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:

1. Wyznaczenie mocy szczytowych dla poszczególnych obiektów i całego zakładu metodą współczynnika zapotrzebowania mocy

2. Dobór baterii kondensatorów do poprawy współczynnika mocy

3. Dobór transformatorów

4. Wyznaczenie charakterystycznych wielkości zwarciowych przy zwarciu po stronie 6 i 0,4 kV

5. Lokalizacja stacji 6/0,4 kV

6. Dobór aparatury rozdzielczej po stronie SN i nn

1. szyny zbiorcze

2. izolatory wsporcze

3. przekładniki napięciowe

4. przekładniki prądowe

5. wyłączniki

6. odłączniki

7. bezpieczniki mocy

1. Dobór pól rozdzielnic 6 i 0,4 kV w oparciu o elementy prefabrykowane produkowane w kraju

2. Rozmieszczenie urządzeń (rozdzielnic, baterii kondensatorów, transformatorów itp.) w stacji

3. Rozwiązanie komory transformatora i jego połączenia z rozdzielnicami.

4. Projekt tras kablowych i dobór przekroju kabli

5. Rysunki:

1. rozmieszczenie obiektów zakładu przemysłowego

2. kartogram mocy l lokalizacja stacji transformatorowej

3. schemat zasadniczy stacji z oznaczeniem typów katalogowych dobranej aparatury

4. rzut poziomy pomieszczeń stacji stacji 6/0,4 kV

5. elewacje rozdzielnic 6 kV i 0,4 kV

6. przekrój komory transformatora

7. przekrój pola linii zasilającej

8. pola pomiarowego w rozdzielni 6 kV

9. pola transformatora w rozdzielni 6 kV

10. pola transformatora w rozdzielni 0,4 kV

11. pola łącznika sekcyjnego w rozdzielni 6 kV

12. pola łącznika sekcyjnego w rozdzielni 0.4 kV

13. pola odpływowego

14. pola balem kondensatorów

15. plan wewnątrzzakładowej sieci kablowej

Wyznaczanie zapotrzebowania mocy szczytowej

Moce szczytowe dla każdego obiektu w zakładzie zostały wyznaczone w oparciu o metodę współczynnika zapotrzebowania mocy k_z. Współczynnik zapotrzebowania mocy k_z 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 k_j. 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:

k_jc = 1

k_jb = 0,67+0,33 k_jc =1

Rys 2. Współczynnik k_jc

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 typu

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)

⇒ U_S = 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 t_z - sekundowy
  :

sekcja 1:

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

b) zwarcie 2 - fazowe bez udziału ziemi:

• początkowy prąd zwarcia
  :

2Z_T, bo powinno być |Z_1T + Z_2T|, ale Z_1T = Z_2T

• 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 t_z - sekundowy
  :

sekcja 1:

gdzie k_C = 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: P_n - suma mocy znamionowych silników w kW,

S_n - suma mocy znamionowych transformatorów zasilających silniki,

S_z - 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: P_m - 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 t_z - sekundowy
  :

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie k_C = 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 t_z - sekundowy
  :

sekcja 1:

sekcja 2:

gdzie k_C = 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 Z_T0 = 0,85*Z_T1

• 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 t_z - sekundowy
  :

gdzie k_C = 1,05­­ odczytane z charakterystyk w wykładzie dr. Nowaka

4. 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 t_z - sekundowy
  :

gdzie k_C = 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:

1. Budynek żelbetowy.

2. Rozdzielnica SN.

3. Transformator.

4. Rozdzielnica nn.

5. Pomiar rozliczeniowy.

7. Drzwi obsługowe 1050 x 2000 mm.

8. Drzwi komory transformatora 1050 x 2000 mm.

9. Krata wentylacyjna.

10. Kanał kabli SN i nn.

11. Przepust między budynkami.

12. Właz do piwnicy.

13. Przegroda.

14. 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

1. Dobór szyn ze względu na warunki cieplne

Na podstawie warunków cieplnych można wyznaczyć minimalny przekrój szyn z warunku:

gdzie: k_C - współczynnik uwzględniający zmienność prądu zwarciowego w czasie, odczytany z rysunku 3,6 w skrypcie, dla nas k_C = 1,05

