Kraków, 14 maj, 2003
Projekt
z
aparatów i rozdzielni elektrycznych
Konsultacja: Wykonali:
mgr. inż. Tarko Mgr inż. Rafał Tarko Marcin Szybowski
Piotr Susuł 3 Rok
2002/2003
Spis Treści
Temat projektu
TEMAT: Zaprojektować stację elektroenergetyczną zasilającą zakład przemysłu metalowego II kategorii z 20 % rezerwą zasilania. Zakład ma być zasilany linią kablową z sieci energetycznej zawodowej o napięciu 6 kV.
I) Na terenie zakładu znajdują się następujące obiekty:
• Hala obróbki mechanicznej
• Hala maszyn
• Oddział remontowy
• Oddział transportowy
• Kotłownia
• Pompownia
• Budynek administracji
II) Założenia projektowe:
stacja transformatorowa zasilana z sieci energetyki zawodowej dwiema niezależnymi liniami
kablowymi o napięciu 6 kV
moc zwarciowa na szynach rozdzielni 180 MV A
dyrektywny tgϕ na szynach 6 kV ≤ 0,4
moc zainstalowana w zakładzie 1210.8 kW
liczba transformatorów 2
rezerwa mocy 20%
układ szyn zbiorczych w rozdzielni SM pojedynczy sekcjonowany
układ szyn zbiorczych w rozdzielni 0,4 kV pojedynczy sekcjonowany
III) Zakres projektu:
Wyznaczenie mocy szczytowych dla poszczególnych obiektów i całego zakładu metodą współczynnika zapotrzebowania mocy
Dobór baterii kondensatorów do poprawy współczynnika mocy
Dobór transformatorów
Wyznaczenie charakterystycznych wielkości zwarciowych przy zwarciu po stronie 6 i 0,4 kV
Lokalizacja stacji 6/0,4 kV
Dobór aparatury rozdzielczej po stronie SN i nn
szyny zbiorcze
izolatory wsporcze
przekładniki napięciowe
przekładniki prądowe
wyłączniki
odłączniki
bezpieczniki mocy
Dobór pól rozdzielnic 6 i 0,4 kV w oparciu o elementy prefabrykowane produkowane w kraju
Rozmieszczenie urządzeń (rozdzielnic, baterii kondensatorów, transformatorów itp.) w stacji
Rozwiązanie komory transformatora i jego połączenia z rozdzielnicami.
Projekt tras kablowych i dobór przekroju kabli
Rysunki:
rozmieszczenie obiektów zakładu przemysłowego
kartogram mocy l lokalizacja stacji transformatorowej
schemat zasadniczy stacji z oznaczeniem typów katalogowych dobranej aparatury
rzut poziomy pomieszczeń stacji stacji 6/0,4 kV
elewacje rozdzielnic 6 kV i 0,4 kV
przekrój komory transformatora
przekrój pola linii zasilającej
pola pomiarowego w rozdzielni 6 kV
pola transformatora w rozdzielni 6 kV
pola transformatora w rozdzielni 0,4 kV
pola łącznika sekcyjnego w rozdzielni 6 kV
pola łącznika sekcyjnego w rozdzielni 0.4 kV
pola odpływowego
pola balem kondensatorów
plan wewnątrzzakładowej sieci kablowej
Wyznaczanie zapotrzebowania mocy szczytowej
Moce szczytowe dla każdego obiektu w zakładzie zostały wyznaczone w oparciu o metodę współczynnika zapotrzebowania mocy kz. Współczynnik zapotrzebowania mocy kz jest określony dla charakterystycznych grup odbiorników, przy czym moce szczytowe kolejnych obiektów są sumą mocy szczytowych wszystkich odbiorników, znajdujących się na terenie tegoż obiektu.
W obliczeniach uwzględniono również współczynnik jednoczesności nakładania się największych obciążeń kj. W tabeli podano także współczynniki mocy dla poszczególnych odbiorników.
Moce szczytowe obliczono na podstawie poniższych zależności:
Moce zapotrzebowania dla poszczególnych obiektów z uwzględnieniem współczynnika jednoczesności mocy czynnej i biernej:
Na podstawie wykresu przyjęto następujące wartości współczynników jednoczesności:
kjc = 1
kjb = 0,67+0,33 kjc =1
Rys 2. Współczynnik kjc
Posumowanie
Dobór baterii kondensatorów do poprawy współczynnika mocy
W poprzednim punkcie otrzymano wartości mocy zapotrzebowania zakładu. Można, więc obliczyć rzeczywisty
.
=
1,4
Jak można było się spodziewać jest on większy od
, który jest narzucony przez zakład energetyczny. Należy, więc zastosować kompensację mocy biernej. Moc baterii kondensatorów dobrano wg wzoru:
636,46 [kVAr]
Założono, że baterię kondensatorów zainstaluje się po stronie niskiego napięcia.
Wybrano baterie kondensatorów firmy Schneider Elektric z serii Prisma P o mocy 660 [kVAr]
Dane baterii kondensatorów:
Q = 660 [kVAr],
Liczba stopni swobody 11x60,
Typ obudowy: szafa podwójna
Napięcie znamionowe 400 V, trójfazowe 50 Hz,
Tolerancja pojemności +10 %,
Napięcie znamionowe izolacji 660 V,
Napięcie wytrzymywane przez 1min 2,5 kV.
Po zastosowaniu baterii kondensatorów do kompensacji mocy biernej obliczono wartość współczynnika mocy.
[kVA]
0,93
Otrzymany
posłuży w dalszych elementach projektowania stacji m.in. dobierać transformatory będziemy już w oparciu o współczynnik mocy skompensowany.
Podział obciążenia zakładu na sekcje
Założenia projektowe mówią, że powinny zostać zastosowane dwa transformatory. Powinno się, więc podzielić zakład na sekcje.
