мощность прочих электроприемников в группе, кВт.

При пиковом режиме реактивная нагрузка приемников с синхронным приводом принимается равной нулю, а приемников с асинхронным приводом — равной ее номинальному значению.

Для проверки сети составим эквивалентную схему сети (согласно схемы на рис.2), указав как активное так и реактивное сопротивление кабелей и линий электропередач, а так же сопротивление трансформаторов (рис.3).

Для определения потери напряжения в сети при пиковом режиме используется формула для определения потери напряжения в нормальном режиме.

Согласно ГОСТ 13 109–67 напряжение на зажимах в нормальном режиме должно удовлетворять условию: Uдв = (0,96 ё 1,1)Uн.

В режиме пиковых нагрузок: Uпик і 0,9Uн.

В режиме пуска: Uпик і 0,75Uн.

Проверка сети при нормальном режиме работы электроприемников .

Примечание к рис.2:

Сопротивление низковольтного кабеля 2СБШ-200Н приведено к ступени напряжения 6 кВ.

Условие проверки сети при нормальном режиме выполняется.

Проверим выбранную сеть в режиме пуска наиболее мощного двигателя (экскаватор ЭШ-20.75).

Р В, что составляет 0,67Uн < 0,75Uн.

Условие проверки по пуску не выполняется. В этом случае необходимо взять более мощный трансформатор на ПКТП-35/6. Принимаем трансформатор ТМН-6300/35. Паспортные данные трансформатора:

Sтн = 6300 кВЧА; U1 = 35 кВ; U2 = 6,3 кВ; Ркз = 46,5 кВт; uк = 7,5%.

Кроме того, увеличим сечение воздушных линий до 95 мм² (Iдоп=330 А), кабеля КШВГ для экскаватора ЭШ-20.75 до 95 мм² (Iдоп=265 А). Тогда напряжение на зажимах сетевого двигателя при пуске будет равно Uпуск. з = 4532 В, что составляет 0,755 Ом.

3. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ При расчете токов короткого замыкания необходимо определить следующие параметры:

1. Действующее значение начального сверхпереходного тока для выбора уставок быстродействующей защиты I'';

2. Установившийся ток короткого замыкания для проверки на термическую устойчивость электрических аппаратов и кабелей I?;

3. Ударный ток короткого замыкания для проверки электрических аппаратов на динамическую устойчивость ;

4. Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания для проверки электрических аппаратов на динамическую устойчивость в течение первого периода процесса короткого замыкания Iу;

5. Действующее значение полного тока короткого замыкания для произвольного момента времени для выбора выключателей по отключаемому току It;

6. Мощность короткого замыкания для произвольного момента времени при проверке выключателей по отключаемой ими мощности St.

Для расчета необходимо составить расчетную схему со всеми участвующими в питании короткого замыкания источниками тока, руководствуясь правилами устройства электроустановок, выбрать расчетные точки короткого замыкания; составить схему замещения с указанием сопротивлений в относительных единицах. Схема замещения путем соответствующих преобразований сводится к простейшему виду.

Ток короткого замыкания от энергосистемы (источник неограниченной мощности):

,

где Uб — базисное напряжение по данной ступени трансформации, Uб=6,3 кВ; Х*Sс — суммарное сопротивление ветвей от энергосистемы до точки короткого замыкания (табл.8).

Токи от синхронных двигателей (СД)

It = ktIнS ,

где IнS — суммарный номинальный ток СД, кА;

IнS = ;

kt — кратность периодической составляющей тока короткого замыкания для различных моментов времени.

Х*расч. = Х*S,

где Х*расч. — суммарное сопротивление цепи от синхронных двигателей до места короткого замыкания; SS — суммарная номинальная мощность синхронных двигателей, МВЧА; Sб — базисная мощность, МВЧА.

При Х*расч. > 3 синхронным двигателем как источником питания короткого замыкания пренебрегают.

Суммарный ток короткого замыкания в данной точке

,

где Iti — ток короткого замыкания от i-го источника в момент времени t, кА; n — количество источников.

Ударный ток

,

где k y — ударный коэффициент. При rS Ј 0,3ХS kу = 1,8, тогда iy = 2,55IІ.

