Расчёт кабельной линии 3 кВ для подключения двигателей сетевых насосов к КРУ-3 кВ

5.2.1 Выбор кабельной линии 3 кВ

 

Расчётный ток , А:

 

, (83)

 

где  - расчётная активная мощность, кВт;

 n = 1- количество кабелей;

3 - коэффициент нагрузки.

 

А

 

Сечение кабельной линии , :

 

, (84)

 

где  - экономическая плотность тока /8, 266/.

 

 

Выбираем кабель АСБ-6-3х50 – кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке с бронёй из стальных лент с защитным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом. Кабель проложен в туннелях. Для данного типа кабеля:

I_{дл.доп .}= 165 А; /9, 342/  

r₀ = 0,62 Ом/км;

х₀ = 0,083 Ом/км. /8, 576/

 

а) Проверка выбранного сечения кабеля по условию нагрева в нормальном режиме.

Длительно допустимый ток кабеля с учётом прокладки, , А:

 

,  (85)

 

где k_п = 1 – поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных в одной траншее;

 k_t = 1 – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды.

 

 А.

 

Проверка условия:

 

 

 165 > 147,86 – условие выполняется.

 

б) Проверка кабеля по условию нагрева в послеаварийном режиме.

Ток одного кабеля в послеаварийном режиме , А:

 

(86)

 

 А

 

Коэффициент аварийной перегрузки в зависимости от вида прокладки кабеля, коэффициента предварительной нагрузки и длительности максимума :

 (87)

 

 

 /9, 51/.    

Допустимый ток кабеля в послеаварийном режиме , А:

 (88)

 

 А

 

Проверка условия:

 

 

214,5 > 292 – условие не выполняется.

 

Выбираем кабель АСБ - 6 - 3х150.

 А /9, 342/.

 

 

Проверка условия:

 

292,5 > 292 – условие выполняется.

 

в) Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения , %:

 

  (89)

 

%

 

Проверка условия:

 

 

%

 

5 % > 0,18 % - условие выполняется.

 

г) Проверка сечения на термическую стойкость

Схема замещения для расчёта тока короткого замыкания представлена на рисунке 6.

 

Рисунок 6

 

Электроснабжение ОТЭЦ-1 осуществляется от турбогенераторов типа

ТВФ номинальной мощностью 63 МВт через трёхобмоточные блочные

 

трансформаторы и затем через трансформаторы собственных нужд типа ТМ. Распределение электроэнергии 3 кВ осуществляется через комплектное распределительное устройство (КРУ).

 

Базисный ток , кА:

 

, (90)

где МВА - базисная мощность;

кА - базисное напряжение, кВ.

 

кА

 

 Относительное реактивное сопротивление для генератора :

 

,  (91)

 

где = 0,125 - сверхпереходное реактивное сопротивление по продольной оси полюсов;

- номинальная мощность генератора, МВА;

 

, (92)

 

МВА

В работе находятся три генератора общей мощностью , МВА:

 

МВА

 

 

Реактивное сопротивление токопровода в относительных единицах :

, (93)

где Ом/км - удельное реактивное сопротивление токопровода /9, 121/;

 l = 110 м – длина токопровода.

 

 

Относительное реактивное сопротивление для трансформатора .

Блочный трансформатор типа ТДТН-10000/110:

 

 (94)

 

 

 (95)

 

 

Относительное реактивное сопротивление для кабельной линии .

Марка кабеля АСБГ - 3 - 3х150.

 

, (96)

где Ом/км - удельное реактивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;

 l = 0,095 км – длина кабельной линии.

 

 

 

К КРУ подводится 8 кабелей. Эквивалентное сопротивление их мало, им можно пренебречь.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора в относительных единицах .

Трансформатор типа ТМ-10000/35.

, (97)

 

где . /10,215/

 

 

Сопротивление кабельной линии, отходящей к двигателю сетевого насоса :

 

 

Суммарное сопротивление :

 

(98)

 

 

Установившееся значение тока короткого замыкания , кА:

 

,  (99)

 

где Е = 1,13- ЭДС генератора в относительных единицах /9, 150/.

 

кА

 

 (100)

где  - ток короткого замыкания, кА;

 

 

 С = 95 – коэффициент изменения температуры /9, 53/;

=0,57 с – приведённое время КЗ /9, 52/.

Термически стойкое к токам короткого замыкания сечение , :

 

мм²

 

Окончательно принимаем кабель марки АСБ-6-3х150.

5.2.2.Выбор автоматических выключателей

Для защиты электродвигателей насосов выбираем выключатели вакуумные типа ВБЛ-10-20/630У3 на напряжение 10 кВ. Выключатель изготовлен в климатическом исполнении У категории размещения 3 по ГОСТ 15150.

Технические характеристики выключателя представлены в таблице 25.

 

Таблица 25

Наименование параметра	Нормируемая величина
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток, А	630
Номинальный ток отключения, кА	20
Ток электродинамической стойкости, кА	52
Ток термической стойкости, кА	20

 

Выключатель выбирается по условиям:

а) ,

 

где  - номинальное напряжение выключателя, кВ;

 - номинальное напряжение двигателя, кВ.

 

 - условие выполняется.

 

б) ,

 

где  - номинальный ток выключателя, А.

 

 - условие выполняется.

 

в) ,

 

где кА - номинальный ток отключения /таблица 22/.  

 

Проверка условия:

 

 - условие выполняется.

 

г) Амплитудное значение ударного тока при включении на короткое замыкание  должно быть равно или меньше наибольшего пика тока включения выключателя :

 

,

 

где  - начальное действующее значение с учётом апериодической составляющей тока включения, кА;

 - начальное действующее значение тока короткого замыкания, кА;

 

,  (101)

 

где кА - значение периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени, кА;

- ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени апериодической составляющей тока короткого замыкания /9, 143/.  

 

кА

 

Проверка условия:

 

 - условие выполняется.

д) Ток термической стойкости выключателя  в течение времени

 термической стойкости  должен удовлетворять неравенству:

 

,

 

где  - сила тока термической устойчивости, кА /таблица 22/;

 - номинальное расчётное время термической устойчивости, с /таблица 22/.

 

 

- условие выполняется.