• budynki zakładu zasilane z I sekcji szyn stacji transformatorowej:
1) Hala obróbki mechanicznej (na schemacie nr 1)
2) Oddział remontowy (na schemacie nr 3)
3) Dział transportowy (na schemacie nr 4)
4) Budynek administracyjny (na schemacie nr 7)
Dane obciążenia na szynach sekcji szyn I:
moc czynna........................Ps = 327,63 [kW]
moc bierna ........................Qs = 604,46 [kvar]
moc pozorna......................Ss = 707,92 [kVA]
współczynnik mocy...........cosφ = Ps/Ss = 0.46
• budynki zasilane z II sekcji szyn stacji transformatorowej:
5) Hala maszyn (na schemacie nr 2)
6) Kotłownia (na schemacie nr 5)
7) Pompownia (na schemacie nr 6)
Dane obciążenia na szynach sekcji szyn II
moc czynna.........................Ps=308.83 [kW]
moc bierna .........................Qs=291,52[kvar]
moc pozorna ......................Ss=425,72[kVA]
współczynnik mocy............cosφ=Ps/Ss=0.73
Dobór transformatorów
Dobrane transformatory muszą posiadać odpowiednią moc przy uwzględnieniu współczynnika wynikającego z narzuconej na wstępie rezerwy mocy 20%. Dlatego też we wzorze na moc uwzględniono
824,80 [kVA]
(Korzystając z tego samego wzoru co wyżej, ale już dla poszczególnych sekcji
Sekcja 1 :
= 424,58 [kVA]
Dobierano transformator o mocy znamionowej
1= 630 [kVA]
Sekcja 2 :
= 400,22 [kVA]
Dobierano transformator o mocy znamionowej
2= 630 [kVA]
Na podstawie katalogu dobrano transformatory, które są w stanie zapewnić powyższą moc.
Są to transformatory TNOSN firmy ALSTOM o mocy 630 kVA (bez konserwatora).
O wyborze tych transformatorów przekonały nas poniższe dane:
Transformatory typu TNOSN są nowoczesną serią transformatorów olejowych, w których zastosowano najlepsze materiały, technologie i rozwiązania konstrukcyjne dla zapewnienia użytkownikowi pełnej satysfakcji z ich eksploatacji.
Są to transformatory praktycznie bezobsługowe, w pełni hermetyczne. Zastosowano w nich nowoczesny zębatkowy przełącznik zaczepów, wzmocniono układ izolacyjny oraz obniżono straty. Zakres mocy wynosi od 250 kVA do 630 kVA, a napięcie znamionowe uzwojenia pierwotnego do 21 kV.
Transformatory wykonywane są w dwóch szeregach napięciowych: 10 KV z napięciem znamionowym 6,3 i 10,5 kV oraz 20 kV z napięciem znamionowym 15,75 i 21 kV. Transformatory z szeregu 10 kV wyposażone są w przepusty bez rożków odgromowych. Szereg 20 kV posiada przepusty z rożkiem odgromowym z rozstawem 90 mm (wymiar I na rysunku) dla 15,75 kV i 120 mm dla 21 kV. Znamionowe napięcie strony DN wynosi 420 V. Rozszerzony zakres regulacji po stronie GN (±3 x 2,5%) pozwala na prawidłową eksploatację zarówno z napięciem strony wtórnej 420 V jak i 400 V.
Transformatory z serii TNOSN są wykonane zgodnie z normami:
PN-83/E-06040 - Transformatory. Ogólne wymagania.
PN-75/E-81000 - Transformatory. Obciążalność transformatorów o naturalnym obiegu oleju.
PN-86/E-06041 -Transformatory olejowe o mocy znamionowej 25 kVA i większej. Wyposażenie podstawowe.
IEC publ. Nr 76 z 1976 r. - Transformatory mocy.
IEC publ. Nr 354 z 1972 r. - Obciążalność transformatorów mocy.
Dane znamionowe
Oznaczenie |
Moc znamionowa |
Napiecia znamionowe |
Regulacja |
Grupa połączeń |
Straty |
uk (75°C) |
||
|
|
GN |
DN |
|
|
Po |
Pk (75°C) |
|
|
kVA |
V |
V |
% |
kVA |
W |
W |
% |
TNOSN 250/10 |
250 |
6300; 10500; 15750; 21000 |
400; 420 |
±3 x 2.5%; ±2 x 2.5%; (+1-3) x 2.5% |
Dyn5 |
460 |
3250 |
4 |
TNOSN 250/20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
TNOSN 400/10 |
400 |
|
|
|
|
670 |
4600 |
|
TNOSN 400/20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
TNOSN 630/10 |
630 |
|
|
|
|
870 |
6750 |
6 |
TNOSN 630/20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Masa i wymiary
Oznaczenie typu |
Masa |
Wymiary |
|||||
|
oleju |
całkowita |
A |
B |
C |
D |
H |
|
kg |
mm |
|||||
TNOSN 250/10 |
190 |
1000 |
1100 |
780 |
1330 |
520 |
940 |
TNOSN 250/20 |
|
|
|
|
|
|
|
TNOSN 400/10 |
220 |
1310 |
1200 |
820 |
1350 |
670 |
960 |
TNOSN 400/20 |
|
|
|
|
|
|
|
TNOSN 630/10 |
300 |
1730 |
1600 |
910 |
1360 |
670 |
970 |
NOSN 630/20 |
|
|
|
|
|
|
|
Wyznaczenie charakterystycznych wartości zwarciowych
1. Zwarcie na szynach 6 [kV]
Przy zwarciu na szynach 6 [kV] pominięto wpływ silników i transformatorów.
Poniżej przedstawione są obliczenia dla zwarcia 2 i 3 - fazowego. Ze względu na to, że linie średniego napięcia są liniami z punktem gwiazdowym izolowanym nie wyznacza się wartości prądów zwarcia 1 - fazowego i 2 - fazowego z ziemią. Wyniki przedstawione są w tabeli 1.