Для длинных кабельных линий, где активное сопротивление довольно велико, значение kу определяется по кривой, изображенной на рис. 5.6, л.4, с. 86.

Полный ток короткого замыкания При kу = 1,8 Iy = 1,52I'' или Iу «0,6iy .

Мощность короткого замыкания для произвольного момента времени .

Токи двухфазных коротких замыканий определяются по следующим формулам

;; .

Пример С целью проверки кабеля экскаватора ЭШ-20.75 на термическую устойчивость от действия токов к.з., выполним расчет тока к.з. для схемы электроснабжения, приведенной на рис. 1, когда к спуску 3 подключен экскаватор ЭШ-5.45М.

Тогда схема примет вид:

Выбираем базисные величины:

Sб = 100 МВЧА; Uб = 6,3 кВ.

Определим сопротивления элементов схемы электроснабжения, приведенные к базисным сопротивлениям.

Сопротивление питающей системы Хс = 0.

Сопротивление трансформатора (рис.4)

Сопротивление ВЛ-6:

Сопротивление кабельных ЛЭП-6:

Х*4 = 0,03Ч2,5 = 0,07,

Х*8 = 0,02Ч2,5 = 0,05.

Сопротивление синхронных двигателей:

Упростим схему замещения (см. рис.5).

Х*10 = Х*1 + Х*2 = 1,19 + 0,35 = 1,54;

Х*11 = Х*6 +Х*7 + Х*8 + Х*9 = 0,45 + 0,6 + 0,05 + 11 = 12,1

Х*12 = Х*4 + Х*5 = 0,07 + 40 = 40,07.

Определяем возможность объединения синхронных двигателей:

, т. е.

находится в пределах 0,4 — 2,5.

Следовательно источники S2 и S3 можно объединить.

Параметры объединенной цепи будут равны:

2,325 МВ? А, После объединения схема примет вид Расчетное сопротивление цепи синхронных двигателей.

Х*СД расч. =

По рис. 5.5, л.4, с. 85 находим кратность токов к.з., посылаемых синхронными двигателями: для Х*СД расч.= 0,98 и t = ?; Кt = 1,3.

Ток к.з., посылаемый синхронными двигателями:

кА.

Ток к.з. от энергосистемы в точке К1:

кА.

Суммарный ток к.з. в точке К1:

кА.

Минимальное сечение ВЛ-6 по условию термической устойчивости:

мм2,

что меньше выбранного сечения 95 мм².

Ток к.з. в точке К2 от энергосистемы:

кА.

Минимальное сечение кабелей экскаваторов ЭШ-5.45М и ЭШ-20.75:

мм2; мм2.

4. РАСЧЕТ ТОКОВ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ 6 кВ Расчет производится с целью выбора и настройки релейной защиты от однофазных замыканий, а также для определения величины допустимого сопротивления защитного заземления. Для сети с изолированной нейтралью.

,

где Uл — линейное напряжение сети, кВ; С? — суммарная емкость на фазу сети 6−10 кВ, мкФ,

,

где lв и lк — длина соответственно воздушных и кабельных линий напряжением 6−10 кВ, км; Ск-удельная емкость на фазу кабельной ЛЭП напряжением 6−10 кВ, мкФ/км (Таб. 6); nэк — количество экскаваторов, подключенных к сети напряжением 6−10 кВ.

Для приближенных расчетов величину тока однофазного замыкания на землю можно определить по формуле где Uл — линейное напряжение, кВ.

5. ВЫБОР КОММУТАЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для всех аппаратов производится выбор по напряжению; выбор по нагреву при длительных токах; проверка на электродинамическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями с номинальным током до 60 А); проверка на термическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями); выбор по форме исполнения (для наружной и внутренней установки).

Выбор и проверка выключателей проводятся по следующим данным.

Выбираемая и проверяемая величина

Формула

Номинальное напряжение, кВ

Uн.а.—і—Uн.у

Номинальный длительный ток, А

Iн.а.—і—Iр.у

Номинальный ток отключения, кА

Iн.о.—і—Iр.о

Номинальная мощность отключения, МВ? А

Sн.о.—і—Sр.о

Допустимый ударный ток короткого замыкания, кА

iн.дин—і—iу.р

Ток термической стойкости за время, tн.т.с, кА

Примечание: Iр. о — расчетное значение тока трехфазного короткого замыкания в момент времени tр. о, кА; Sр. о — мощность короткого замыкания; iу. р — расчетный ударный ток; tн.т.с — время, к которому отнесен номинальный ток термической стойкости Iн.т.с (tн.т.с =5 с и 10 с); tп — приведенное время короткого замыкания, с.

