Специализированых инструменты механизмы для аварийных работ

1. По расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;
2. Рассчитать сопротивления;
3. Определить в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ, заполнить «Сводную ведомость токов КЗ».

Согласно приведенным  пунктам составляем схему замещения  от источника до первого приемника  ШР и выбираем точки КЗ, которые  покажем на рисунке 3 (а).

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления  на участках, между точками КЗ и  наносятся на рисунок 3 (в). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Т1

ТМ 100– 10/0,4

1SF

I_НОМ=100 А

Сверлильный станок Р_Н=8,7 кВт

cos ф = 0,5

 

1.2

б)

К1

К2

К3

R_C

  15

Х_C

1.16

R_T

31.5

Х_T

64.7

R_1SF

1.3

Х_1SF

R_П1SF

5.5

R_SF1

4.5

R_C1

20

R_ПSF1

8.5

R_КЛ1

1,5

Х_КЛ1

7.5

R_SF

5,5

Х_SF

4,5

R_ПSF

1,355

R_КЛ2

0,81

Х_КЛ2

87,5

К3

К2

а)

3~10 кВ, 50 Гц

АВВГ – 3х6+1х4

L_КЛ1=39м

SF1,2

I_НОМ=16 А

L_КЛ2=5м

 

ТМ 100 – 10/0,4

М

0,4~10 кВ, 50 Гц

ССШ

К1

SF1,1   I_НОМ=50 А

 

К1

в)

К1

К2

К3

2

R_Э1

48.55

Х_Э1

65.9

R_Э2

230

Х_Э2

5,6

R_Э3

72.5

Х_Э3

8.08

ПР85-3-028-21-У3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2. Схема замещения

 

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи  – электрическими.

Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприемнике. Точки КЗ номеруются сверху вниз, начиная  от источника.

Определяем ток системы  по формуле

 

где	IC –	ток системы, А;
	ST –	мощность трансформаторов, кВА;
	UC –	напряжение системы, кВ.

 

 

 

Подставляя данные

 

Определяем сопротивления  схем замещения:

1 Для силового трансформатора по [1] табл. 1.9.1:

= 31,5 мОм; Х_Т = 64,7 мОм; Z_Т⁽¹⁾ = 779 мОм.

2 Для автоматов по табл. 1.9.3 [1]:

1SF  R_1SF = 1,3 мОм; Х_1SF = 1,2 мОм; R_п = 0,75 мОм;

SF1.1  R_1,1SF = 5,5 мОм; Х_SF1 = 4,5 мОм; R_п = 1,3 мОм;

SF1.2    R_1,2SF = 8,5 мОм; Х_SF = 7,5 мОм; R_п = 1,5 мОм;

3. Для кабельных линий по  табл. 1.9.5 [1]:

 

 

где	–	активное сопротивление  кабеля, мОм;
	–	реактивное сопротивление  кабеля, мОм;
	–	длина кабеля, м.

КЛ1: r₀ = 5,21 мОм/м, х₀ = 0,1 мОм/м;

      Rкл = 5,21*39 = 203,2 мОм

Xкл = 0,1*39 = 1,1 мОм

КЛ2: r₀ = 12,5 мОм/м, х₀ = 0,116 мОм/м;

          Rкл = 12,5*5 = 62,5 мОм

           Xкл = 0,116*5 = 0,58 мОм

4.   Для ступеней распределения по табл. 1.9.4 [1]:

R_c1 = 15 мОм;            R_c2 = 20 мОм.

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления  на участках, между точками КЗ и  наносятся на рисунок.

Точка К1:

= 31,5+1,3+0,75+15=48,55  мОм

= 64,7+1,2 = 65,9  мОм

Точка К2:

 = 5,5+203,2+1,3+20 = 230 мОм

= 4,5+1,1=5,6 мОм

Точка К3:

= 8,5+1,5+62,5=72,5 мОм

= 0,58+7,5=8,08 мОм

Вычисляются сопротивления  до каждой точки КЗ  

 

 

 

 

= 48,55+230=278,55 мОм

= 65,9+5,6=71,5 мОм

 

= 278,55+72,5=351,05 мОм

= 71,5+8,08=79,58  мОм

 

= 0,74    = 3,9    = 4,41

 

 

Определяем коэффициенты К_у и q:

 

 

Ку1 = F(0,74) = 1,1

Ку2 = F(3,9) = 1,0

Ку3 = F(4,41) = 1,0

q1 = √(1+2*(1,1-1)^2) = 1,0

q2 = √(1+2*(1,0-1)^2) = 1,0

q2 = √(1+2*(1,0-1)^2) = 1,0

Определяем 3-фазные и 2-фазные токи КЗ

 

 

 

 

где	–	3-х фазный ток КЗ, кА;
	–	линейное напряжение в  точке КЗ, кВ;
	–	полное сопротивление  до точки КЗ, Ом.

- линейное напряжение  в точке КЗ, кВ; 

- полное сопротивление  до точки КЗ, Ом.