Dane znamionowe systemów zasilających zakład przemysłowy:
(moc zwarciową na szynach rozdzielni podaje założenie projektowe)
⇒ US = 6 [kV] ,
wyznaczenie impedancji zastępczej obu systemów:
c = 1,1 - dobrane z tabeli 3.1 wykładów doktora Nowaka.
czyli:
a) zwarcie 3 - fazowe:
prądu początkowy zwarcia
:
ustalony prąd zwarciowy
:
prądu wyłączalny
:
prądu udarowego
:
gdzie:
składowa nieokresowa prądu zwarciowego
:
gdzie:
prąd zwarciowy wyłączeniowy niesymetryczny
:
zwarciowy prąd cieplny
:
gdzie m, n - dobrane współczynniki z poniższych wykresów
dla
[s]: m = 0 ; n = 1
zwarciowy prąd tz - sekundowy
:
sekcja 1:
gdzie kC = 1,05 odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
b) zwarcie 2 - fazowe bez udziału ziemi:
początkowy prąd zwarcia
:
2ZT, bo powinno być |Z1T + Z2T|, ale Z1T = Z2T
ustalony prąd zwarciowy
:
prąd wyłączalny
oraz ustalony prąd zwarciowy
:
prąd udarowy
:
gdzie:
składowa nieokresowa prądu zwarciowego
:
gdzie:
[s]
prąd zwarciowy wyłączeniowy niesymetryczny
:
zwarciowy prąd cieplny
:
gdzie m, n - dobrane współczynniki;
dla
[s]: m = 0 ; n = 1
zwarciowy prąd tz - sekundowy
:
sekcja 1:
gdzie kC = 1,05 odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
Tab. Charakterystyczne wartości zwarciowe przy zwarciu po stronie 6kV
Rodzaj zwarcia |
Ik'' |
Ik |
Ip |
Ib |
Ibasym |
Itz3 |
Ith |
|
[kA] |
[kA] |
[kA] |
[kA] |
[kA] |
[kA] |
[kA] |
Zwarcie 3-fazowe |
17,32 |
17,32 |
42,77 |
17,32 |
17,32 |
18,2 |
17,32 |
Zwarcie 2 - fazowe bez udziału ziemi |
15 |
15 |
37,04 |
15 |
15 |
15,75 |
15 |
Z powyższego zestawienia wynika, że zwarcie trójfazowe jest niebezpieczniejsze ze względy na większe prądy zwarciowe.
2. Zwarcie na szynach 0,4 [kV]
Ze względu na duży wpływ silników asynchronicznych na prąd zwarcia należy je uwzględnić przy liczeniu tych prądów. Gdyż spełniona jest poniższa nierówność:
gdzie: Pn - suma mocy znamionowych silników w kW,
Sn - suma mocy znamionowych transformatorów zasilających silniki,
Sz - moc zwarciowa wyznaczona bez udziału silników.
Impedancja grupy silników liczona na podstawie poniższych wzorów, wyniki przedstawione są w tabeli 2. Do silników zaliczamy obrabiarki, wentylatory, suwnice oraz kompresory.
[kVA]
gdzie: Pm - jest to suma mocy silników w danym obiekcie
(zgodnie z zaleceniami z wykładu dr Nowaka)
Tab. Moce i impedancje silników w poszczególnych sekcjach
Sekcja |
|
|
|
|
1 |
166,67 |
192 |
177 |
74 |
2 |
127,57 |
251 |
231 |
97 |
Impedancje transformatorów zasilających:
Tab. Dane transformatorów zasilających.
|
|
|
|
|
zatem:
a) zwarcie 3 - fazowe:
początkowy prąd zwarcia
:
początkowy prąd zwarcia grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
początkowy prąd zwarcia układu system - transformator
:
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
ustalony prąd zwarciowy
:
ustalony prąd zwarciowy grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
ustalony prąd zwarciowy układu system - transformator
:
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd wyłączalny
:
prąd wyłączalny grupy silników
:
gdzie:
sekcja 1:
sekcja 2:
sekcja 1:
sekcja 2:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd wyłączalny układu system - transformator
:
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd udarowy
:
prąd udarowy grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
gdzie k = 1,3
prąd udarowy układu system - transformator
:
gdzie
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
zwarciowy prąd cieplny
:
sekcja 1:
sekcja 2:
gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
zwarciowy prąd tz - sekundowy
:
sekcja 1:
sekcja 2:
gdzie kC = 1,05 odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
b) zwarcie 2 - fazowe bez udziału ziemi:
początkowy prąd zwarcia
:
początkowy prąd zwarcia grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
początkowy prąd zwarcia układu system - transformator
:
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
ustalony prąd zwarciowy
:
ustalony prąd zwarciowy grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
ustalony prąd zwarciowy układu system - transformator
:
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd wyłączalny
:
prąd wyłączalny grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd wyłączalny układu system - transformator
:
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd udarowy
:
prąd udarowy grupy silników
:
sekcja 1:
sekcja 2:
prąd udarowy układu system - transformator
:
gdzie
zatem:
sekcja 1:
sekcja 2:
zwarciowy prąd cieplny
:
sekcja 1:
sekcja 2:
gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
zwarciowy prąd tz - sekundowy
:
sekcja 1:
sekcja 2:
gdzie kC = 1,05 odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Owaka
c) zwarcie 2 - fazowe z ziemią:
Silniki są izolowane od ziemi, zatem:
Opisywany system zasilający jest systemem średniego napięcia, zatem z izolowanym punktem zerowym, czyli w przypadku zwarcia 2 - fazowego z ziemią żaden dodatkowy prąd zwarcia nie popłynie od tych systemów. Natomiast uzwojenia wtórne transformatorów są uziemione i tylko od impedancji zerowych tych transformatorów będzie zależeć wartość prądu zwarcia.
początkowy prąd zwarcia
:
gdzie ZT0 = 0,85*ZT1
ustalony prąd zwarciowy
:
prąd wyłączalny
:
prąd udarowy
:
Wartość prądu udarowego
jest nie większa niż wartość prądu udarowego
zwarciowy prąd cieplny
:
gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
zwarciowy prąd tz - sekundowy
:
gdzie kC = 1,05 odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
zwarcie 1 - fazowe;
Jak przy zwarciu 2 - fazowym z ziemią silniki wraz z systemami nie odgrywają tu żadnej roli. Na wartość prądu zwarcia wpływa jedynie impedancja transformatora.
