Проверка колебаний напряжения при пуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Измельчитель кормов приводится в действие двигателем типа 4А200L2У3, имеющего такие параметры: Р_Н = 40 кВт, U_Н = 380 В; I_Н = 83,8 А, К_i = 7,5.

Потери напряжения при пуске АД определяются по формуле:

%

где Z_С – полное сопротивление питающей сети (силовой трансформатор и линия электропередачи), Ом;

Z_ДВ – полное сопротивление короткого замыкания АД, Ом.

Сопротивление короткого замыкания АД:

, Ом

где U_Н, I_Н – номинальные напряжение, (В) и ток, (А) двигателя;

К_i – кратность пускового тока.

Для электродвигателя 4А200L2У3 Z_ДВ = 0,349 Ом.

Полное сопротивление сети Z_С = Z_Т + Z_Л=0,04, где Z_Л – сопротивление линии электропередачи.

Полное сопротивление трансформатора определим по формуле

Ом

где U_К ‑ напряжение короткого замыкания, %;

U_Н, S_Н – номинальные напряжение, (В) и полная мощность (МВ·А).

Полное сопротивление линии электропередачи

Ом

где r ₀, х ₀ ‑ удельное сопротивление линии, активное и реактивное, Ом/км;

l – длина линии до места подключения двигателя, км.

Для проводов марки АС принимаем:

АС 16 ‑ r ₀= 1,77 Ом/км, а х ₀ = 0,363 Ом/км;

АС 25 ‑ r ₀= 1,146 Ом/км, а х ₀ = 0,353 Ом/км;

АС 35 ‑ r ₀= 0,773 Ом/км, а х ₀ = 0,339 Ом/км;

АС 50 ‑ r ₀= 0,592 Ом/км, а х ₀ = 0,327 Ом/км;

АС 70 ‑ r ₀= 0,42 Ом/км, а х ₀ = 0,318 Ом/км.

В соответствии с требованиями ГОСТ 13109-87 допускается снижение напряжения на зажимах АД при пуске до 30% U_Н.

Проверяем возможность запуска двигателя по величине δV_t.

Место расположения и тип трансформатора выбрано правильно, трансформатор ТМ10/0,4 с полной мощностью на 250кВА

6 Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания проводим для точки К1 в именованных величинах.

Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ:

I⁽³⁾=U/Корень(3)*Z_k = 10500/Корень(3)*3.67 =10500/1.73*3.67= 1652.3

Где U – средненоминальное напряжение, принимаем 10500 В

Z_k – общее сопротивление цепи КЗ, Ом.

Z_k=l(Корень(r²₀ + x²₀)) = 7*(Корень(0.412^2 + 0.325^2)=3.67

Для провода АС70 принять r₀ = 0,412 Ом/км, а x₀ – 0,325 Ом/км

Ток двухфазного КЗ I⁽²⁾ = Корень(3)/2*I⁽³⁾ =1,73/2*1652,3=1429,2

Ударный ток КЗ i_уд =К_у Корень(2)*I⁽³⁾ = 1,2*1,41*1652,3= 2,805

Ударный коэффициент принимаем равным 1.2

Нагрузка трёхфазного КЗ определяется как:

S⁽³⁾ = Корень(3)*I⁽³⁾*U=1,73*1652,3*10500=30049521

Для расчётов токов КЗ в точке К2 в качестве базисного выбираем напряжение 0.4кВ

Сопротивление ВЛ 10 кВ, приведённое к базисному напряжению, определяем по формуле:

Z_пр= Z_k(U₂/U₁)²=0.874*(400/10000)²=0.0014

При этом Z₂= Z_т+ Z_пр=0,027+0.0014=0.029

Периодическая составляющая тока трёхфазного КЗ

I⁽³⁾=U/Корень(3)*Z₂ =400/1,73*0.029=7972.9

Где U –средненоминальное напряжение, принимаем 400 В.

В случае возникновения КЗ в точке К3:

Периодическая составляющая тока трёх фазного КЗ.

I⁽³⁾=U/Корень(3)*Z₃ = 400/Корень(3)* 0.137=400/1.73*0.137= 1687.7

Z_к=l*0,527=0,206*0,527=0,108

Z₃= Z_к + Z₂=0.108+0.029=0.137

В случае возникновения КЗ в точке К4:

Периодическая составляющая тока трёх фазного КЗ.

