Материал: Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

i_у3 = 1,41* 1,0 * 1,61 = 3,2 кА;                                             (72)

I_к1⁽²⁾ = (√3 / 2) I_к1⁽³⁾ ;                                            (73)

_к1⁽²⁾ = 0,87 * 3,33 = 2,9 кА; (73)

I_к2⁽²⁾ = 0,87 * 2,5 = 2,2 кА;                                           (73)

I_к3⁽²⁾ = 0,87 * 2,25 = 1,96 кА;                                      (73)

Таблица 6 - Сводная ведомость токов короткого замыкания.

Составляется схема замещения для расчета однофазных токов короткого замыкания и определяются сопротивления.

Рисунок 4 - Схема замещения для расчета однофазных токов короткого замыкания.

Для кабельных линий:

Х_пкл1 = х_0п * L_кл1;                                                 (74)

Х_пкл1 = 0,26 * 20 = 5,2 мОм; (74)

_пкл1 = 2* r₀ * L_кл1 ;                                                (75)

 _пкл1 = 2 * 0,056 * 7= 0,78 мОм; (75)

_пш = r_0пш * L_ш ;                                                     (76)

_пш = 0,2 * 2= 0,4 мОм; (76)

Х_пш = х_0пш * L_ш ;                                                  (77)

Х_пш = 0,26 * 2 = 0,52 мОм; (77)

R _пкл2 = 2 * 0,894 * 7 = 12,5 мОм;                     (75)

Х_пкл2 = 0,26 * 7 = 1,82 мОм;                              (74)

Z_п1 = 15 мОм;

 _п2 = R _с1 + R _пкл1 + R _пш + R _с2 ;                                     (78)

 _п2 = 15 + 0,78 + 0,4 + 20 = 36,18 мОм (78)

Х_п2 = Х_пкл1 + Х_пш ;                                                        (79)

Х_п2 = 5,2 + 0,52 = 5,72 мОм; (79)

_п2 = √ R_п2² + Х_п2² ;                                                         (80)

 _п3 = R _п2 + R _пкл2 ;                                                         (81)

 _п3 = 36,18+12,5 = 48,68 мОм; (81)

Х_п3 = Х_п2 + Х_пкл2 ;                                                                   (82)

Х_п3 = 5,72 + 1,82 = 7,54 мОм; (82)

_п3 = √ R_п3² + Х_п3² ;                                                         (80)

_п3 = √ 48,68² + 7,54² = 49,26 мОм; (80)

_к1⁽¹⁾ = U_кф / Z_п1 + Z_т⁽¹⁾ / 3 ;                                              (83)

I_к1⁽¹⁾ = 0,23 * 10³ / 15 + 195 / 3 = 3,3 кА; (83)_к2⁽¹⁾ = 0,22 * 10³ / 36,63 + 195 / 3 = 2,85 кА;             (83)_к3⁽¹⁾ = 0,22 * 10³ / 49,26 + 195 / 3 =2,7 кА.                            (81)

Результаты расчета токов короткого замыкания представлены в таблице 4 - «Сводная ведомость токов короткого замыкания»

. Выбор защитной коммутационной аппаратуры и проводниковой продукции

В качестве защиты электрических цепей и электрооборудования от токов короткого замыкания и токов перегрузки применяют предохранители и автоматические выключатели.

Автоматический выключатель - аппарат, совмещающий приборы управления и защиты.

Автоматы выключатели предназначены для отключения тока при коротком замыкании, перегрузках и недопустимых снижениях напряжения, для оперативных включений и отключений электрических цепей (в том числе двигателей) на напряжение до 1 кВ.

Расцепители являются составной частью автоматов, которые контролируют заданный параметр защищаемой цепи и воздействуют на расцепляющее устройство, отключающее автомат.

Выбор автоматы выключателей производится по номинальному напряжению и току, конструктивному выполнению и месту установки, отключаемому току и мощности.

Предохранитель - это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

В большинстве предохранителей отключение цепи происходит за счет расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи. После отключения необходимо заменить плавкую вставку на исправную. Эта операция производится вручную или автоматически заменой всего предохранителя.

Основными элементами предохранителя являются корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Выбор предохранителя производится по напряжению установки, по току, по конструкции и роду установки, по току отключения.

Сечение проводов и напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки. Выбор сечения производится:

а) по условию нагрева длительным расчётным током

I_н.доп ≥ ; А (31)

б) по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты

; А (84)

где;

I_р - расчётный ток нагрузки;

I_н.доп - длительно-допустимый ток на провода, кабели, шины;

k_з - коэффициент защиты или кратности защиты;

I_з - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;

k₁- поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей;

k₂ - поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле в трубах или без труб.