początkowy prąd zwarcia
:
ustalony prąd zwarciowy
:
prąd wyłączalny
:
prąd udarowy
:
Wartość prądu udarowego zależy właściwie tylko od wartości prądu początkowego zwarcia czyli:
gdzie:
zwarciowy prąd cieplnego
:
gdzie
,
, odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
zwarciowy prąd tz - sekundowy
:
gdzie kC = 1,05 odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka
Tab. Wartości prądów zwarciowych dla sekcji 1
sekcja 1 |
||||||
Rodzaj Zwarcia |
I"k [kA] |
Ik [kA] |
Ip [kA] |
Ib [kA] |
Itz [kA] |
Ith [kA] |
zwarcie 3 - fazowe |
16,44 |
15,12 |
43,04 |
15,84 |
17,27 |
16,44 |
zwarcie 2 - fazowe |
14,24 |
13,76 |
37,26 |
14,24 |
14,95 |
14,24 |
zwarcie 2 - fazowe z ziemią |
16,80 |
16,80 |
40,61 |
16,81 |
17,64 |
16,80 |
zwarcie 1- fazowe |
15,92 |
15,92 |
42,75 |
15,92 |
16,71 |
15,92 |
Tab. Wartości prądów zwarciowych dla sekcji 2
sekcja 2 |
||||||
Rodzaj Zwarcia |
I"k [kA] |
Ik [kA] |
Ip [kA] |
Ib [kA] |
Itz [kA] |
Ith [kA] |
zwarcie 3 - fazowe |
16,13 |
15,12 |
42,47 |
15,65 |
16,94 |
16,13 |
zwarcie 2 - fazowe |
13,97 |
13,60 |
36,78 |
13,97 |
14,67 |
13,97 |
zwarcie 2 - fazowe z ziemią |
16,80 |
16,80 |
40,61 |
16,80 |
17,64 |
16,80 |
zwarcie 1- fazowe |
15,92 |
15,92 |
42,75 |
15,92 |
16,71 |
15,92 |
Lokalizacja stacji transformatorowej i wyznaczanie kartogramu obciążeń mocą czynną
Promień mocy obliczono na podstawie wzoru:
Ps - moc szczytowa budynku
r- promień okręgu
Obliczone promienie i współrzędne budynków zostały podane w poniższej tabeli.
Nazwa budynku |
Ps |
r mocy P |
Współrzędna X |
Współrzędna Y |
1.Hala obróbki maszyn |
191,3 |
7,80 |
90 |
155 |
2.Hala maszyn |
200,77 |
7,99 |
255 |
120 |
3.Oddział remontowy |
56,65 |
4,25 |
155 |
80 |
4.Oddział transportu |
42,61 |
3,68 |
60 |
85 |
5.Kotłownia |
38,6 |
3,51 |
225 |
35 |
6.Pompownia |
69,46 |
4,70 |
265 |
35 |
7.Budynek administracyjny |
37,08 |
3,44 |
65 |
35 |
Obliczanie współrzędnych stacji transformatorowej
Przy wyznaczaniu współrzędnych stacji transformatorowej przyjęliśmy dla uproszczenia, że środki obciążeń występują na środku każdego z budynków
- współrzędna X wynosi
- współrzędna Y wynosi
Stacja o takich współrzędnych znajdowałaby się w środku oddziału remontowego, dlatego zmieniłem współrzędne stacji na:
Ze względu na małe wartości promieni okręgów przedstawiliśmy je w skali
Kartogram mocy oraz rozkład kabli Rozmieszczenie urządzeń (rozdzielnic, baterii kondensatorów, transformatorów itp.) w stacji.
Ta część projektu jest w tym miejscu, ponieważ uważam, że mając wszystkie obliczenia trzeba najpierw dobrać budynki stacji i obie rozdzielnice a dopiero potem aparaturę rozdzielczą pasującą do tego typu rozdzielnic.
Budynki stacji 2 x KS 25-36w firmy Wilk
Rozdzielnica SN 1 x 5 modułowa SIMOSEC firmy SIEMENS
Rozdzielnice nn 2 x 3 modułowa TR 301 firmy Elektrobudowa S.A
Transformatory 2 x 630 kVA TNOSN firmy ALSTOM
Uzasadnienie takiego wyboru jest przedstawione w dalszej części tego projektu
Oznaczenia:
Budynek żelbetowy.
Rozdzielnica SN.
Transformator.
Rozdzielnica nn.
Pomiar rozliczeniowy.
Drzwi obsługowe 1050 x 2000 mm.
Drzwi komory transformatora 1050 x 2000 mm.
Krata wentylacyjna.
Kanał kabli SN i nn.
Przepust między budynkami.
Właz do piwnicy.
Przegroda.
Kompensacja mocy biernej.
Rozmieszczenie urządzeń - budynek stacji.
Rozwiązanie komory transformatora i jego połączenia z rozdzielnicami.
Rys. Komora transformatora.
Transformatory są połączone z rozdzielnicami nn i SN za pomocą szyn, których przekroje obliczyliśmy poniżej.
Dobór szyn zbiorczych
1. Strona wysokiego napięcia
Dobór szyn ze względu na warunki cieplne
Na podstawie warunków cieplnych można wyznaczyć minimalny przekrój szyn z warunku:
gdzie: kC - współczynnik uwzględniający zmienność prądu zwarciowego w czasie, odczytany z rysunku 3,6 w skrypcie, dla nas kC = 1,05
Itz - prąd zwarciowy tz sekundowy,
TZ - czas trwania zwarcia,
K - współczynnik z tabeli 9.5 w skrypcie dla nas k = 105
stąd wynika, że minimalny przekrój szyny powinien wynosić:
Dobieramy szyny aluminiowe AP-40x5 malowane łączone przez spawanie
dobór szyn ze względu na warunki dynamiczne
Obliczanie wartości szczytowej siły między przewodami fazowymi
gdzie: ip3 - prąd udarowy zwarcia trójfazowego
l - odległość między podporami l = 1 m
af - odstęp między osiami przewodów af = 0,2 m
k - współczynnik zbliżenia szyn, przyjęty zgodnie z zaleceniami w skrypcie k = 1
Obliczanie naprężeń w przewodzie:
N/mm2
gdzie: Vσ - stosunek naprężenia dynamicznego do statycznego w przewodzie fazowym
Vσ = f(fc/f) ponieważ fc/f = 141,3/50 = 2,826 ⇒ Vσ = 1,2
Vr - stosunek naprężenia lub siły w przypadku nieudanego samoczynnego ponownego załączenia trójfazowego do siły bez SPZ.
