ЭСН и ЭО участка механосборочного цеха

l – длина участка, км;

L – расстояние от начала отвлетвления;

P – активная мощность отвлетвления, кВт;

Q – реактивная мощность отвлетвления, кВар;

r₀,x₀ – удельные активное и индивидуальное сопротивление, Ом/км.

Данную формулу следует  применить для всех участков с  различным сечением, а затем сложить  результаты.

Должно быть выполнено  условие △U< 10% от U_НОМ.

 

 

 

Решение:

1. Согласно решениям по  токам КЗ АЗ проверяются:

• на надежность срабатывания:

1SF: I_К1⁽³⁾> 3I_Н.Р(1SF) = 12,8> 3*0,63 кА;

SF1: I_К2⁽³⁾> 3I_Н.Р(SF1) = 3,46>3*0,4 кА;

SF: I_К3⁽³⁾> 3I_Н.Р(SF) = 2,11> 3*0,31 кА.

Надежность автоматов  обеспечена;

• на отключающую способность:

1SF: I_{ОТКЛ(1SF)}>√2I_К1∞⁽³⁾ = 25 > 1,41*10,72кА;

SF1: I_{ОКТЛ(SF1)}>√2I_К2∞⁽³⁾ = 25 > 1,41*3,08 кА;

SF:I_ОТКЛ(SF)>√2I_К3∞⁽³⁾ = 25 > 1,41*2,93 кА.

Автомат при КЗ отключается  не разрушаясь;

2. Согласно условиям проводники  проверяются:

• на термическую стойкость:

КЛ (ШНН – ШМА):S_КЛ1>S_КЛ1.ТС = 3x9 > 63,14мм²;

S_КЛ1.ТС = αI_К2∞⁽³⁾√t_ПР(1) = 11*3,08*√3,5 = 63,35 мм².

По таблице 1.10.3 √t_ПР(1) = 3,5 с.

КЛ (ШМА – Н): S_КЛ2>S_КЛ2.ТС = 50 >41,61мм²;

S_КЛ2.ТС = αI_К3∞⁽³⁾√t_ПР(2) = 11*2,93*√1,7 = 41,61 мм².

По таблице 1.10.3 √t_ПР(2) = 1,7 с.

По термической стойкости  кабельные линии удовлетворяют;

• на соответствие выбранному аппарату защиты:

учтено при выборе сечения  проводника

I_ДОП >К_ЗЩI_У(П)

 

3. Согласно условиям шинопровод проверяется:

• на динамическую стойкость:

σ_Ш.ДОП>σ_Ш.

Для алюминиевых шин σ_ДОП = 7*10³ Н/см².

σ_Ш = М_МАКС/W = 3660,75 /5,3 = 690,70Н/см²;

М_МАКС = 0,125F_М⁽³⁾l = 0,125*97,62*3*10² = 3660,75 Н*см,

Так как L_Ш = 2 м, то то достаточно иметь 1 пролет l = 3 м.

F_М⁽³⁾ = 0,176i_УК2² = 0,176**4,3² = 97,62Н.

Принимается установить шины «плашмя» с а = 100 мм:

W = b²h/6 = (5*10^-1)²*80*10^-1/6 = 5,3см³.

(7*10³) σ_Ш.ДОП>σ_Ш (0,972*10³).

Шинопровод динамически  устойчив;

• на термическую стойкость:

S_Ш>S_Ш.ТС;

S_Ш = 5*80 = 400 мм²;

S_Ш.ТС = αI_К2∞⁽³⁾√t_ПР(1) = 11*3,08*√3,5 = 63,35 мм²;

(400 мм²) S_Ш>S_Ш.ТС(63,35 мм²).

Шинопровод термически устойчив, следовательно, он выдержит кратковременно нагрев при КЗ до 200 ^оС.

4. По потере напряжения  линия ЭСН должна удовлетворять  условию

△U< 10% от U_Н.

△U_КЛ1 = √3*10²/U_Н*I₁L_КЛ1(r₀₁cos+x₀₁sin) =

= 1,73*100/380*326,8*4*10^-3*(0,22*0,94+0,099*0,34) = 0,2%;

△U_Ш = √3*10²/U_Н*I₁L_Ш(r_0Шcos+x_0Шsin) =

= 1,73*100/380*326,8*2*10^-3*(0,13*0,94+0,1*0,34) = 0,05%

или

△U_Ш = △W₀L_Ш = 8,5*10^-2*2 = 17*10^-2В;

△U_КЛ2 = √3*10²/U_Н*I₂L_КЛ2(r₀₂cos+x₀₂sin) =

= 1,73*100/380*59,2*5*10^-3(0,197 *0,94+0,085*0,34) = 0,25%;

△U = △U_КЛ1+△U_Ш+△U_КЛ2 = 0,25+0,31+0,25 = 0,8%;

△U<△U_ДОП, 0,8% < 10%,

Что удовлетворяет силовые  нагрузки.

