Дипломная работа: Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий на основании технико-экономических расчетов
Для защиты
подобного рода принимаем токовую отсечку без выдержки времени с использованием
токового реле типа РТ – 40. Токи срабатывания и реле определяем по формулам:
I с.з.= Кн · I к.макс (11.3)
I с.з = 1,4·1750 = 2450 А
где Кн – коэффициент надежности
учитывает погрешности работы реле и трансформатора тока, возможные
кратковременные перегрузки в цепи и неточности расчетов Кн = 1,4 [15.81]
I к.макс – номинальный ток
трансформатора в первичной обмотке, А;
Uк% – напряжение КЗ
трансформатора;
 – ток 3-хфазного КЗ, кА.
I к.макс =  = I1т ном /Uк% ·100 (11.4)
I к.макс = 96,3·100/ 5,5 = 1750 А
Ток
срабатывания реле:
Iср = Кс.х · Iс.з / Ктт (11.5)
где Кс.х – коэффициент схемы
представляет собой отношение тока в обмотке реле к току во вторичной обмотке ТТ
в нормальном режиме.
Ктт – коэффициент
трансформации ТТ.
Iср = 1·2450 /(150/5) = 81,6
А
Выбираем реле
тока РТ – 40/100
2. Защита
трансформатора при внешних КЗ.
Для защиты
трансформатора при внешних КЗ и резервирования токовой отсечки и газовой защиты
принимаем МТЗ с выдержкой времени. Токи срабатывания защиты и реле находим по
формулам:
Iс.з = Кн · Кс.х · I1т ном /Кв · Ктт
(11.6)
Кв – коэффициент возврата
токового реле, равный 0,8;
Кн – коэффициент надежности
равный 1,2;
Кс.х – коэффициент схемы,
равный 1 при соединении ТТ «звездой», [15.81]
Iс.з = 1,2·1· 96,3
/0,8·(150/5) = 14,5 А
Принимаем
реле тока РТ – 40/20
Коэффициент
чувствительности защиты определяем при 3-хфазном коротком замыкании за
трансформатором на стороне НН.
Кч = I к.макс/ Iс.з · Ктт
(11.7)
Кч = 1750/14,5· 60 = 2,03 <
1.5
Выдержку
времени МТЗ трансформатора выбирают из условия избирательности на ступень Δt выше наибольшей выдержки
времени защит присоединений tпр питающихся от трансформатора, т.е.:
tмтз = tпр + Δt (11.9)
tмтз = 0.5+ 0.5 = 1.0 сек
3. Защита
цехового трансформатора при перегрузе.
Для защиты
цехового трансформатора при перегрузе принимаем МТЗ трансформатора, выполняемую
с помощью одного токового реле, включенного на фазный ток и действующую на
сигнал с выдержкой времени. МТЗ отстраиваем от номинального тока
трансформатора.
Токи
срабатывания защиты и реле определяем по формуле (11.7):
Iс.р = 1·96,3/ (150/5) = 3,21
А
Выбираем
токовое реле РТ-40/6
Выдержку
времени МТЗ от перегруза в этом случае выбирают больше выдержки времени защиты
трансформатора от КЗ. Принимаем tпер = 5 сек.
4. Защита
цехового трансформатора при однофазных КЗ в обмотках и на выводах НН.
Для этой
защиты применяем токовую защиту нулевой последовательности. Защиту выполняем с
помощью одного токового реле типа РТ – 40, включенного на ТТ, установленый в
цепи заземления нейтрали цехового трансформатора. Защита действует на
отключение, с выдержкой времени, выключателя ВН.
В реле
протекает полный ток однофазного короткого замыкания. Токи срабатывания защиты
определяем по формулам:
Iс.р = Ic.з / Ктт  (11.10)
где Iотс – ток отстройки от
небаланса равный 1800 А
Iс.з = 2400 / 1500/5 = 16 А
Принимаем
реле тока РТ – 40/20.
Коэффициент
чувствительности при однофазном КЗ на выводах трансформатора:
где  кА – минимальный ток
однофазного КЗ на шинах НН для цехового трансформатора с соединением обмоток Δ
/ Υ0.
12. Расчет
заземляющего устройства
Многие части
электроустановок, не находящиеся под напряжением (корпуса электрических машин,
кожухи трансформаторов, осветительная арматура, привода и кожухи электрических
аппаратов, каркасы распределительных шкафов и щитов управления, металлические
оболочки кабелей и кабельные муфты, стальные трубы электропроводок и т.п.)
могут во время аварии оказаться под напряжением, что вызывает опасность
поражения электрическим током обслуживающего персонала при прикосновении к ним.
Обеспечить безопасность прикосновения к таким частям должно защитное
заземление.