Vr = f(fc/f) ⇒ Vr = 1,2.
β - współczynnik do obliczania naprężeń w przewodzie fazowym β=0.73
Z - wskaźnik wytrzymałości przewodu fazowego
Obliczanie naprężenia dopuszczalnego:
gdzie q - współczynnik plastyczności q =1.50,
Rp0.2 - granic plastyczności Rp0.2=120 N/mm2
Ponieważ wartość naprężeń dopuszczalnych jest większa od naprężeń obliczonych wynika stąd, że szyny są dobrane prawidłowo pod względem dynamicznym prądu zwarciowego.
dobór szyn ze względu na warunki robocze
Prąd roboczy maksymalny winien być mniejszy, bądź równy od prądu dopuszczalnego obciążalności długotrwałej
Idop > Irmax
Ponieważ :
Dobrane wcześniej szyny AP-40x5 spełniają powyższy warunek, gdyż dla tego rodzaju szyn, malowanych, łączonych przez spawanie roboczy prąd dopuszczalny wynosi 760A.
Sprawdzenie częstotliwości drgań własnych
Częstotliwości drgań własnych pojedynczego przewodu można obliczyć ze wzoru:
gdzie: E - moduł Younga E=70000 N/mm2
J - moment bezwładności przekroju przewodu fazowego
m' - masa przewodu fazowego na jednostkę długości m'=1.08 kg/m
γ - współczynnik do obliczana częstotliwości drgań własnych
γ = 0.356
Zgodnie z zaleceniami w skrypcie wyznaczona przez nas częstotliwość nie mieści się w przedziale
, więc szyny dobrane są prawidłowo.
2. Strona niskiego napięcia
Dobór szyn ze względu na warunki cieplne
Na podstawie warunków cieplnych można wyznaczyć minimalny przekrój szyn z warunku:
gdzie: kC - współczynnik uwzględniający zmienność prądu zwarciowego w czasie, odczytany z rysunku 3,6 w skrypcie, dla nas kC = 1,05
Itz - prąd zwarciowy tz sekundowy. Dla 1 i 2 sekcji wynoszący:
TZ - czas trwania zwarcia,
K - współczynnik z tabeli 9.5 w skrypcie dla nas k = 105
stąd wynika, że minimalny przekrój szyny winien wynosić:
Sekcja 1:
Sekcja 2:
Do obu sekcji dobieramy szyny aluminiowe AP-40x5 malowane łączone przez spawanie.
dobór szyn ze względu na warunki dynamiczne
Obliczanie wartości szczytowej siły między przewodami fazowymi
Sekcja 1:
Sekcja 2:
gdzie: ip3 - prąd udarowy zwarcia trójfazowego
l - odległość między podporami l = 1 m
af - odstęp między osiami przewodów af = 0,2 m
k - współczynnik zbliżenia szyn, przyjęty zgodnie z zaleceniami w skrypcie k = 1
Obliczanie naprężeń w przewodzie:
N/mm2
gdzie: Vσ - stosunek naprężenia dynamicznego do statycznego w przewodzie fazowym
Vσ = f(fc/f) ponieważ fc/f = 141,3/50 = 2,826 ⇒ Vσ = 1,2
Vr - stosunek naprężenia lub siły w przypadku nieudanego samoczynnego ponownego załączenia trójfazowego do siły bez SPZ.
Vr = f(fc/f) ⇒ Vr = 1,2.
β - współczynnik do obliczania naprężeń w przewodzie fazowym β=0.73
Z - wskaźnik wytrzymałości przewodu fazowego
Sekcja 1:
Sekcja 2:
Obliczanie naprężenia dopuszczalnego:
gdzie q - współczynnik plastyczności q =1.50,
Rp0.2 - granic plastyczności Rp0.2=120 N/mm2
Ponieważ wartość naprężeń dopuszczalnych jest większa od naprężeń obliczonych wynika stąd, że szyny obu sekcji są dobrane prawidłowo pod względem dynamicznym prądu zwarciowego.
dobór szyn ze względu na warunki robocze
Prąd roboczy maksymalny winien być mniejszy, bądź równy od prądu dopuszczalnego obciążalności długotrwałej
Idop > Irmax
Ponieważ:
Sekcja 1:
Sekcja 1:
Dobrane wcześniej szyny AP-40x5 spełniają powyższy warunek, gdyż dla tego rodzaju szyn, malowanych, łączonych przez spawanie roboczy prąd dopuszczalny wynosi 760A.
Sprawdzenie częstotliwości drgań własnych
Częstotliwości drgań własnych pojedynczego przewodu można obliczyć ze wzoru:
gdzie: E - moduł Younga E=70000 N/mm2
J - moment bezwładności przekroju przewodu fazowego
m' - masa przewodu fazowego na jednostkę długości m'=1.08 kg/m
γ - współczynnik do obliczana częstotliwości drgań własnych
γ = 0.356
Ostatecznie dobraliśmy szyny AP-40x5 zarówno dla wysokiego, jak i niskiego napięcia.