I_tz - prąd zwarciowy t_z sekundowy,

T_Z - 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

2. dobór szyn ze względu na warunki dynamiczne

Obliczanie wartości szczytowej siły między przewodami fazowymi

gdzie: i_p3 - prąd udarowy zwarcia trójfazowego

l - odległość między podporami l = 1 m

a_f - odstęp między osiami przewodów a_f = 0,2 m

k - współczynnik zbliżenia szyn, przyjęty zgodnie z zaleceniami w skrypcie k = 1

Obliczanie naprężeń w przewodzie:

N/mm²

gdzie: V_σ - stosunek naprężenia dynamicznego do statycznego w przewodzie fazowym

V_σ = f(f_c/f) ponieważ f_c/f = 141,3/50 = 2,826 ⇒ V_σ = 1,2

V_r - stosunek naprężenia lub siły w przypadku nieudanego samoczynnego ponownego załączenia trójfazowego do siły bez SPZ.

V_r = f(f_c/f) ⇒ V_r = 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,

R_p0.2 - granic plastyczności R_p0.2=120 N/mm²

Ponieważ wartość naprężeń dopuszczalnych jest większa od naprężeń obliczonych wynika stąd, że szyny są dobrane prawidłowo pod względem dynamicznym prądu zwarciowego.

3. dobór szyn ze względu na warunki robocze

Prąd roboczy maksymalny winien być mniejszy, bądź równy od prądu dopuszczalnego obciążalności długotrwałej

I_dop > I_rmax

Ponieważ :

Dobrane wcześniej szyny AP-40x5 spełniają powyższy warunek, gdyż dla tego rodzaju szyn, malowanych, łączonych przez spawanie roboczy prąd dopuszczalny wynosi 760A.

4. 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

1. Dobór szyn ze względu na warunki cieplne

Na podstawie warunków cieplnych można wyznaczyć minimalny przekrój szyn z warunku:

gdzie: k_C - współczynnik uwzględniający zmienność prądu zwarciowego w czasie, odczytany z rysunku 3,6 w skrypcie, dla nas k_C = 1,05

I_tz - prąd zwarciowy t_z sekundowy. Dla 1 i 2 sekcji wynoszący:

T_Z - 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.

2. dobór szyn ze względu na warunki dynamiczne

Obliczanie wartości szczytowej siły między przewodami fazowymi

Sekcja 1:

Sekcja 2:

gdzie: i_p3 - prąd udarowy zwarcia trójfazowego

l - odległość między podporami l = 1 m

a_f - odstęp między osiami przewodów a_f = 0,2 m

k - współczynnik zbliżenia szyn, przyjęty zgodnie z zaleceniami w skrypcie k = 1

Obliczanie naprężeń w przewodzie:

N/mm²

gdzie: V_σ - stosunek naprężenia dynamicznego do statycznego w przewodzie fazowym

V_σ = f(f_c/f) ponieważ f_c/f = 141,3/50 = 2,826 ⇒ V_σ = 1,2

V_r - stosunek naprężenia lub siły w przypadku nieudanego samoczynnego ponownego załączenia trójfazowego do siły bez SPZ.

V_r = f(f_c/f) ⇒ V_r = 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,

R_p0.2 - granic plastyczności R_p0.2=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.

3. dobór szyn ze względu na warunki robocze

Prąd roboczy maksymalny winien być mniejszy, bądź równy od prądu dopuszczalnego obciążalności długotrwałej

I_dop > I_rmax

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.

4. 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 :

F_d=V_F*V_r*α*F_m [N/mm²]

α =0,4 - współczynnik do obliczania siły na podporę

V_F - stosunek siły dynamicznej do statycznej działającej na podporę ponieważ σ_m=67,4 [N/mm²]<0.8R_p0.2=96 [N/mm²] dlatego też:

V_F*V_r=0.8R_p0.2/σ_m = (0.8*120)/67,4=1,42

Wartość siły działającej na podpory przewodów wyniesie:

F_d=V_F*V_r*α*Fm=2.39*0.4*1173.7=558[N]

Dobraliśmy izolator C130 firmy Zapel o danych:

napięcie znamionowe: U_n(iz)=30 [kV]

znamionowa wytrzymałość na zginanie F_dop=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:

U_ni = U_ns = 6 [kV]

U_ni - napięcie znamionowe przekładnika,

U_ns- napięcie znamionowe sieci międzyprzewodowe

• Znamionowe napięcie wtórne dla układu przekładnika zastosowanego w układzie napięcie to winno wynosić:

U_2n = 100 [V]

• Moc znamionowa przekładnika

Moc znamionowa przekładnika powinna spełniać warunek:

0,25S_n ≤ S ≤ S_n

S - moc obciążenia strony wtórnej, będąca sumą mocy poszczególnych aparatów zasilanych z przekładnika.