Выбор и проверка предохранителей производится по следующим данным:

Выбираемая и проверяемая величина

Формула

Номинальное напряжение Uн. а, кВ

Uн.а.—і—Uн.у

Номинальный ток, А

Iн.а.—і—Iр.у

Номинальный отключаемый ток Iн. о, кА

Iн.о.—і—Iр.о—=—I''

Номинальная отключаемая мощность, МВ? А

Sн.о.—і—Sр.о—=—S''

Примечание: Iр. у — расчетный ток установки, кА; Uн. у — номинальное напряжение установки, кВ; Iн. а и Uн. а — номинальный ток и напряжение аппарата, кВ.

Определение токов плавких вставок и токов срабатывания максимальных токовых реле.

Выбор плавких вставок производится в зависимости от характера нагрузки потребителя. Для осветительных установок плавкую вставку рекомендуется выбирать по номинальному току вставки где Iосв — рабочий ток осветительной установки. А.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором плавкую вставку выбирают по пусковому току где Iп — пусковой ток двигателя, А; а — коэффициент, зависящий от частоты и условий пуска двигателя, а — 1,8? 2,5.

Согласно правилам безопасности уставки тока срабатывания Iу максимальных расцепителей тока автоматических выключателей и максимальных реле тока магнитных пускателей определяются по следующим формулам:

При установке аппаратов для защиты магистрали где Iп. нноминальный пусковой ток наиболее мощного двигателя, А; еIн. раб — сумма номинальных токов всех остальных приемников, А.

При установке аппаратов для защиты ответвлений, питающих группу двигателей с короткозамкнутым ротором При защите ответвления с одним двигателем с короткозамкнутым ротором При защите осветительной сети

где Iосв. раб — рабочий ток осветительной установки, А.

После выбора уставки тока срабатывания максимальных токовых реле необходимо проверить чувствительность защиты по формуле При kч < 1,5 необходимо увеличить ток путем увеличения сечения линии или (если позволяет технология работ) уменьшить длину линии.

Выбор и проверка уставок срабатывания максимальной токовой защиты высоковольтных ячеек осуществляется по следующим формулам.

Для токовых реле мгновенного действия.

где Iср.2 — расчетный ток срабатывания реле, А;

Kн — коэффициент надежности токовой защиты (Kн = 1,2 — 1,4);

Iр max — максимальный расчетный ток защищаемой линии, А;

Kтт — коэффициент трансформации трансформаторов тока;

Iср.1 — первичный ток срабатывания защиты, А;

Iу — ток уставки реле, А;

— расчетный ток двухфазного к.з., А;

Kч — коэффициент чувствительности защиты.

Для токовых реле с ограниченно зависимой выдержкой Времени где Iср. п2 — расчетный ток срабатывания реле, А;

Iр — рабочий ток защищаемой линии, А;

Kв — коэффициент возврата реле (Kв=0,85-для реле РТ-80, Kв= 1- для АФЗ);

Iср.п1, Iср.01 — первичные токи срабатывания защиты соответственно от перегрузки и к.з., А;

K0 — оптимальная кратность тока отсечки реле (- для РТ-80,

— для АФЗ при ступенчатой регулировке кратности тока).

Для токовых реле, шунтируемых сопротивлениями на период пуска электродвигателей:

а) при следует принимать Iу=5А;

б) при Iн.дв.=(0,9−1,0)Iн.кру допускается принимать Iу=7А;

где Iн. двт, Iн. кру — номинальные токи соответственно электродвигателя и КРУ, А;

Kш — коэффициент шунтирования. Kш = 7,5.

Максимальный рабочий ток защищаемой линии определяется по следующим формулам:

для питающих линий ЦПП и РПП-6, а также для сборных шин этих подстанций для двигателей для силовых трансформаторов где Iн. max, Iпуск. max — соответственно номинальный и пусковой токи наиболее мощных электроприемников, присоединенных к шинам подстанции или силовому трансформатору, А;

— сумма номинальных токов электроприемников, А;

Iпускпусковой ток электродвигателя, А;

Kпуск — кратность пускового тока;

Iн.вн — номинальный ток трансформатора на стороне ВН, А;

Kт — коэффициент трансформации силового трансформатора.