Dobór izolatorów wsporczych dla SN
Siła działająca na podpory przewodów :
Fd=VF*Vr*α*Fm [N/mm2]
α =0,4 - współczynnik do obliczania siły na podporę
VF - stosunek siły dynamicznej do statycznej działającej na podporę ponieważ σm=67,4 [N/mm2]<0.8Rp0.2=96 [N/mm2] dlatego też:
VF*Vr=0.8Rp0.2/σm = (0.8*120)/67,4=1,42
Wartość siły działającej na podpory przewodów wyniesie:
Fd=VF*Vr*α*Fm=2.39*0.4*1173.7=558[N]
Dobraliśmy izolator C130 firmy Zapel o danych:
napięcie znamionowe: Un(iz)=30 [kV]
znamionowa wytrzymałość na zginanie Fdop=4 [kN]
wysokość h=300 [mm]
Rys. Schemat izolatora.
Sprawdzenie doboru:
Siła działająca na izolator:
gdzie: F - siły działające na przewody w naszym przypadku F = 1591N
Wartość siły działającej na podpory przewodów wyniesie:
Siła działająca na izolator jest mniejsza niż siła dopuszczalna, jak również napięcie znamionowe izolatora jest większe niż napięcie na szynach, więc dobór jest dobry.
Dobór przekładników napięciowych
1. Dobór przekładników napięciowych
Przekładniki napięciowe dobiera się ze względu na:
Znamionowe napięcie pierwotne
Dla przekładników napięciowych pracujących w układzie ”V” w układzie jednofazowym
powinny spełniać warunek:
Uni = Uns = 6 [kV]
Uni - napięcie znamionowe przekładnika,
Uns- napięcie znamionowe sieci międzyprzewodowe
Znamionowe napięcie wtórne dla układu przekładnika zastosowanego w układzie napięcie to winno wynosić:
U2n = 100 [V]
Moc znamionowa przekładnika
Moc znamionowa przekładnika powinna spełniać warunek:
0,25Sn ≤ S ≤ Sn
S - moc obciążenia strony wtórnej, będąca sumą mocy poszczególnych aparatów zasilanych z przekładnika.
Przy założeniach jak wyżej przyjęto, że przekładnik będzie zasilał: woltomierz elektromagnet. SV=6 [VA] oraz watomierz SW=7 [VA].
Obciążenie pojedynczego przekładnika wynosi:
S0=SV+SW =6+7=13 [VA]
Z tego wynika, że moc znamionowa przekładnika powinna zawierać się w przedziale
0.25Sn < S0 < Sn [VA] ⇒ Sn > 13 [VA] i Sn <52 [VA]
Wybieramy przekładnik napięciowy typu UDZ 24 firmy ABB o danych parametrach znamionowych:
-znamionowe napięcie wtórne U2n = 100[V]
-moc znamionowa Sn = 40 [VA]
-klasa dokładności 0,2
-moc graniczna Sg=1200 [VA]
Szkic wymiarowy
Dobór przekładników prądowych
Przekładniki prądowe winny spełniać warunki pod względem:
Napięcia izolacji, która winna być większa od napięcia sieci zasilającej przekładnik:
Uni ≥ Un(sieci)
gdzie: Uni - napięcie znamionowe izolacji przekładnika,
Un(sieci) - napięcie znamionowe sieci
Znamionowego prądu wtórnego:
I1np > In(sieci)
Klasy dokładności:
Dla przekładników prądowych do pomiarów energii należy stosować przekładniki o klasie dokładności:
kl = 1
Mocy znamionowej przekładnika:
gdzie: SN - moc znamionowa przekładnika,
ZN - znamionowa impedancja obciążeniowa
dla przekładników klasy 1 znamionowa impedancja winna spełnić warunek:
0.25Zn < Z <Zn
gdzie: Z - impedancja obciążeniowa przekładnika wyrażona wzorem:
Z = Rp + Zap + Rz
gdzie: Rz - rezystancja zestyków, dla przekładników klasy 1 Rz=0.05 [Ω]
Zap - impedancja aparatów przyłączonych do przekładników. Przyjęto, że przekładnik zasila amperomierz elektromagnetyczny, oraz watomierz elektrodynamiczny, stąd wynika, że wartość impedancji wynosi:
Zap=Za+Zw=0,2+0,2 +=0,4[Ω]
Rp - rezystancja przewodów łączących przekładnik z aparatami
Rp=l/(s*γ)=5/(55*1,5)=0,06 [Ω]
Z = Rp + Zap + Rz = 0,06 + 0,4 + 0,05 = 0,51 Ω
w związku z tym moc znamionowa przekładnika winna zawierać się w przedziale:
podsumowując moc znamionowa przekładnika powinna się mieścić w przedziale:
Wybieramy przekładnik napięciowy typu IBZ 12a firmy ABB o danych parametrach znamionowych:
klasa kl = 0,5
znamionowy prąd wtórny I2n = 5 [A]
moc znamionowa Sn=15 [VA]
znamionowe napięcie przemienne Um=12 [kV]
Dobór wyłączników i rozłączników
1 Dobór rozłączników w rozdzielni głównej 6 kV.
dobór rozłączników w gałęziach z transformatorami:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłączników:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
znamionowy prąd wyłączalny symetryczny
znamionowy prąd załączalny
Ponieważ wybraliśmy rozdzielnice firmy Siemens to wybór padł na zalecane przez tą firmę wyłączniki typu 3AH1
Na podstawie powyższych założeń dobieramy wyłącznik typu 3AH1 firmy Siemens o danych znamionowych:
Napięcie znamionowe 7,2 [kV]
Prąd zwarciowy 16 [kA]
Częstotliwość znamionowa 50-60 [Hz]
Trwałość komór i napędu 10 000 cykli łączeniowych
Prąd znamionowy ciągły 630 [kA]
Dobór rozłącznika w sekcji zasilającej:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłączników:
Dobieramy rozłącznik wyłącznik typu 3AH1 firmy Siemens o takich samych parametrach jak rozłącznik w poprzednim podpunkcie.
Dobór rozłącznika w sprzęgle:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłączników:
Dobieramy rozłącznik wyłącznik typu 3AH1 firmy Siemens o takich samych parametrach jak rozłącznik w poprzednim podpunkcie.