Przy założeniach jak wyżej przyjęto, że przekładnik będzie zasilał: woltomierz elektromagnet. S_V=6 [VA] oraz watomierz S_W=7 [VA].

Obciążenie pojedynczego przekładnika wynosi:

S₀=S_V+S_W =6+7=13 [VA]

Z tego wynika, że moc znamionowa przekładnika powinna zawierać się w przedziale

0.25S_n < S₀ < S_n [VA] ⇒ S_n > 13 [VA] i S_n <52 [VA]

Wybieramy przekładnik napięciowy typu UDZ 24 firmy ABB o danych parametrach znamionowych:

-znamionowe napięcie wtórne U_2n­ = 100[V]

-moc znamionowa S_n = 40 [VA]

-klasa dokładności 0,2

-moc graniczna S_g=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:

U_ni ≥ U_n(sieci)

gdzie: U_ni - napięcie znamionowe izolacji przekładnika,

U_n(sieci) - napięcie znamionowe sieci

• Znamionowego prądu wtórnego:

I_1np > I_n(sieci)

• Klasy dokładności:

Dla przekładników prądowych do pomiarów energii należy stosować przekładniki o klasie dokładności:

kl = 1

• Mocy znamionowej przekładnika:

gdzie: S_N - moc znamionowa przekładnika,

Z_N - znamionowa impedancja obciążeniowa

dla przekładników klasy 1 znamionowa impedancja winna spełnić warunek:

0.25Z_n < Z <Z_n

gdzie: Z - impedancja obciążeniowa przekładnika wyrażona wzorem:

Z = R_p + Z_ap + R_z

gdzie: R_z - rezystancja zestyków, dla przekładników klasy 1 R_z=0.05 [Ω]

Z_ap - impedancja aparatów przyłączonych do przekładników. Przyjęto, że przekładnik zasila amperomierz elektromagnetyczny, oraz watomierz elektrodynamiczny, stąd wynika, że wartość impedancji wynosi:

Z_ap=Z_a+Z_w=0,2+0,2 +=0,4[Ω]

R_p - rezystancja przewodów łączących przekładnik z aparatami

R_p=l/(s*γ)=5/(55*1,5)=0,06 [Ω]

Z = R_p + Z_ap + R_z = 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 I_2n = 5 [A]

• moc znamionowa S_n=15 [VA]

• znamionowe napięcie przemienne U_m=12 [kV]

Dobór wyłączników i rozłączników

1 Dobór rozłączników w rozdzielni głównej 6 kV.

1. 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]

2. 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.

3. 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.

1. 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

2. 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 U_n = 7,2 kV

Napięcie probiercze wytrzymywane 1-minutowe 50 Hz U_d = 20 kV

Napięcie probiercze wytrzymywane udarowe piorunowe U_p = 60 kV

Prąd znamionowy I_n = 630 A

Znamionowy prąd udarowy I_u = 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 U_i = 1000 V

Napięcie znamionowe łączeniowe do 660 V

Napięcie udarowe wytrzymywane U_u = 12 kV

Prąd znamionowy I_n = 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.

I_r ≤ I_dop

I_r - prąd roboczy pojedynczego odbiornika lub grupy odbiorników,

I_dop - obciążalność długotrwała przewodu (kabla).

Prąd roboczy grupy odbiorników wyznacza się z mocy szczytowej tych odbiorników.

Obciążalność długotrwałą odczytuje się z tabel (normy ).

1. Dobieramy kabel do budynku nr 1 ; hala obróbki mechanicznej:

P_S = 191.3 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 191.3 / ( *0.4*0.93) = 296.9 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 150 mm² oraz I_dop = 335 A

2. Dobieramy kabel do budynku nr 2 ; hala maszyn:

P_S = 200.77 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 200.77 / ( *0.4*0.93) = 311.59 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 150 mm² oraz I_dop = 335 A

3. Dobieramy kabel do budynku nr 3 ; dział remontowy:

P_S = 56.65 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 56.65 / ( *0.4*0.93) = 87.92 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 25 mm² oraz I_dop = 110 A