Коэффициент чувствительности защиты КРУ определяют по минимальному значению тока двухфазного к.з. Коэффициент чувствительности должен быть не ниже 2; для защит, установленных на питающих линиях ЦПП и РПП, а также КРУ для силовых трансформаторов и ПУПП не ниже 1,5.

Проверку уставок тока срабатывания реле максимального тока КРУ для трансформаторов и передвижных подстанций производят по формулам:

для трансформаторов с одинаковыми схемами соединения первичной и вторичной обмоток для трансформаторов с различными схемами соединения обмоток где — расчетный ток двухфазного к.з. на стороне вторичной обмотки (НН) трансформатора, А;

Sн — номинальная мощность трансформатора, кВА;

U0 — напряжение холостого хода на стороне НН трансформатора, В;

uк — напряжение к.з. трансформатора, %;

Расчет защитного заземления Общая сеть заземления в подземных выработках должна создаваться путем непрерывного электрического соединения между собой всех металлических оболочек и заземляющих жил кабелей, независимо от величины напряжения, с присоединением их к главным и местным заземлителям.

Кроме того, у тяговой подстанции электровозной контактной откатки к общей сети заземления должны присоединяться токоведущие рельсы, используемые в качестве обратного провода контактной сети.

Общее заземляющее устройство карьера должно состоять из центрального контура и местных заземляющих устройств. Допускается работа передвижных ПП, КТП без местных заземляющих устройств при наличии дополнительного заземлителя (аналогично центральному), подключенного к центральному заземляющему устройству таким образом, чтобы при выходе из строя любого элемента заземляющего устройства сопротивление заземления в любой точке заземляющей сети не превышало 4 Ом. Длина заземляющих проводников до одного из центральных заземляющих устройств не должна превышать 2 км. Центральное заземляющее устройство выполняется в виде общего заземляющего контура у подстанции напряжением 110−35/6−10 кВ или в виде отдельного заземляющего устройства в карьере. Местные заземляющие устройства выполняются в виде заземлителей, сооружаемых у передвижных ПП, КТП-6−10/0,4 кВ и других установок.

Заземляющий трос прокладывается на опоре ниже проводов линии электропередачи. Расстояние по вертикали от нижнего провода ЛЭП до троса должно быть не менее 0,8 м.

При устройстве местного заземления у ПП сооружение дополнительных местных заземлителей передвижной машины, оборудования и аппаратов, питающихся от этого ПП, не требуется.

Согласно Единым правилам безопасности величина сопротивления заземления у наиболее удаленной электроустановки должна быть не более 4 Ом.

Величина допустимого сопротивления заземляющего устройства где r — удельное максимальное сопротивление земли, Ом? м.

Величина допустимого сопротивления заземляющего устройства проверяется по току однофазного замыкания на землю В качестве допустимой величины сопротивления заземляющего устройства следует принимать наименьшее значение из расчетных по удельному сопротивлению земли и по току однофазного короткого замыкания на землю, но не более 4 Ом.

Сопротивление центрального заземлителя где Rз. п — сопротивление заземляющих проводников от центрального заземлителя до наиболее удаленного заземляемого электроприемника, Ом.

Rм.з — сопротивление магистрали заземления, Ом; Rз. ж — сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля от магистрали до электроустановки, Ом.

Сопротивление магистрального заземляющего провода, проложенного по опорам воздушных ЛЭП, где lм. з — длина магистрали заземления, км; Rом — удельное активное сопротивление провода, Ом/км.

Сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля от магистрали до электроустановки где lз. ж — длина заземляющей жилы кабеля, км; Rоз. ж — удельное сопротивление заземляющей жилы кабеля, Ом/км.

Количество одиночных заземлителей (электродов) центрального заземляющего устройства где R — сопротивление растеканию одиночного заземлителя, Ом (таблица 7); hнкоэффициент использования электродов заземления (таблица 8).

Пример.

