ЭСН и ЭО участка механосборочного цеха

R_КЛ2 = r₀L_КЛ2 =0,208*17 = 3,53 мОм/м;

X_КЛ2 = x₀L_КЛ2=0,07 *17 = 1,19 мОм/м.

Для троллейныхшинопроводов ШТЛ 400 по таблице 1.9.7:

r₀ = 0,197мОм/м, x₀ = 0,12мОм/м.

R_Ш = r₀L_Ш = 0,197*7,5 = 1,47 мОм/м;

X_Ш = x₀L_Ш = 0,12*7,5 = 0,9 мОм/м.

Для ступеней распределения  по таблице 1.9.4:

R_С1 = 15 мОм, R_С2 = 20 мОм.

3. Упрощается схема замещения,  вычисляются эквивалентные сопротивления  на участках между токами КЗ и наносятся на схему (рис. 1.9.4):

R_Э1 = R_С+R_Т+R_1SF+R_П1SF+R_С1 =15+1,7+0,15+0,4 +15=32,25мОм;

X_Э1 = X_С+X_Т+X_1SF =1,9+8,6+0,17=10,67мОм;

R_Э2 = R_SF1+R_ПSF1+R_КЛ1+R_Ш+R_С2 =11,12+0,25+0,88+1,47+20=33,72 мОм;

X_Э2 = X_SF12+X_КЛ+X_Ш =13+2,448+0,9=16,348 мОм;

R_Э3 = R_SF+R_ПSF+R_КЛ2 =0,08+0,1+3,53=3,71мОм;

X_Э3 = X_SF+X_КЛ2 =0,08+1,19 =1,27 мОм.

4. Вычисляются сопротивления  до каждой точки КЗ и заносятся  в «Сводную ведомость»:

R_К1 = R_Э1 = 32,25мОм, X_К1 = X_Э1 = 10,67 мОм;

Z_К1 = = =33,96мОм;

R_К2 = R_Э1+R_Э2 = 32,25+33,72 = 65,97 мОм;

X_К2 = X_Э1+X_Э2 = 10,67+16,348 = 27,018 мОм;

Z_К2 = = = 71,28мОм;

R_К3 = R_К2+R_Э3 = 65,97+3,71 = 69,68 мОм;

X_К3 = X_К2+X_Э3 =27,018+1,27= 28,28мОм;

Z_К3 = = = 74,73 мОм;

R_К1/X_К1 = 32,25/10,67 =3,02; R_К2/X_К2 = 65,97 /27,018 =2,44;

R_К3/X_К3 = 69,68/28,28 = 2,46 мОм.

5. Определяются коэффициенты К_У и q:

К_У1 = F(R_К1/X_К1) = F(3,02) = 1,0;

К_У2 = F(R_К2/X_К2) = F(2,44) = 1,0;

К_У3 = F(R_К3/X_К3) = F(2,46) = 1,0;

q₁ = √1+2(К_У1 – 1)² = 1;

q₂ = q₃ = 1.

6. Определяются 3 – фазные и 2 – фазные токи КЗ и заносятся в «Ведомость»:

I_K1⁽³⁾ = U_K1/√3Z_K1 = 0,63*10³/1,73*33,96 = 10,72 кА;

I_K2⁽³⁾ = U_K2/√3Z_K2 = 0,38*10³/1,73*71,28 =3,08кА;

I_K3⁽³⁾ = U_K3/√3Z_K3 = 0,38*10³/1,73*74,73 =2,93кА;

I_УК1 = q₁I_K1⁽³⁾ = 10,72 кА;

I_УК2 = q₂I_K2⁽³⁾ = 3,08кА;

I_УК3 = q₃I_K3⁽³⁾ = 2,93 кА;

i_УК1 = √2К_У1I_К1⁽³⁾ = 1,41*1,0*10,72 = 15,11 кА;

i_УК2 = √2К_У2I_К2⁽³⁾ = 1,41*1,0*3,08= 4,34кА;

i_УК3 = √2К_У3I_К3⁽³⁾ = 1,41*1,0*2,93 = 4,13кА;

I_K1⁽²⁾ = √3/2*I_K1⁽³⁾ = 0,87*10,72 = 9,23 кА;

I_K2⁽²⁾ = √3/2*I_K2⁽³⁾ = 0,87*3,08=2,67кА;

I_K3⁽²⁾ = √3/2*I_K3⁽³⁾ = 0,87*2,93 =2,54кА.

Для кабельных линий:

 

X_ПКЛ1 = x_0ПL_КЛ1 =0,15*4= 0,6 мОм;

R_ПКЛ1 = 2r₀L_КЛ1 =2*0,22*4 =1,76мОм;

R_ПШ = r_0ПШL_Ш =0,4*7,5= 3 мОм;

X_ПШ = x_0ПШL_Ш =0,26*7,5=1,95 мОм;

R_ПКЛ2 = 2r₀L_КЛ2 =2*0,22*17=7,48 мОм;

X_ПКЛ2 = x_0ПL_КЛ2 =0,15*17= 2,55мОм;

Z_П1 =3,73мОм;

R_П2 = R_С1+R_ПКЛ1+R_ПШ+R_С2 =15+1,76+3+20=39,76 мОм;

X_П2 = X_ПКЛ1+X_ПШ=0,6+1,95=2,55 мОм;

Z_П2 = = = 63,54мОм;

R_П3 = R_П2+R_ПКЛ2 =39,76+7,48=47,24мОм;

X_П3 = X_П2+X_ПКЛ2 = 2,55+2,55= 5,01 мОм;

Z_П3 = = = 105,85мОм;

I_K1⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П1+Z_Т/3 = 0,23*10³/15+8,8/3=12,82 кА;

I_K2⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П2+Z_Т/3 =0,23*10³/63,54+8,8/3=3,46 кА;

I_K3⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П3+Z_Т/3 =0,23*10³/105,85+8,8/3=2,11 кА.

Таблица 8 – Сводная ведомость токов КЗ по точкам

Точка КЗ	Трехфазные токи КЗ							Двухфазные токи КЗ	Однофазные токи КЗ
	XK, мОм	RK, мОм	ZK, мОм	КУ	q	IK(3), кА	iУ, кА	IK(2), кА	XП, мОм	RП, мОм	ZП, мОм	IK(1), кА
К1	10,67	32,25	33,96	1,0	1	10,72	15,11	9,23	0,6	1,76	3,73	12,82
К2	27,018	65,97	71,28	1,0	1	3,08	4,34	2,67	2,55	39,76	63,54	3,46
К3	28,28	69,68	74,73	1,0	1	2,93	4,13	2,54	5,01	47,24	105,85	2,11

 

 

Проверка элементов цеховой  сети

• Аппараты защиты проверяют:

1) на надежность срабатывания, согласно условиям 

I_K⁽¹⁾> 3I_ВС (для предохранителей);

I_K⁽¹⁾> 3I_Н.Р (для автоматов с комбинированным расцеплением);

I_K⁽¹⁾>1,4I_О (для автоматов только с максимальным расцепителем на

I_Н.А <100 А);

I_K⁽¹⁾>1,25I_О (для автоматов только с максимальным расцепителем на

I_Н.А >100 А),

где I_K⁽¹⁾ – 1 – фазный ток КЗ, кА;

I_ВС – номинальный ток плавкой вставки предохранителя, кА;

I_Н.Р – номинальный ток расцепителя автомата, кА;

I_О – ток отсечки автомата, кА;

2) на отключающуюся способность,  согласно условию

I_ОТКЛ> √2I_∞⁽³⁾,

где I_ОТКЛ–ток автомата по каталогу, кА;

I_∞⁽³⁾ – 3 – фазный ток КЗ в установившимся режиме, кА;

3) на отстройку от пусковых  токов, согласно условиям

I_О = I_У(КЗ)>I_П (для электродвигателей);

I_О = I_У(КЗ)>I_ПИК (для распределительного устройства с группой ЭД),

где I_У(КЗ) – ток установки автомата в зоне КЗ, кА;

I_П – пусковой ток электродвигателя, кА).

 

 

 

Основные понятия  аппаратов защиты до 1 кВ

Расцепитель– чувствительный элемент, встроенный в автомат, при срабатывании воздействующий на механизм отключения.

Расцепитель максимального  тока (электромагнитный или полу проводниковый) – устройство мгновенного срабатывания при токе КЗ.

Тепловой расцепитель (биметаллический или полупроводниковый) – устройство, срабатывающее с выдержкой времени при перегрузке.

Расцепитель минимального напряжения– устройство, срабатывающее при недопустимом снижении напряжения в цепи (до 0,3…0,5 от U_НОМ).

Независимый расцепитель– устройство дистанционного отключения автомата или по сигналам внешних защит.

Максимальный и силовой  расцепители устанавливаются во всех фазах автомата, остальные по одному на автомат.

Ток срабатывания расцепителя(ток трогания) – наименьший ток, вызывающий отключения автомата.

Установка тока расцепителя– настройка его на заданный ток срабатывания.

Ток отсечки – установка тока максимального расцепителя на мгновенное срабатывание.

Номинальный ток  расцепителя– это наибольший длительный ток расцепителя, не вызывающий отключения и перегрева.

Отключающая способность – наибольший ток КЗ, при котором отключение произойдет без повреждений.

• Проводки (кабели) проверяют:

1) на соответствие выбранному  аппарату защиты, согласно условию

I_ДОП >К_ЗЩI_У(П) (для автоматов и тепловых реле);

I_ДОП >К_ЗЩI_ВС (для предохранителей),

где I_ДОП – допустимый ток проводника по каталогу, А;

I_У(П) – ток установки автомата в зоне перегрузки, А;

К_ЗЩ – кратность (коэффициент) защиты (таблица 1.10.1);

2) на термическую стойкость,  согласно условию

S_КЛ>S_КЛ.ТС,

где S_КЛ – фактическое сечение кабельной линии, мм²;

S_КЛ.ТС – термически стойкое сечение кабельных линий, мм².

• Шинопроводы проверяют:

3) на динамическую стойкость,  согласно условию

σ_Ш.ДОП>σ_Ш,

где σ_Ш.ДОП – допустимое механическое напряжение на шинопроводе, Н/см²;

σ_Ш – фактическое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см²;

4) на термическую стойкость,  согласно условию

S_Ш>S_Ш.СТ,

где S_Ш – фактическое сечение шинопровода, мм²;

S_Ш.СТ – термически стойкое сечение шинопровода, мм².

• Действие токов КЗ бывает динамическим и термическим.

Динамическое. При прохождении тока в проводниках возникает механическая сила, которая стремится их сблизить (одинаковое направление тока) или оттолкнуть (противоположное направление тока).

Максимальное усиление на шину определяется по формуле:

F_М⁽³⁾ = 0,176i_У²,

где F_М⁽³⁾ – максимальное усиление, Н;

l – длина пролета между соседними опорами, см;

а – расстояние между осями шин, см;

i_У – ударный ток КЗ, трехфазный, кА.

Примечание. При отсутствии данных lпринимается равным кратному числу от 1,5 м, т.е. 1,5 – 3 – 4,5 – 6 м.

Величинаа принимается равной 100, 150, 200 мм.

Наибольший изгибающий момент (М_МАКС, Н*см) определяется следующим образом :

М_МАКС – 0,125F_М⁽³⁾l (при одном или двух пролетах),

М_МАКС – 0,1F_М⁽³⁾l(при трех и более пролетах).

Напряжение (σ, Н/см²) в материале шин от изгиба определяются по формуле

σ = М_МАКС/W,

где W – момент сопротивления сечения, см³:

W = bh²/6 – при расположении шин широкими сторонами друг к другу (на ребро);

W = b²h/6 – при расположении шин плашмя;

W = 0,1d³ – для круглых шин с диаметром d, см.

Шины будут работать надежно, если выполнено условие 

σ_ДОП>σ.

Для сравнения с расчетным  значением принимают

σ_ДОП = 14*10³ Н/см² – для меди;

σ_ДОП = 7*10³ Н/см² – для алюминия;

σ_ДОП = 16*10³ Н/см² – для стали.

Если при расчете оказалось, что σ > σ_ДОП, то для выполнения условия необходимо увеличить расстояние между шинами (а) или уменьшить пролет между опорами – изоляторами .

Примечание. На динамическую стойкость проверяют шины, опорные и проходные изоляторы, трансформаторы тока.

Термическое. Ток КЗ вызывает дополнительный нагрев токоведущих частей и аппаратов. Повышение температуры сверх допустимой снижает прочность изоляции, так как время действия тока КЗ до срабатывания защиты невелико (доли секунды – секунды), то согласно ПУЭ допускается

кратковременное увеличение температуры токоведущих частей (таблица 1.10.2).

Минимальное термически стойкое  сечение определяется по формуле

S_ТС = αI_∞⁽³⁾√t_ПР,

где α – термический  коэффициент, принимается:

α = 6 – для меди,

α = 11 – для алюминия,

α = 15 – для стали;

I_∞⁽³⁾–установившийся 3 – фазный ток КЗ, кА;

t_ПР – приведенное время действия тока КЗ, с (таблица 1.10.3).

Время действия тока КЗt_Д (таблица 1.10.3) имеет две составляющих: время срабатывания защиты t_З и время отключения выключателя t_В:

t_Д= t_З+t_В.

Должно быть выполнено  условие термической стойкости 

S_Ш>S_Ш.ТС.

Примечание. Отсчет ступеней распределения ведется от источника.

Если условие не выполняется, то следует уменьшить t_Д (быстродействие защиты).

Проверка по потере напряжения производится для характерной линии  ЭСН.

Характерной линией является та, у которой К_ПI_НL – наибольшая величина

где К_П – кратность пускового тока (для линии с ЭД) или тока перегрузки (для линии без ЭД);

I_Н – номинальный ток потребителя, А;

L – расстояние от начала линии до потребителя, м.

Принимается при отсутствии данных:

К_П = 6…6,5 для СД  и АД с КЗ – ротором;

К_П = 2…3 для АД с Ф – ротором МПТ.

Примечание. Обычно это линия с наиболее мощным ЭД или наиболее удаленным потребителем.

Для выполнения проверки составляется расчетная схема. В зависимости  от способа задания нагрузки применяется  один из трех вариантов:

а) по токам участков

△U = √3*10²/U_HIl(r₀cos+x₀sin);

б) по токам ответвлений

△U = √3*10²/U_HiL(r₀cos+x₀sin);

в) по напряжениям ответвлений 

△U = 10⁵/U_H²(Pr₀+Qx₀)L;

где △U – потеря напряжения, %;

U_Н – номинальное напряжение, В;

I – ток участка, А;

i– ток отвлетвления, А;