РАСЧЕТ СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ (стр. 4 )

Наряду с плавкими предохранителями в установках напряжением до 1 кВ широко применяют автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно-, двух - и трехполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Автоматические выключатели снабжают устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в реле токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле.

Эти реле называют расцепителями.

Конструктивно автоматические выключатели намного сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя и расцепителя. Номинальным током автоматического выключателя Iном. а называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Номинальным напряжением автоматического выключателя Uном. а называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель предназначен. Номинальным током расцепителя Iном. рас называют указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывание расцепителя. Током уставки расцепителя называют наименьший ток, при протекании которого расцепитель срабатывает.

При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

- Номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

- Отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу:

- Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу.

Iном. рас≥ Ip. max; (5.5)

Автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

Iном. рас ≥(1,1: 1,3) Ip. max; (5.6)

При допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать; это достигается выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя по условию

Iном. рас ≥(1,25: 1,35)· iпик; (5.7)

где Iпик – пиковый ток.

Пиковый ток рассчитывается по формуле:

iпик= iп. max+(Ip-kи∙iном. max), (5.8)

здесь iп. max – наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников;

Iр – расчетный ток группы приемников;

kи – коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

iном. max – номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током.

Выбор автоматического выключателя, защищающего РЩ1:

Ip. max=68,65 A,

Iпик.= 7,5∙62,26+(68,65-0,16∙62,26)=525,64А,

1,2· Ip. max =1,2·68,65=82,38 А

1,25·iпик=1,25∙525,64=657,05А

Выбираем автоматический выключатель марки ВА-88-32 [1,табл. А.6]:

Iном. а =100 A

Uном. а =0,4 кВ,

Iном. рас =125 A;

I рас. ном. э =1250 A

Аналогично выбираем остальные автоматические выключатели, результаты показаны в таблице 5.2.

Таблица 5.2.

Выбор автоматических выключателей

Защищаемый элемент	Iр, А	1,2·Iр, A	Выключатель	Iном, А	Iрас. ном, А	iпик, А	1,25∙iпик, А	Iрас. ном. э,А
ГРЩ1	734,02	880,824	ВА-88-43	1000	1600	1718,02	2147,53	8000
СП1	68,65	82,38	ВА-88-32	100	125	525,64	657,05	1250
СП2	274,64	329,568	ВА-88-37	400	400	1258,64	1573,30	4000
СП3	22,94	27,528	АЕ2046МП-100	31,5	378	166,51	208,14	4500
СП4	32,73	39,276	АЕ2046МП-100	40	480	331,84	414,79	4500
СП5	72,65	87,18	ВА-88-32	100	125	529,64	662,05	1250
СП6	32,97	39,564	АЕ2046МП-100	40	480	201,20	251,50	4500

6.  РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Для проверки выбранного электрооборудования необходимо провести расчет токов трехфазного короткого замыкания.

6.1 Расчет токов трехфазного КЗ.

Для расчетов тока КЗ составляем схемы замещения для всех типовых расчетных точек КЗ (Ввод ГРЩ1 и наиболее удаленный ЭП) Составленные схемы предоставлены на рисунке 7.1)

Рисунок 6.1.

Схемы для расчетов тока КЗ в типовых точках.

Сопротивление системы, приведено к напряжение 0,4 кВ

(6.1)

здесь Iоткл=20 кА – среднее значение отключающей способности современных выключателей 6 кВ.

Сопротивление трансформатора ТМ-630 [6.табл.2.50] приведенных к стороне 0,4 кВ:

; (6.2)

(6.3)

Rт=3,1 мОм;

Qт=13,6 мОм

Сопротивления кабельных линий определяются по удельным сопротивлениям [6. c. 138,139] и их длине:

Z=zуд·L, (6.4)

Л1:

R0=1,69·50·2=169 мОм

X0=0,606·50·2=60,6 мОм

Л2:

R0=8,51·46=391,46мОм;

X0= 2,274·46=104,6 мОм

Л3:

R0=12,5·12=150 мОм;

X0= 0,116·12=1,39 мОм

Находим сопротивление автоматических выключателей

Zкв1- R0=0,25; X0=0,1 мОм

Zкв2- R0=7; X0=4,5 мОм

Сопротивление плавкой вставки предохранителя перед ЭП 34

Rпр=40мОм [6, табл. 2.54]

Rрез=760,81 мОм; Xрез=185,23 мОм

Результирующее сопротивление при КЗ на ЭП-34:

(6.5)

Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ н ЭП-34:

(6.6)

Аналогичным образом найдены токи трехфазного КЗ для остальных типовых точек КЗ.

Ударный ток находится по формуле[6,с.127]:

(6.7)

где Куд – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та. Постоянная времени [6,с.125] и ударный коэффициент [7,с.46]:

(6.8)

(6.9)

Таблица 6.1

Расчет токов КЗ

Точка КЗ	Z∑, мОм	Z0∑,мОм	IПО, кА	Iуд, кА
РУнн	14,38	143,8	16,05	25
ГРЩ1	187,85	1868,5	1,23	1,91
ЭП-34	783,09	7830,9	0,3	0,46

7.  ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЙ ВЫБРАННЫХ ПРОВОДНИКОВ И КОМУТАЦИОННО – ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

7.1 Проверка выбранных сечений кабелей по потере напряжения.

Потери напряжения рассчитываются по формуле:

ΔU-√3·Ip·(rудcosφ+xудsinφ)·L/1000, (7.1)

где Ip - расчетный ток в кабеле, А;

rуд, худ - удельное активное и индуктивное сопротивление кабеля;

L – Длина кабельной линии

Определяем потерю напряжения в проводе ЭП 34, который является наиболее удаленным от ТП:

ΔU=√3·13,58·(12,5·0,5+0,116·0,8)·12/1000=1,8 В,

Складывая данное значение с аналогично найденными потерями в кабельной линии от ТП к ГРЩ1 (1,3В) и в РЩ4 (3,5В), получаем наибольшую потерю напряжения в размере 6.6, что составляет 1,7% при допустимых 5%. Следовательно, кабель, питающий РЩ, и кабель к ЭП 34 успешно прошли проверку по допустимой потере напряжения.

7.2 Проверка выбранных сечений кабелей по условию соответствия выбранному аппарату МТЗ.

Принятые сечения проводов и жил кабелей должны соответствовать защитному устройству:

Iдл. доп.≥Iз·kзащ, (7.2)

где Iз – параметр защитного устройства (ток срабатывания, номинальный ток);

kзащ – коэффициент защиты [3,табл.7.6].

Проверка выполнения условия (7.2) сделана в таблицах 7.1 и 7.2 из которых хорошо видно, что условие (7.2) везде соблюдается

Таблица 7.1.

Согласование питающих кабелей и выключателей

КЛ	Выключатель	kзащ	Iрас. ном, А	Iдл. доп. для кабеля, А	Iрас. ном∙kзащ
ТП-ГРЩ1	ВА-88-43	0,66	1000	770	660
ГРЩ1-СП1	ВА-88-32	0,66	100	75	66
ГРЩ1-СП2	ВА-88-37	0,66	400	295	264
ГРЩ1-СП3	АЕ2046МП-100	0,66	31,5	38	20,79
ГРЩ1-СП4	АЕ2046МП-100	0,66	40	38	26,4
ГРЩ1-СП5	ВА-88-32	0,66	100	75	66
ГРЩ1-СП6	АЕ2046МП-100	0,66	40	38	26,4

Таблица 7.2.