Расчет и выбор  элементов релейной защиты (РЗ) цехового трансформатора

Методика расчета

Рассчитать релейную защиту (РЗ) – это значит:

- выбрать вид и схему;

- выбрать токовые трансформаторы  и токовые реле;

- определить чувствительность  защиты.

Основные понятия 

Ток срабатывания реле (I_СР) – наименьший ток, при котором реле срабатывает.

Напряжение срабатывания реле (U_СР) – наименьшее напряжении, при котором реле срабатывает.

Ток возврата реле U_СР– наибольший ток, при котором реле возвращается в исходное состояние.

Напряжение возврата реле (U_В.Р) – наибольшее напряжение, при котором реле возвращается в исходное положение.

Коэффициент возврата (К_В) – это отношение тока или напряжения возврата к току или напряжению срабатывания, соответственно:

К_В = I_В.Р/I_СР = U_В.Р/U_СР.

 

Ток срабатывания защиты (I_С.З) – наименьший первичный ток, при котором срабатывает защита.

Ток отсечка (ТО) – МТЗ с ограниченной зоной действия и токовым реле мгновенного действия (без реле времени).

Ток срабатывания ТО (I_С.ТО) – наименьший ток мгновенного срабатывания защиты в первичной цепи.

Выбор токовых  трансформаторов 

• Определяется номинальный ток нагрузки на ВН (I_Н)

I_Н.Т = S_Т/√3U_Н (для трансформатора).

• Выбираются по I_1Н и I_2Н трансформаторы тока для установки (таблица 1.12.1) и определяется номинальный коэффициент трансформации

К_Т = I_1Н/I_2Н.

• Выбирается тип реле тока для защиты (таблица 1.12.2) и определяется установка срабатывания по току

I_СР(МТЗ) = К_ЗАПК_НК_СХ/К_ВК_Т*I_НБ,

где I_СР(МТЗ) – ток срабатывания реле, расчетный, А;

I_НБ – наибольший ток нагрузки защищаемого участка, А;

К_ЗАП – коэффициент самозапуска ЭД;

К_Н – коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешность реле и ТТ (таблица 1.12.3);

К_В – коэффициент возврата реле;

К_СХ – коэффициент схемы включения реле.

Коэффициент схемы (К_СХ) – это отношение тока реле (I_Р) к току фазы (I_Ф).

К_СХ = I_Р/I_Ф.

В зависимости от вида защищаемого  участка принимаются следующие  значения наибольшего тока (I_НБ):

I_НБ = I_Н – линии без электродвигателей;

I_НБ = I_П – линии с электродвигателем;

I_НБ = I_К.МАКС – для расчета токовой отсечки;

где I_Н, I_П и I_К.МАКС – ток номинальный в линии, пусковой ток ЭД и ток короткого замыкания (максимальный) в линии.

В зависимости от схемы  соединения вторичных обмоток трансформаторов  тока и вида короткого замыкания принимаются следующие значения коэффициента схемы (К_СХ):

К_СХ = 1 – при соединении обмоток по схеме «неполная звезда»,

К_СХ = 1,73 – во всех случаях при 3 – фазном КЗ,

К_СХ = 1 – при КЗ двух фаз и одном токовом трансформаторе,

К_СХ = 2 – при КЗ двух фаз и включении на разность токов обмоток двух ТТ.

Другие коэффициенты схемы  на основании опыта эксплуатации принимаются:

К_ЗАП = 1 – при отсутствии в линии ЭД,

К_ЗАП = 2,5…3,0 – при наличии ЭД в линии,

К_Н = 1,1…2,0 – уточняется по таблице 1.12.3,

К_В = 0,8…0,85.

По расчетному значению тока срабатывания (I_СР.Р) выбирается его каталожное значение (I_СР.К) согласно условию:

I_СР.К>I_СР.Р.