Таблица 7 - Расчет номинальных токов

РП1

_P = S_max /√3*U_c, А (85)

_P = 126,2/1,73*0,38 = 191,9 A (85)

I_пик = I_р + k΄* I_нб - I_нб * (I_р / Σ I_мах), А (86)

I_пик = 191,9+5,5*30,8-30,8* (191,9/178) = 328,3 А (86)

Iэл = 1,25* Iпик, А (87)

Iэл = 1,25* 328,3 = 410,3 А (87)

Выбираем автомат: А3730Б, Iср = 500 А

[4, стр.199, табл. 9.1.2]

вст = Iпик / К, А (88)

вст = 328,3/1,6 = 205,2 А (88)

Выбираем предохранитель: ПР-2-350, Iвст = 225 А

[4, стр. 217, табл. 9.6.2]

РП2

_P = S_max /√3*U_c, А (85)

_P = 82,9/1,73*0,38 = 126, 1 A (85)

I_пик = I_р + k΄* I_нб - I_нб * (I_р / Σ I_мах), А (86)

I_пик = 82,9+5,5*28,5-28,5* (82,9/102,9) = 216,7 А (86)

эл = 1,25* Iпик, А (87)

эл = 1,25* 216,7 = 260А (87)

Выбираем автомат: А3740Б, Iср = 300 А

[4, стр.199, табл. 9.1.2]

вст = Iпик / К, А (86)

Iвст = 216,7/1,6 = 135,4 А (86)

Выбираем предохранитель: ПР-2-200, Iср = 160 А

[4, стр. 217, табл. 9.6.2]

. Выбор и проверка высоковольтного выключателя

Высоковольтные выключатели служат для защиты электрооборудования от токов перегрузки и токов короткого замыкания. Высоковольтные выключатели бывают: элегазовые, воздушные, вакуумные и масляные.

Высоковольтные выключатели выбирается по напряжению, току, категории размещения, конструктивному выполнению и коммутационной способности.

Выключатели высокого напряжения проверяются:

а) на отключающую способность.

_н.откл ≥ I_р.откл ;                                                                                    (89)_н.откл ≥ S_р.откл ,                                                                                     (90)

_н.откл и I_р.откл - номинальное и расчетное значения токов отключения, кА;_н.откл и S_р.откл - номинальная и расчетная полные мощности отключения, МВА.

_р.откл = I_∞⁽³⁾;                                                                                      (91)_р.откл = √3* I_р.откл* U_н.у;                                                                    (92)_н.откл = √3* I_н.откл* U_н.в ,                                                                      (93)

_∞⁽³⁾ - трехфазный ток короткого замыкания в момент отключения выключателя, действующее значение в установившемся режиме, кА;

б) на динамическую стойкость.

Должно быть выполнено условие:

_ск ≥ i_у,                                                                                              (94)

_ск - амплитуда предельного сквозного ударного тока короткого замыкания выключателя, кА_у - амплитуда ударного тока электроустановки, кА

_у = К_у * √2 * I_к⁽³⁾;                                                                             (95)

в) на термическую стойкость

Должно быть выполнено условие:

_тс ≥ I_р.тс ;                                                                                           (96)_р.тс = I_р.откл * √t_пр / t_тс = I_р.откл * √t_д / t_тс,                                              (97)

I_тси I_р.тс - токи термической стойкости, каталожный и расчетный, кА;_пр - приведенное время децствия КЗ, если отключение произойдет в зоне переходного процесса, с. Приближенно t_пр ≈ t_д ; t_д - время действия КЗ фактическое, с,

_д = t_рз + t_ов ,                                                                                      (98)

_рз - время срабатывания релейной защиты, с;_ов - собственное время отключения выключателя, с.

Отключение произойдет через 50 периодов, что соответствует зоне давно установившегося короткого замыкания (через 8…10 периодов).

Каталожными данными являются: U_н.в, I_н.в, i_ск, I_тс, I_н.откл, t_ов.

Производим расчет для выбора высоковольтного выключателя напряжения

U_н.у = 10 кВ_н.у = 318 А_с = 10 Ом

Х_с = 1,2 Ом_д = 1 с.

Выключатель высокого напряжения типа ВММ-10-400-10-У1 Маломаслянный;

U_н.в = 10 кВ_н.в = 400 А_н.откл = 10 кВ_тс = 10 кА_ск = 25 кА_тс = 4 с_ов = 0,1 с.

Определяется расчетные данные и заносятся в таблицу 8 - «Ведомость».

Ток короткого замыкания на высоком напряжении:

_к⁽³⁾ = U_н.у / √3* Z_к ;                                                                           (99)

_к⁽³⁾ = 10 / 1,73 * 10,07 = 17,4 кА; (99)

_к =√ R_с² + Х_с² ;                                                                                (100)_к =√ 10² +1,2² = 10,07 Ом; (100)

_у = К_у * √2* I_к⁽³⁾ (101)

_у = 1* 1,41* 17,4 = 24,5 кА;                                                           (101)

К_у = 1; I_∞⁽³⁾ = 17, 4 кА.

На отключающая способность:

_р.откл = I_∞⁽³⁾ = 17,4 кА;

_р.откл = 1,73*17,4*10 = 5,9 мВ*А;                               (92)_н.откл = 1,73*10* 10 = 173 мВ*А.                                    (93)

На термической стойкость:_р.тс = 17,4 * √ ¼ = 8,7 кА. (97)

Таблица 8 - Ведомость выключателей высокого напряжения