Заземление снижает
потенциал по отношению к земле металлических частей электроустановки,
оказавшихся под напряжением при аварии, до безопасного значения.
Защитные
действия заземления состоят в уменьшении тока, возникающего в теле человека при
соприкосновении с корпусом машины, оказавшемся под напряжением. Сопротивление
заземляющих устройств для электроустановок при различных напряжениях должно
приниматься в соответствии с нормами ПУЭ.
Рассчитать
заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках с изолированной нейтралью – это
значит:
– определить
расчетный ток замыкания на землю и сопротивление ЗУ;
– определить
расчетное сопротивление грунта;
– выбрать
электроды и рассчитать их сопротивление;
– уточнить
число вертикальных электродов и разместить их на плане.
1.
Характеристика установки: Uн = 0,4 кВ. Наибольший ток через заземление при замыканиях на землю
на стороне 0,4 кВ составляет 4,48 кА
2. Периметр
насосной Р = 85 м
3. В качестве
вертикальных электродов выбираем уголок (размеры сторон 60 х 60 мм²)
длиной 2 метра, который погружаем ниже уровня земли на 0,7 метров. В качестве
горизонтальных электродов выбираем полосы 40 х 4 мм², приваренные к
верхним концам уголков.
4. Грунт в
месте сооружения насосной – суглинок (удельное сопротивление суглинка 100 Ом·м;
климатическая зона – III).
5. В качестве
естественных заземлителей насосной используем ее железобетонные конструкции,
имеющие надежное соединение с землей и с сопротивлением растеканию 0,8 Ом.
Используя
исходные данные, рассчитаем заземляющее устройство.
а) Для
стороны 0,4 кВ в соответствии с ПУЭ наибольшее допустимое сопротивление
заземляющего устройства для электроустановок до 1кВ и с токами замыкания на
землю ≥ 500 А составляет Rз = 0,5 Ом.
б) Сопротивление
искусственного заземлителя рассчитываем с учетом использования естественного
заземлителя, включенного параллельно:
1/ Rи = 1/ Rз – 1/ Rе
(12.1)
где Rз – расчетное
сопротивление заземляющего устройства по ПУЭ;
Rи – сопротивление
искусственного заземлителя, Ом;
Rе – сопротивление
естественного заземлителя, Ом.
На основание
имеющихся данных записываем:
1/ Rи = 1/ 0,5 – 1/ 0,8 отсюда
Rи = 1,33 Ом
в) Определяем
расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных
заземлителей:
ρр, г = ρуд · kп.г
(12.2)
ρр, в = ρуд · kп.в
(12.3)
где ρуд – удельное сопротивление
грунта (суглинок), равное 100 Ом ·м [15.90]
kп.г и kп.в - повышающие коэффициенты
для вертикальных и горизонтальных электродов для заданной климатической зоны.
Повышающие
коэффициенты для климатической зоны III принимаем равными 2 для горизонтально
протяженных электродов при глубине заложения 0,8 м и 1,4 – для
вертикальных стержневых электродов длиной 2 – 3 метра при глубине заложения из
вершины 0,5 – 0,8 метра.
Расчетные
удельные сопротивления:
– для
горизонтальных электродов: ρр, г = 100 · 2 = 200 Ом ·м
– для
вертикальных электродов: ρр, в = 100· 0,14 = 140 Ом ·м
г) Определяем
сопротивление растеканию одного вертикального электрода – уголок длиной 2 м
при погружении ниже уровня земли на 0,7 м по формуле:
 (12.4)
При
применении уголков для вертикальных электродов в качестве диаметра принимаем
эквивалентный диаметр уголка:
d = d у, э = 0,95· b
(12.5)
где b – ширина сторон уголка.
Для уголка с
шириной полки b
= 0.06 м:
d = 0.95 – 0.06 = 0.057 м
 Ом
д) Определяем
примерное количество вертикальных заземлителей при предварительно принятом
коэффициенте использования. Коэффициент использования находим по справочным
данным [15.91].
Отношение
расстояния между вертикальными электродами к их длине d/l = 2; так как d = 4 м, принимаем,
что расстояние между электродами равно 4 м;
l = 2 м,
следовательно 4 / 2 = 2.
По
справочнику [15.91] предварительно коэффициент использования:
kп.в = 0,66 (при числе уголков
порядка 60 и отношении d/l = 2)
Примерное
число вертикальных заземлителей n:
n = Rо.и.в / kи.в · Rи
(12.6)
где Rи – необходимое
сопротивление искусственного заземлителя;
n = 50,5/ 0,66 · 1,33 =
57,5
е) Определяем
сопротивление, которое оказывает току горизонтальный заземлитель, состоящий из
полос 40 · 4 мм² По справочнику [15.91] коэффициент использования:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 |