I⁽³⁾=U/Корень(3)*Z₄ = 400/Корень(3)* 0.103=400/1.73*0.103= 2244.8

Z_к=l*0,527=0,14*0,527=0,074

Z₄= Z_к + Z₂=0,074+0.029=0.103

В случае возникновения КЗ в точке К5:

Периодическая составляющая тока трёх фазного КЗ.

I⁽³⁾=U/Корень(3)*Z₅ = 400/Корень(3)* 0.154=400/1.73*0.154= 1501.4

Z_к=l*0,527=0.237*0,527=0,125

Z₅= Z_к + Z₂=0,125+0.029=0.154

В случае возникновения КЗ в точке К6:

Периодическая составляющая тока трёх фазного КЗ.

I⁽³⁾=U/Корень(3)*Z₆ = 400/Корень(3)* 0.182=400/1.73*0.182= 1270.4

Z_к=l*0,527= 0.291*0,527= 0,153

Z₆= Z_к + Z₂=0,153+0.029=0.182

Ток однофазного КЗ в точке К3

I⁽¹⁾=U/(Z⁽¹⁾т/3+Zп =400/(0.027/3+0,883)=448,43

Zп=l*(R_0ф+R_0н)²+x²_0п = 0,205*Корень(0,84² + 0,318²)= 0,184

Ток однофазного КЗ в точке К4

I⁽¹⁾=U/(Z⁽¹⁾т/3+Zп =400/(0.027/3+0,773)=511,51

Zп=l*(R_0ф+R_0н)²+x²_0п = 0,14*Корень(0,84² + 0,318²)= 0,126

Ток однофазного КЗ в точке К5

I⁽¹⁾=U/(Z⁽¹⁾т/3+Zп =400/(0.027/3+1,51)=263,33

Zп=l*(R_0ф+R_0н)²+x²_0п = 0.237*Корень(0,84² + 0,318²)= 0.213

Ток однофазного КЗ в точке К6

I⁽¹⁾=U/(Z⁽¹⁾т/3+Zп =400/(0.027/3+0,92)=430,57

Zп=l*(R_0ф+R_0н)²+x²_0п = 0.291*Корень(0,84² + 0,318²)= 0,261

7 Расчёт защиты линии 0.38 кВ

Для защиты линий 0.38 кВ выбираем автоматические выключатели типа ВА с полупроводниковыми расцепителями. Автоматические выключатели этого типа имеют регулировку ступеней номинального тока расцепителя и уставки срабатывания в зоне короткого замыкания. Допустимый ударный ток короткого замыкания для выбранных выключателей, равен 25 кА.

Выбираем автоматический выключатель для точки К3

Расчётный максимальный ток линии:

I_p.max = S/Корень(3)*U_н= 74.76*1000/(1,73*400)= 108кА

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 51-33.

I_НА=160; К_НР=125; К_ОТКЛ.П=1,25; К_{ОТКЛ.КЗ}=10; I_ОТКЛ=12.5

Выбираем автоматический выключатель для точки К4

Расчётный максимальный ток линии:

I_p.max = S/Корень(3)*U_н= 62.81*1000/(1,73*400)= 90.1кА

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 51Г-31.

I_НА=100; К_НР=100; К_ОТКЛ.П=1,35; К_{ОТКЛ.КЗ}=7; I_ОТКЛ=10

Выбираем автоматический выключатель для точки К5

Расчётный максимальный ток линии:

I_p.max = S/Корень(3)*U_н= 45,6*1000/(1,73*400)= 66кА

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 51Г-31.

I_НА=100; К_НР=80; К_ОТКЛ.П=1,35; К_{ОТКЛ.КЗ}=7; I_ОТКЛ=5

Выбираем автоматический выключатель для точки К6

Расчётный максимальный ток линии:

I_p.max = S/Корень(3)*U_н= 32,83*1000/(1,73*400)= 47,5кА

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 51-31-1.

I_НА=100; К_НР=50; К_ОТКЛ.П=1,35; К_{ОТКЛ.КЗ}=10; I_ОТКЛ=5

Дата добавления: 2015-07-17