Рассчитать защитное заземление применительно к схеме электроснабжения участка карьера, представленной на рис. 1.

Исходные данные:

Удельное сопротивление грунта

r = 1 Ом. см. 104

Длина магистрали заземления от приключательного пункта экскаватора ЭШ-20.75 до ПКТП-35

l М.З. = 1,6 км Длина заземляющей жилы кабеля КШВГ-6 экскаватора ЭШ-20.75

l З. Ж .= 0,3 км Удельное сопротивление заземляющей жилы RО.З.Ж. = 0,74 Ом/км (для сечения заземляющей жилы 25 мм2).

Ток однофазного замыкания на землю (по упрощенной формуле) Допустимое значение сопротивления заземляющего устройства принимаем равным Rq = 4 Ом, т.к.? ? 500 Ом. м.

В качестве магистрального заземляющего провода, прокладываемого по опорам ВЛ, принимаем сталеалюминиевый провод сечением 35 мм², для которого

RО.М.З. = 0,91 Ом/км Сопротивление заземляющего провода

RМ.З. = 1,6. 0,91 = 1,46 Ом.

Сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля, питающего экскаватор ЭШ-20.75 (сечение заземляющей жилы кабеля 25 мм2).

RЗ.Ж. = 0,3. 0,74 = 0,22 Ом.

Сопротивление центрального заземляющего устройства, сооружаемого у подстанции 35/6 кВ Ом.

Если на карьере имеются естественные заземлители (обсадные трубы скважин и т. п.), которые используются при устройстве центрального заземления, величина сопротивления искусственного заземлителя определяется выражением

Ом Ом Предположим, что в районе расположения подстанции 35/6 имеются геологоразведочные скважины с обсадными трубами, то используем их для устройства центрального заземлителя. Учитывая, что сопротивление естественного заземлителя в данном случае равно 10 Ом, определим сопротивление искусственного заземлителя Сопротивление растеканию одного электрода заземления, выполняемого из круглой стали d = 16 мм, l = 5 м (электрод вертикальный), определяем по таблице 10.

Ом Количество одиночных заземлителей центрального заземляющего устройства

ЛИТЕРАТУРА

трансформатор подстанция электроснабжение ток

1.Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1983.

2. Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Высшая школа, 1986.

3. Основы электроснабжения: Программа, методические указания к разделам курса, курсовой, контрольным и лабораторным работам для студентов специальности 210 504 / Санкт — Петербургский горный институт. Сост. Б. Н. Абрамович, А. В. Гвоздев, П. М. Каменев, Д. Н. Нурбосынов. СПб, 1995.

4. Смирнов А. Д., Антипов К. М. Справочная книжка энергетика. — 4-е изд., переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1984.

5. Федоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987.

ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица 1

Техническая характеристика передвижных комплектных трансформаторных подстанций типа ПСКТП-100/6, ПСКТП-250/6 и ПСКТП-400/6 с сухим трансформатором

№, п/п

Наименование

ПСКТП-100/6

ПСКТП-250/6

ПСКТП-400/6

1.

Номинальная мощность, кВА

2.

Номинальное первичное напряжение, В

3.

Номинальное вторичное напряжение, В

400/230

4.

Напряжение короткого замыкания, %

3,7

3,5

3,5

5.

Ток холостого хода, %

3,5

2,5

6.

Потери холостого хода, Вт

7.

Потери короткого замыкания, Вт

Таблица 2

Автоматические выключатели ПСКТП

Тип

Мощность,

Автоматические выключатели

Групповой

Фидерные

Тип

Кол-во

Тип

Кол-во

Тип

Кол-во

ПСКТП-100

А3722Б

А3722Б

контактор КТ 6033

;

;

ПСКТП-250

А3732Б

А3712Б

А3732Б

А3722Б

ПСКТП-400

А3742Б

А3722Б

А3742Б

А3732Б

Таблица 3

Допустимые длительные токовые нагрузки на гибкие силовые кабели, применяемые на карьерах

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Токовые нагрузки на кабели, А*

КРПТ, КРПС и другие до 600 В

КШВГ-6, КШВГМ-6, КШВГ-10 и т. д.

Открытая прокладка (ПУЭ, табл.1−3-10)

При числе слоев навивки на барабане

;

*Примечание:

Токовые нагрузки относятся к кабелям как с заземляющей жилой, так и без таковой.