= 400/(1,73*81,85)=2,82 кА

= 380/(1,73*287,58)=0,76 кА

= 380/(1,73*359,96)=0,6 кА

= √2*1,0*2,82 = 4 кА

= √2*1,0*0,76 = 1 кА

= √2*1,0*0,6 =0,85 кА

(1,73/2)*2,82 = 2,44 кА

= (1,73/2)*0,76 = 0,66 кА

= (1,73/2)*0,6 = 0,51 кА

= 1,0*2,82=2,82 кА

= 1,0*0,76=0,76 кА

= 1,0*0,6=0,6 кА

Составляем схему замещения  для расчета 1-фазных токов КЗ, определяем эквивалентные сопротивления

Воспользуемся формулами

 

 

Для кабельных линий

= 2*5,21*39 = 406,38 мОм

= 0,073*39 = 2,847 мОм

= 2*12,5*5 = 125 мОм

= 0,116*5 = 0,58 мОм

 

= 15+406,38+20 = 441,38 мОм

= 2,847 мОм

 

= 441,4+125 = 566,4 мОм

= 2,847+0,58=3,427 мОм

566,41 мОм

Для определения однофазных токов КЗ воспользуемся формулой

 

       

где	–	однофазный ток КЗ, кА;
	–	фазное напряжение в точке  КЗ, кВ;
	–	полное сопротивление  петли «фаза-нуль» до точки КЗ, Ом;
	–	полное сопротивление  трансформатора однофазному КЗ, Ом.

           Подставим данные в формулу

 

 

0,31 кА

 

0,27 кА

 

1.19.1 Проверка элементов по токам КЗ и определение потери напряжения

 

Аппараты защиты проверяют:

На надежность срабатывания, согласно условиям

Для предохранителей                                       

 

Для автоматов с комбинированным  расцепителем

 

Для АВ с максимальным расцеплением на А

 

Для АВ с максимальным расцеплением на

 

где	–	однофазный ток КЗ, кА;
	–	номинальный ток плавкой  вставки предохранителя, кА;
	–	номинальный ток расцепителя  автомата, кА;
	Iн.р	номинальный ток расцепителя, А;
	–	ток отсечки автомата, кА.

На отключающую способность, согласно условию:

 

        

где		ток автомата по каталогу, кА;
		3-фазный ток КЗ в установившемся режиме, кА.

На отстройку от пусковых токов, согласно условиям:

Для электродвигателя

 

    Для распределительного  устройства с группой ЭД

 

где	–	ток установки автомата в  зоне КЗ, кА;
	–	пусковой ток электродвигателя, кА.

По надежности срабатывания

1SF: ; 0,84

SF1,1: =  ; 0,31

SF1,2: ; 0,27

Надежность срабатывания автоматов обеспечена.

 

На отключающую способность:

1SF:  ; 25

SF1,1:  ; 16

SF1,2:  ; 3

Автоматы при КЗ отключаются  не разрушаясь.

На отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе  для  каждого автомата.

Согласно условиям проводники проверяются:

На термическую стойкость:

 

 

где	–	фактическое сечение кабеля, мм2;
	–	термически стойкое сечение  кабельной линии, мм2;
	–	термический коэффициент;
	–	установившиеся 3-фазный ток  КЗ, кА;
	–	приведенной время действия тока КЗ, с.

              КЛ1

 

10≥10

    КЛ2:

 

2,5>2,33

Из этого следует, что  принимаем ближайшее стандартное  минимальное сечение для распределительной  сети равной 25 мм².

По термической стойкости  кабельные линии удовлетворяют.

Приступаем к определению  потери напряжения.

По потере напряжения линия  должна удовлетворять условию

 

Так как токи участков известны, то наиболее целесообразно выбрать  вариант расчета по токам участков.

 

где	–	потеря напряжения, %;
	–	номинальное напряжение, В;
	–	ток ответвления, А;
	–	расстояние от начала ответвления.

 

 

 

 1.4+3,5 = 4,9 %

 

4,9 %

что удовлетворяет силовые  нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.19.2 Выбор установок защиты трансформатора.

 

Выбор вида и схемы РЗ

Сеть ВН цехового трансформатора на напряжение 6…35 кВ имеет изолированную  нейтраль. В схемах защиты с силовыми выключателями на ВН (рис. 3) можно  применить следующие виды РЗ:

 

Рис. 3 Схемы защиты от междуфазных  токов КЗ и перегрузок на ВН

• ТО (без выдержки времени) на реле типа РТ-40 косвенного действия при наличии электромагнита отключения (ЭмО), типа РТМ прямого действия при наличии пружинного привода;
• МТЗ на реле типа РТ-40 в сочетании с реле времени типа ЭВ-100 или ЭВ-200 для выключателей с ЭмО, типа РТВ для выключателя с пружинным приводом;
• Сочетание ТО и МТЗ на реле типа ИТ-80, РТ-80, РТ-90 для выключателей с ЭмО, типа РТМ и РТВ для выключателей с пружинным приводом.

Токовая отсечка (ТО) обеспечит  защиту в зоне КЗ, а максимальная токовая защита (МТЗ) – в зоне перегрузки. Наиболее распространенные схемы, сочетающие ТО и МТЗ, могут  быть однорелейные, на постоянном и  переменном оперативном токе.

1. Так как требуется  РЗ от токов КЗ и перегрузки, то принимается ТО (участок сразу  после Q до точки К1) и МТЗ (далее до Т) на ВН.

Так как выключатель силовой  (Q) имеет пружинный привод, к установке принимаем реле прямого действия типа РТМ и РТВ.

Для защиты от междуфазных  КЗ принимается схема соединения ТТ и вторичной нагрузки (реле) –  на разность токов двух фаз.