2. Dobór wyłączników w rozdzielni głównej 0.4 kV.
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
znamionowy prąd ciągły
znamionowy prąd wyłączalny symetryczny
znamionowy prąd załączalny
napięcie znamionowe izolacji
Ponieważ dobraliśmy rozdzielnice nn TR 301 firmy Elektrobudowa S.A, więc według zaleceń tej firmy wybór wyłączników padł na model Masterpact firmy Schneider Electric
„Typ i wielkość pola zasilającego należy dobrać spośród oferowanych rozwiązań typowych. W obecnej chwili proponujemy wyposażanie pól zasilających w wyłączniki typu Masterpact firmy MERLIN-GERIN na prądy ciągłe od 800 A do 6000 A w wykonaniu wysuwnym lub montowane na stałe. Doboru właściwego wyłącznika należy dokonać w oparciu o dane znamionowe wyłączników deklarowanych w albumie producenta”.
Na podstawie powyższych założeń dla obu sekcji dobieramy wyłącznik typu MASTERPACT M10 N1 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
Napięcie znamionowe 1000 V
Częstotliwość znamionowa 50-60 Hz
Prąd znamionowy ciągły 1000 A
Prąd znamionowy wyłączalny 40 kA
Prąd znamionowy załączalny 84 kA
Dobór wyłączników dla odbiorów:
Hala obróbki mechanicznej:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Według zaleceń firmy Elektrobudowa S.A wybraliśmy wyłączniki typu Compact NS firmy Schneider Electric
„Dla rozdzielnic o mniejszych prądach ciągłych przewidziano standardowe kasety wysuwne T63/64 z wyłącznikami i rozłącznikami typu Compact NS z napędem ręcznym cięgnowym lub silnikowym (firmy Schneider Electric).”
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 630 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Hala maszyn:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 630 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Oddział remontowy:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 250 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Oddział transportu:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 250 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Kotłownia:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 100 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Pompownia:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 160 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Budynek administracyjny:
Prąd roboczy przepływający w torze prądowym wyłącznika:
Dobrano wyłącznik typu Compact NS 100 firmy Schneider Electric o danych znamionowych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
graniczny prąd wyłączalny
Wszystkie wyłączniki typu Compact oraz Masterpact firmy Schneider Electric zapewniają bezpieczną przerwę izolacyjną obwodzie, więc nie stosujemy odłączników. Można w nich również ustawiać wartość zadziałania i opóźnienia, więc mogą być stosowane jako zabezpieczenie.
Dobór bezpiecznika mocy w polu odpływu po stronie 6 kV
Dobraliśmy wkładkę bezpiecznikową typu CEF 7,2/63 firmy ABB o danych:
napięcie znamionowe izolacji
znamionowy prąd ciągły
znamionowy prąd wyłączalny
minimalny prąd wyłączalny
Oraz dobieramy podstawę bezpiecznikową typu: PBD 3F firmy Apator
Dobór pól rozdzielnic 6 i 0,4 kV
W oparciu o elementy prefabrykowane dobraliśmy następujące rozdzielnice:
1. Rozdzielnica SN:
Dobraliśmy rozdzielnicę SIMOSEC firmy SIEMENS
Podstawowe dane techniczne rozdzielnicy:
Napięcie znamionowe Un = 7,2 kV
Napięcie probiercze wytrzymywane 1-minutowe 50 Hz Ud = 20 kV
Napięcie probiercze wytrzymywane udarowe piorunowe Up = 60 kV
Prąd znamionowy In = 630 A
Znamionowy prąd udarowy Iu = 50 kA
Częstotliwość znamionowa f = 50 - 100 Hz
Rys. Elewacja rozdzielnicy Średniego Napięcia
Rys.Schemat rozdzielnicy SN.
2. Rozdzielnica nn:
Dobieramy rozdzielnicę TR 301 firmy Elektrobudowa S.A
Podstawowe dane techniczne rozdzielnicy :
Napięcie znamionowe izolacji Ui = 1000 V
Napięcie znamionowe łączeniowe do 660 V
Napięcie udarowe wytrzymywane Uu = 12 kV
Prąd znamionowy In = 800 A
Częstotliwość znamionowa 50 Hz
Sekcja 1
Sekcja 2
Dobór przekroju kabli
1. Na nagrzewanie prądem obciążenia długotrwałego
Dobór przekroju przewodu przeprowadzamy w ten sposób, aby obciążenie robocze nie przekraczało jego obciążalności długotrwałej. Z racji tego, że część kabli będzie położona w korytkach w budynkach, dobieramy przekroje tak, jakby były prowadzone w powietrzu.
Ir ≤ Idop
Ir - prąd roboczy pojedynczego odbiornika lub grupy odbiorników,
Idop - obciążalność długotrwała przewodu (kabla).
Prąd roboczy grupy odbiorników wyznacza się z mocy szczytowej tych odbiorników.
Obciążalność długotrwałą odczytuje się z tabel (normy ).
Dobieramy kabel do budynku nr 1 ; hala obróbki mechanicznej:
PS = 191.3 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 191.3 / ( *0.4*0.93) = 296.9 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 150 mm2 oraz Idop = 335 A
Dobieramy kabel do budynku nr 2 ; hala maszyn:
PS = 200.77 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 200.77 / ( *0.4*0.93) = 311.59 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 150 mm2 oraz Idop = 335 A
Dobieramy kabel do budynku nr 3 ; dział remontowy:
PS = 56.65 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 56.65 / ( *0.4*0.93) = 87.92 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 25 mm2 oraz Idop = 110 A
Dobieramy kabel do budynku nr 4 ; dział transportowy:
PS = 42.60 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 42.60 / ( *0.4*0.93) = 66.12 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 16 mm2 oraz Idop = 84 A
Dobieramy kabel do budynku nr 5 ; kotłownia:
PS = 38.60 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 38.60 / ( *0.4*0.93) = 59.91 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 10 mm2 oraz Idop = 62 A
Dobieramy kabel do budynku nr 6 ; pompownia:
PS = 69.46 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 69.46 / ( *0.4*0.93) = 107.8 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 25 mm2 oraz Idop = 110 A
Dobieramy kabel do budynku nr 7 ; budynek administracji:
PS = 37.07 kW
Un = 0.4 kV
cosϕ = 0.93
Ir = 37.07 / ( *0.4*0.93) = 57.54 A
dobieramy kabel Cu o przekroju 10 mm2 oraz Idop = 62 A
2. Korekta uwzględniająca wzajemne zbliżenia kabli
W związku z ułożeniem wielu kabli obok siebie musieliśmy sprawdzić, przy użyciu współczynników poprawkowych, prawidłowość doboru kabli. Mimo tego, iż kable nie są położone razem na całej ich długości założyliśmy najbardziej wymagający wariant biorąc pod uwagę że przez jakiś czas oddziałują na siebie wszystkie (dla tego przekrój kabla do budynku 4 dobieramy jak dla czterech równoległych kabli a nie dwóch).
Nowy prąd dopuszczalny dla kabli w warstwie liczyliśmy ze wzoru:
Idop` = Idop * kpop
gdzie kpop - jest współczynnikiem poprawkowym uwzględniającym wzajemne zbliżenie kabli.
Dla kabla do budynku nr 1:
kpop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73
Idop` = 335 * 0.73 = 244.55 A ≤ Ir = 296.9 A
więc dobieramy nowy przekrój 240 mm2 Idop = 448 AI
dop ` = 448 * 0.73 = 327.04 A ≥ Ir = 296.9 A
Dla kabla do budynku nr 2:
kpop dla trzech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.78
Idop` = 335 * 0.78 = 261.3 A ≤ Ir = 311.6 A
więc dobieramy nowy przekrój 240 mm2 Idop = 448 A
Idop ` = 448 * 0.78 = 349.44 A ≥ Ir = 311.6 A
Dla kabla do budynku nr 3:
kpop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73
Idop` = 110 * 0.73 = 80.3 A ≤ Ir = 87.9 A
więc dobieramy nowy przekrój 35 mm2 Idop = 136 A
Idop ` = 136 * 0.73 = 99.28 A ≥ Ir = 87.9 A
Dla kabla do budynku nr 4:
kpop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73
Idop` = 84 * 0.73 = 61.32 A ≤ Ir = 66.12 A
więc dobieramy nowy przekrój 25 mm2 Idop = 110 A
Idop ` = 110 * 0.73 = 80.3 A ≥ Ir = 66.12 A
Dla kabla do budynku nr 5:
kpop dla trzech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.78
Idop` = 62 * 0.78 = 48.36 A ≤ Ir = 59.9 A
więc dobieramy nowy przekrój 16 mm2 Idop = 84 A
Idop ` = 84 * 0.78 = 65.52 A ≥ Ir = 59.9 A
Dla kabla do budynku nr 6:
kpop dla trzech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.78
Idop` = 110 * 0.78 = 85.8 A ≤ Ir = 107.8 A
więc dobieramy nowy przekrój 50 mm2 Idop = 170 A
Idop ` = 170 * 0.78 = 132.6 A ≥ Ir = 107.8 A
Dla kabla do budynku nr 7:
kpop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73
Idop` = 62 * 0.73 = 45.26 A ≤ Ir = 57.5 A
więc dobieramy nowy przekrój 16 mm2 Idop = 84 A
Idop ` = 84 * 0.73 = 61.32 A ≥ Ir = 57.5 A
3. Dobór kabli na spadek napięcia
Przepływ prądu wzdłuż linii wywołuje w niej spadek napięcia, który jest odwrotnie proporcjonalny do przekroju przewodów. Większość urządzeń nie działa poprawnie przy obniżonym napięciu, należy więc tak dobrać przekroje przewodów aby napięcie na końcu linii nie było niższe od dopuszczalnego.
W projekcie dobraliśmy przekroje na drodze wyznaczenia maksymalnych spadków napięcia przy danym przekroju przewodów i porównaliśmy z dopuszczalnym spadkiem napięcia. Musi być przy tym spełniony warunek:
Δ Umax ≤ Δ Udop
gdzie: Δ Udop - dopuszczalny spadek napięcia w sieci
Jeżeli Δ Umax > Δ Udop , to przyjmuje się większy przekrój przewodów i dla skorygowanego przekroju sprawdza się ponownie spełnienie warunku:
Δ Umax ≤ Δ Udop
Przyjęto, iż dla dobieranej sieci przemysłowej (odbiory oświetleniowe i odbiory silnikowe zasilane z tych samych obwodów ), spadek dopuszczalny wynosi 2 %.
Spadek napięcia liczyliśmy z następującego wzoru:
gdzie: γAl = 53 [ m/Ω*mm2 ] U = 0.4 [ kV ] X0 = 0.1 [ Ω ]
cos = 0.93 sin = 0.37
Icz , Ib - prądy (czynny i bierny) płynące do danego budynku
s - przekrój przewodu
l - długość przewodu
R, X - rezystancja i reaktancja danego przewodu
budynek 1
Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.
budynek 2
Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.
budynek 2
Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.
budynek 4
Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.
budynek 5
Ponieważ spadek napięcia jest większy od 2% wymagana jest zmiana przekroju.
Zwiększamy przekrój na 25mm2.
Teraz U < 2% więc zastosowany przekrój jest wystarczający.
budynek 6
Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.
budynek 7
Ponieważ spadek napięcia jest większy od 2% wymagana jest zmiana przekroju.
Zwiększamy przekrój na 25mm2.
Teraz U < 2% więc zastosowany przekrój jest wystarczający.
Ostatecznie dobraliśmy kable z żyłami miedzianymi w izolacji i powłoce polwinitowej o przekrojach:
1) s = 240 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 240 mm2
2) s = 240 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 240 mm2
3) s = 35 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 35 mm2
4) s = 25 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 25 mm2
5) s = 25 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 25 mm2
6) s = 50 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 50 mm2
7) s = 25 [ mm2 ] YKY 400 V 4 x 25 mm2
13
r - promień okręgu