Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий на основании технико-экономических расчетов (стр. 9 из 17)

6. Определяем трехфазные и двухфазные точки короткого замыкания и заносим в «Сводную ведомость».

(10.10)

кА

(10.11)

где

– действующее значение ударного тока, кА

кА

(10.12)

кА

(10.13)

кА

Таблица 10.1 Сводная ведомость токов КЗ

ТочкаКЗ	Rк,мОм	Хк,мОм	Zк,мОм	Rк / Хк,	Ку	q	,кА	,кА	,кА	,кА	Zп,мОм	,кА
К1	50,35	11,4	51,62	4,4	1	1	4,48	6,32	4,48	3,87	20	5,47
К2	76,74	12,39	77,73	6,2	1	1	2,82	3,98	2,82	2,43	46,7	2,98
К3	118,2	24,89	120,79	4,74	1	1	1,81	2,55	1,81	1,56	129,9	1,4

7. составляется схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ (рисунок 10.2) и определяются сопротивления.

Рисунок 10.2

Для кабельных линий:

Хпкл2 = х0п · L кл2 = 0,15 · 5 = 0,75 мОм

R пкл2 =2 r0 · L кл2 = 2 · 0,085· 5 = 0,85 мОм

R пш = r0 пш · Lш = 0,42 · 2 = 0,84 мОм

Х пш =х0 пш · Lш = 0,42 · 2 = 0,84 мОм

R пкл3 =2 r0 · L кл3 = 2 · 0,27· 150 = 81 мОм

Хпкл3 = х0п · L кл3 = 0,15 · 150 = 22,5 мОм

Z п1 = 20 мОм

R п2 = Rс1 + R пкл2 + R пш + Rс2 = 20 + 0.85 + 0.84 + 25 = 46.69 мОм

Хп2 = Хпкл2 + Х пш = 0,75 + 0,84 = 1,59 мОм

Z п2 =

мОм

R п3 = R п2 + R пкл3 =46,69 + 81 = 127,7 мОм

Хп3 = Хп2 + Хпкл3 = 1,59 + 22,5 = 24,09 мОм

Z п3 =

мОм

= 0,23·10³/ (15 + 81/3) = 5,47 кА

= 0,22·10³/(46,7 + 81/3) = 2,98 кА

= 0,22·10³/(129,9 + 81/3) = 1,4 кА

Результаты расчета токов короткого замыкания представлены в «Сводной ведомости токов КЗ», таблица 10.1.

10.1 Проверка элементов цеховой сети

Для уменьшения последствий аварий в электрической сети при коротких замыканиях необходимо обеспечить быстрое отключение поврежденного элемента сети, выбирать аппаратуру таким образом, чтобы она была устойчивой при кратковременном воздействии тока короткого замыкания.

Аппараты защиты проверяют на:

– надежность срабатывания;

– отключающую способность;

– отстройку от пусковых токов.

1. Согласно условиям по токам короткого замыкания автоматы защиты проверяются:

а) на отключающуюся способность

1SF:

31 > 1,41·4,48 кА

АII/2:

25 > 1,41·2,82 кА

А1:

12,5 > 1,41·1,81 кА

Автоматы при коротком замыкании отключаются не разрушаясь.

б) на надежность срабатывания

1SF:

3,87 ≥ 3·1,28 кА

АII/2:

2,43 ≥ 3·0,4 кА

А1:

1,56 ≥ 3·0,16 кА

Надежность срабатывания автоматов обеспечена.

в) на отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе К0 для Iу(кз) каждого автомата.

Iу(кз) ≥ Iп для электродвигателя

Iу(кз) ≥ Iпик для распределительного пункта

2. Согласно условиям проводники проверяются:

– на термическую стойкость

КЛ 2 (1СШ – 1ШР)

; 2 х 185 > 40,4 мм²

(10.1.1)

где

– термический коэффициент, для алюминия равный 11 [15.72];

мм²

- приведенное время действия токов короткого замыкания, равный 1,7 (1 ступень) [15.72];

КЛ 3 (1ШР – Трансформатор М2/1)

; 120 > 18,9 мм²

мм²

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют.

– на соответствие выбранному аппарату защиты. Учтено при выборе сечение проводника

220 А > 1·1,25·160 = 200 А 220 А > 200 А

3. Согласно условиям шинопровод проверяется:

– на динамическую стойкость:

(10.1.2)

где

– допустимое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см²;

– фактическое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см².

Для медных шин

Н/см, [15.70]

(10.1.3)

(10.1.4)

где Ммакс – наибольшей изгибающей момент, Н·см;

W – момент сопротивления сечения, см³;

l – длина участка, км;

- максимальное усилие на шину, Н.

Момент сопротивления находим по формуле [15.69]:

W = b·h²/6

Так как Lш = 2 м (расстояние от начала ответвления), то достаточно иметь один пролет l = 3 м, тогда:

(10.1.5)

где l – длина пролета между соседними опорами, см;

а – расстояние между осями шин, см;

iу – ударный ток короткого замыкания, трехфазный, кА.

см³

Ммакс = 0,125 · 83,6 · 3 · 10² = 3135 Н·см

Н/см

(14·10³)

(0,591·10³)

Шинопровод динамически устойчив.

– на термическую стойкость:

Sш ≥ Sш.тс (10.1.6)

где Sш – фактическое сечение шинопровода, мм²;

Sш.тс – термически стойкое сечение шинопровода, мм²;

Sш = b·h = 5·80 = 400 мм²

мм²

где

= 6 = для меди [15.70]

(400 мм²) Sш ≥ Sш.тс (22 мм²)

Шинопровод термически устойчив, следовательно, он выдержит кратковременно нагрев при коротком замыкании до 200ºС.

11. Релейная защита цехового трансформатора

В условиях эксплуатации возможны повреждения отдельных элементов системы электроснабжения.

Релейной защитой называют комплект специальных устройств обеспечивающий автоматическое отключение поврежденной части электрической сети, установки.

Релейная защита и автоматика должны удовлетворять ряду требований, основными из которых являются селективность, чувствительность, быстродействие, надежность.

Под селективностью понимается свойство релейной защиты, действующей на отключение, избирать поврежденный участок и отключать только его. Под чувствительностью релейной защиты понимается ее способность реагировать на возможные повреждения в минимальных режимах системы электроснабжения, когда изменение воздействующей величины (величина, на которую реагирует защита) будет минимальным. В релейной защите под надежностью понимают свойство устройств выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени. Быстрое отключение КЗ уменьшает размеры разрушения изоляции и токоведущих частей токами КЗ в месте повреждения, уменьшает вероятность несчастных случаев, и т.д.