4. Dobieramy kabel do budynku nr 4 ; dział transportowy:

P_S = 42.60 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 42.60 / ( *0.4*0.93) = 66.12 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 16 mm² oraz I_dop = 84 A

5. Dobieramy kabel do budynku nr 5 ; kotłownia:

P_S = 38.60 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 38.60 / ( *0.4*0.93) = 59.91 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 10 mm² oraz I_dop = 62 A

6. Dobieramy kabel do budynku nr 6 ; pompownia:

P_S = 69.46 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 69.46 / ( *0.4*0.93) = 107.8 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 25 mm² oraz I_dop = 110 A

7. Dobieramy kabel do budynku nr 7 ; budynek administracji:

P_S = 37.07 kW

U_n = 0.4 kV

cosϕ = 0.93

I_r = 37.07 / ( *0.4*0.93) = 57.54 A

dobieramy kabel Cu o przekroju 10 mm² oraz I_dop = 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:

I_dop` = I_dop * k_pop

gdzie k_pop - jest współczynnikiem poprawkowym uwzględniającym wzajemne zbliżenie kabli.

1. Dla kabla do budynku nr 1:

k_pop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73

I_dop` = 335 * 0.73 = 244.55 A ≤ I_r = 296.9 A

więc dobieramy nowy przekrój 240 mm² I_dop = 448 AI

_dop ` = 448 * 0.73 = 327.04 A ≥ I_r = 296.9 A

2. Dla kabla do budynku nr 2:

k_pop dla trzech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.78

I_dop` = 335 * 0.78 = 261.3 A ≤ I_r = 311.6 A

więc dobieramy nowy przekrój 240 mm² I_dop = 448 A

I_dop ` = 448 * 0.78 = 349.44 A ≥ I_r = 311.6 A

3. Dla kabla do budynku nr 3:

k_pop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73

I_dop` = 110 * 0.73 = 80.3 A ≤ I_r = 87.9 A

więc dobieramy nowy przekrój 35 mm² I_dop = 136 A

I_dop ` = 136 * 0.73 = 99.28 A ≥ I_r = 87.9 A

4. Dla kabla do budynku nr 4:

k_pop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73

I_dop` = 84 * 0.73 = 61.32 A ≤ I_r = 66.12 A

więc dobieramy nowy przekrój 25 mm² I_dop = 110 A

I_dop ` = 110 * 0.73 = 80.3 A ≥ I_r = 66.12 A

5. Dla kabla do budynku nr 5:

k_pop dla trzech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.78

I_dop` = 62 * 0.78 = 48.36 A ≤ I_r = 59.9 A

więc dobieramy nowy przekrój 16 mm² I_dop = 84 A

I_dop ` = 84 * 0.78 = 65.52 A ≥ I_r = 59.9 A

6. Dla kabla do budynku nr 6:

k_pop dla trzech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.78

I_dop` = 110 * 0.78 = 85.8 A ≤ I_r = 107.8 A

więc dobieramy nowy przekrój 50 mm² I_dop = 170 A

I_dop ` = 170 * 0.78 = 132.6 A ≥ I_r = 107.8 A

7. Dla kabla do budynku nr 7:

k_pop dla czterech kabli ułożonych w odległości do 100 mm wynosi : 0.73

I_dop` = 62 * 0.73 = 45.26 A ≤ I_r = 57.5 A

więc dobieramy nowy przekrój 16 mm² I_dop = 84 A

I_dop ` = 84 * 0.73 = 61.32 A ≥ I_r = 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 U_max ≤ Δ U_dop

gdzie: Δ U_dop - dopuszczalny spadek napięcia w sieci

Jeżeli Δ U_max > Δ U_dop , to przyjmuje się większy przekrój przewodów i dla skorygowanego przekroju sprawdza się ponownie spełnienie warunku:

Δ U_max ≤ Δ U_dop

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: γ_Al = 53 [ m/Ω*mm² ] U = 0.4 [ kV ] X₀ = 0.1 [ Ω ]

cos  = 0.93 sin  = 0.37

I^cz , I^b - prądy (czynny i bierny) płynące do danego budynku

s - przekrój przewodu

l - długość przewodu

R, X - rezystancja i reaktancja danego przewodu

1. budynek 1

Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.

2. budynek 2

Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.

3. budynek 2

Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.

4. budynek 4

Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.

5. 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.

6. budynek 6

Ponieważ spadek napięcia jest mniejszy od 2% nie wymagana jest zmiana przekroju.

7. 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

---