Если применяется блокировка минимального напряжения, то

U_СР =U_Р.МИН/К_НК_ВК_U,

где U_Р.МИН – минимальное рабочее напряжение нормального режима, В, принимают U_Р.МИН = 0,7U_Н;

К_Н = 1,1;

К_В< 1,2;

К_U – коэффициент трансформации трансформатора напряжения,

К_U = U₁/U₂; U₂ = 100 В.

Определение коэффициента чувствительности защиты

К_Ч = I_К.МИН/I_С.З = I_К.МИН/I_СРК_Т (без блокировки по напряжению),

где I_К.МИН – минимальный ток КЗ в конце защищаемого участка, А;

I_С.З – ток срабатывания защиты, А.

МТЗ надежно сработает, если

К_Ч>1,2…1,5.

При наличии блокировки минимального напряжения аналогично:

К_Ч = U_К.МАКС/U_С.З = U_К.МАКС/U_СРК_U,

где U_К.МАКС – максимальное остаточное напряжение в месте установки защиты, кВ, принимают U_К.МАКС = 0,6U_Н.

Примечание. При токовой отсечке

I_С.ТО = К_НК_СХ/К_Т*I_К.МАКС.

Решение:

1. Выбирают токовые трансформаторы.

• Определяем ток в линии ЭСН

I₁ = S_Т/√3U₁ = 1000/1,73*10 = 57,8А.

• Так как в линии ЭСН нет ЭД, то отсрочка от пусковых токов не требуется.

Принимаются к установке  в РЗ трансформаторы тока типа ТЛМ – 10 с I₁ = 300 А и I₂ = 5 А в количестве 2 штук по таблице 1.12.1.

• Определяется коэффициент трансформации

К_Т = I₁/I₂ = 57,8/5 = 12.

2. Выбираем реле ТО типа РТ.

• Определяется ток срабатывания реле

I_{СР.Р(ТО)} = К_НК_СХ/К_Т*I_К2.МИН = 0,4*10³ = 100 А.

По таблице 1.12.3 К_Н(ТО) = 1,8.

I_К.МАКС⁽³⁾ будет при 3 – фазном токе КЗ, тогда К_СХ = 1,73.

• По таблице 1.12.2 выбирается РТМ –IV, I_СР = 100 А;
• Определяется К_Ч(ТО) и надежность срабатывания ТО при наименьшем (2 – фазном) токе КЗ в начале линии ЭСН:

К_Ч(ТО) = I_К1⁽²⁾/I_С.З = 6,98*7,57/1200*0,15 = 0,29;

I_К.МИН = I_К1⁽²⁾ = 6,98*I_К1⁽³⁾;

I_С.З = К_ТI_СР.

Условие надежности К_Ч>1,2 выполнено, следовательно, ТО срабатывает надежно.

3. Выбираем реле МТЗ  типа РТВ.

• Определяется ток срабатывания реле

I_{СР.Р(МТЗ)} = К_ЗАПК_НК_СХ/К_ВК_Т*I_НБ = *400 = 128 А.

I_СР.Р>I_НБ/К_Т; К_ЗАП = 1 (нет ЭД); К_Н = 1,8;

I_НБ = 400 А.

• По таблице 1.12.2 выбирается РТМ – IV,I_СР = 128А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет молниезащиты

Методика расчёта

 

 

Решение:

1. По формулам для одиночного стержневого молниеотвода определяются параметры молниезащиты (м/з) для зон.

В масштабе изображаются зоны А и Б (рис 1.2)

Зона А:

h₀=0,85h=0,85*50=42,5;

r₀=(1,1-2*10^-3 h) h = (1,1-2*10^-3*50)*50=50 м;

r_x=(1,1-2*10^-3*h) (h-1,2h_x)= (1,1-2*10^-3*50)*(50-1,2*9)=39,2м;

h_m=h-h₀=50-42,5=7,5 м;

h_a=h-h_x=50-9=47м;

α^(А)=arctgr₀/h₀₌arctg50/42,5=49,6^o.

 

ЗонаБ:                            

h₀=0,92h₀=0,92*50=46 м;

r₀=(1,5 h)=1,5*50=75 м;

r_x=(1,5h-1,1) h_x=1,5*(50-1,1*9)=60,15м;

h_м=h-h₀=50-46=4 м;

h_a=h-h_x=50-9=41м;

α^(Б)= arctgr₀/h₀₌arctg75/46=58^o.

2. Определяются габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне молниезащиты. Для эт<span cla