Приведенные нагрузки допускаются при температуре окружающего воздуха +25оС.

Указанные нагрузки даны для длительно допустимой температуры на жиле +65оС.

Таблица 4

Расчетные формулы для определения сопротивлений элементов системы электроснабжения, приведенных к базисным условиям

Элементы системы электроснабжения

Расчетные формулы

Примечание

Сопротивление энергосистемы

?к бс=,

где Sкз-мощность трех-фазного короткого замыкания на шинах ГПП, от которой питается участковая подстанция

Двухобмоточные трансформаторы

?*бт =

Линия электропередачи

?*бл = ?оl

Для ВЛ-6−35 кВ

?о = 0,4 Ом/км

r* бл =

Для КЛ-6(10) кВ

?о = 0,08 Ом/км

?о бл =

Для КЛ-35 кВ

?о = 0,12 Ом/км

Синхронные двигатели

?*бсD =

Трехобмоточные трансформаторы

Таблица 5

Удельные емкости

На фазу воздушных линий с высотой подвески проводов 6 м

Сечение провода линии, мм2

Удельная емкость на фазу, 10−3 мкФ/км:

линия с заземляющим проводом

5,04

5,15

5,21

5,3

5,41

5,48

5,57

линия без заземляющего провода

4,43

4,5

4,55

4,63

4,69

4,75

4,86

На фазу бронированных трехжильных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией

Сечение жил кабеля, мм2

Удельная емкость жил,

10−3 мкФ/км:

6 кВ

10 кВ

35 кВ

;

;

;

;

Токоведущих жил по отношению к заземляющему экрану кабеля марки КГЭ, КШВГ

Сечение жил кабеля, мм2

Удельная емкость жилы кабеля, 10−3 мкФ/км:

6 кВ

10 кВ

Таблица 6

Сопротивление растеканию одиночного заземлителя

Схема расположения заземлителя

Тип заземлителя

Формулы расчета сопротивления растеканию

Типовые параметры заземлителя

Сопротивление растеканию, Ом

Примечание

Вертикальный

Круглая сталь

d = 12 мм; l = 5 м

d = 16 мм; l = 5 м Угловая сталь

50×50×5 мм; l = 2,5 м

60×60×5 мм; l = 2,5 м

R=_, 236rрасч

R=_, 227rрасч

R=_, 338rрасч

R=_, 328rрасч

l—>—d

Вертикальный (в скважине)

Круглая сталь

d = 12 мм; l = 20 м

d = 16 мм; l = 20 м Полосовая сталь

25×4 мм; l = 20 м

40×4 мм; l = 20 м

R=_,_71rрасч

R=_,_68rрасч

R=_,_69rрасч

R=_,_66rрасч

l—>—d

Вертикальный (углубленный)

Круглая сталь

d = 12 мм; l = 5 м

d = 16 мм; l = 5 м Угловая сталь

50×50×5 мм; l = 2,5 м

60×60×5 мм; l = 2,5 м

R=_,_27rрасч

R=_, 218rрасч

R=_, 318rрасч

R=_, 3_4rрасч

l—>—d

t=_, 7+_, 5l

t—=—_, 3 м

Горизонтальный

Полосовая сталь

25×4 мм; l = 50 м

40×4 мм; l = 50 м

R=_,_43rрасч

R=_,_41rрасч

Если—электрод—круглый—диаметром—d,—то—b=2d

Примечание: rрасч принимать согласно ПУЭ, гл.1−7-48. При отсутствии измеренных значений удельного сопротивления грунта пользоваться табл.25.

Таблица 7

Коэффициенты использования hн заземлителей из труб или уголков, размещенных в ряд без учета влияния полосы связи

Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине, a/l

Число труб (уголков),

n

0,84 — 0,87

0,76 — 0,8

0,67 — 0,72

0,56 — 0,62

0,51 — 0,56

0,47 — 0,5

0,90 — 0,92

0,85 — 0,88

0,79 — 0,83

0,72 — 0,77

0,66 — 0,73

0,65 — 0,70

0,93 — 0,95

0,90 — 0,92

0,85 — 0,88

0,79 — 0,83

0,76 — 0,80

0,74 — 0,79

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой