- •Дс. 02 проектирование систем энергообеспечения
- •1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции
- •1.1 Расчетные формулы
- •1.2 Задачи для самостоятельного решения
- •1.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •2 Расчет линии электропередачи и выбор неизолированных проводов
- •2.1 Расчетные формулы
- •2.2 Задачи для самостоятельного решения
- •2.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •3 Расчет электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
- •3.1 Расчетные формулы
- •3.2 Задачи для самостоятельного решения
- •3.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •4 Расчет и выбор компенсирующего устройства
- •4.1 Расчетные формулы
- •4.2 Задачи для самостоятельного решения
- •4.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •5 Определение местоположения трансформаторной подстанции
- •5.1 Расчетные формулы
- •5.2 Задачи для самостоятельного решения
- •5.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •6 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
- •6.1Расчетные формулы
- •6.2 Задачи для самостоятельного решения
- •6.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •7 Расчет токов короткого замыкания
- •7.1 Расчетные формулы
- •7.2 Задачи для самостоятельного решения
- •7.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •8 Проверка элементов сети предприятия
- •8.1 Расчетные формулы
- •8.2 Задачи для самостоятельного решения
- •8.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •9 Выбор и проверка силовых выключателей
- •9.1 Расчетные формулы
- •9.2 Задачи для самостоятельного решения
- •9.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •10 Расчет и выбор элементов реле защиты цехового трансформатора
- •10.1 Расчетные формулы
- •10.2 Задачи для самостоятельного решения
- •10.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •11 Расчет заземляющего устройства электроустановок
- •11.1 Расчетные формулы
- •11.2 Задачи для самостоятельного решения
- •11.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •12 Расчет молниезащиты электроустановок
- •12.1 Расчетные формулы
- •12.2 Задачи для самостоятельного решения
- •12.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •Библиографический список
6 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
Цель занятия. Изучение методики расчета и выбора аппаратов защиты и линий электропередачи.
6.1Расчетные формулы
Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.
Токи (в амперах) в линии сразу после трансформатора определяются по формуле
, (6.1)
где - номинальная мощность трансформатора, кВ-А;
- номинальное напряжение трансформатора, кВ.
Принимается = 0,4 кВ.
Токи (в амперах) в линии к РУ (РП или шинопровод) определяются по формуле
, (6.2)
где - максимальная расчетная мощность РУ, кВА;
- номинальное напряжение РУ, кВ.
Принимается = 0,38 кВ.
Токи (в амперах) в линии к электродвигателю переменного тока определяются по формуле
, (6.3)
где - мощность ЭД переменного тока, кВт;
- номинальное напряжение ЭД, кВ;
- КПД ЭД отн. ед.
Примечание. Если ЭД повторно-кратковременного режима, то
=. (6.4)
Токи (в амперах) в линии к сварочному трансформатору определяются по формуле
, (6.5)
где - полная мощность сварочного 3-фазного трансформатора, кВА;
ПВ - продолжительность включения, отн. ед.
В сетях напряжения менее 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители и тепловые реле.
Автоматы выбираются согласно условиям:
, — для линии без ЭД;
, — для линии с одним ЭД;
—для групповой линии с несколькими ЭД,
где — номинальный ток автомата, А;
—номинальный ток расцепителя, А;
—длительный ток в линии, А;
—максимальный ток в линии, А;
—номинальное напряжение автомата, В;
- напряжение сети, В;
(6.6)
—для линии без ЭД;
—для линии с одним ЭД;
—для групповой линии с несколькими ЭД,
где - кратность отсечки;
- ток отсечки, А;
- пусковой ток, А,
, (6.7)
где - кратность пускового тока.
–номинальный ток, А;
–пиковый ток, А.
Принимается = 6,5...7,5 – для АД; = 2...3 – для СДиМПТ;
, (6.8)
где – пусковой ток наибольшего по мощности ЭД, А;
–номинальный ток наибольшего в группе ЭД, А;
–максимальный ток на группу, А.
Зная тип, и число полюсов автомата, выписываются все каталожные данные.
Предохранители выбираются согласно условиям:
— для линии без ЭД;
—для линии с ЭД и тяжелым пуском;
—для линии с ЭД и легким пуском;
—для линии к РУ (РП или шинопровод);
–для линии к сварочному трансформатору,
где – ток плавкой вставки, А;
, (6.9)
где – номинальный ток предохранителя, А.
Тепловые реле выбираются согласно условию
, (6.10)
где – ток теплового реле, номинальный, А.
Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ.
Проводники для линий ЭСН выбираются с учетом соответствия аппарату защиты согласно условиям:
–для линии, защищенной автоматом с комбинированным расцепителем;
–для линии, защищенной только от КЗ предохранителем;
–для линии с тепловым реле,
где –допустимый ток проводника, А,
–коэффициент защиты.
Принимают =1,25–для взрыво- и пожароопасных помещений;=1–для нормальных (неопасных) помещений;=0,33–для предохранителей без тепловых реле в линии.
По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.
Пример 1.Линия с автоматом типа ВА и РУ типа ШМА
Электроприемник № 1 (ШМА1, РПЗ-5), КПД-0,9.
Необходимо составить расчетную схему ЭСН; рассчитать и выбрать A3; рассчитать и выбрать линии ЭСН (кл).
Решение.
Составляем расчетную схему ЭСН до электроприемника № 1, подключенного к ШМА1 (рисунок 6.1). Этот электроприемник – компрессорная установка,=28 кВт; =0,8; = 0,9; 3-фазный ДР.
На схему наносим известные данные.
Примечание. При составлении расчетной схемы длину шин НН трансформатора не принимать во внимание, а длину ШМА учитывать (от точки подключения питания к ШМА до точки подключения электроприемника).
Рисунок 6.1 Схема ЭСН электроприемника №1
Рассчитываем и выбираем A3 типа ВА (наиболее современные).
Линия T1 – ШНН, SF1, линия без ЭД:
А;
;
А.
По [5, с. 42] выбирается ВА 55-39-3:
= 380В;
= 630 А;
= 630 А;
=;
=;
=25 кА.
Линия ШНН – ШМА1, SF, линия с группой ЭД:
=326,8 А (из практического занятия №7);
;
А.
По [5, с. 42] выбирается ВА 55-39-3:
=380 В;
=400 А;
= 400 А;
=;
=;
=25 кА.
.
Принимаем = 5.
А.
Так как на ШМА1 количество ЭД более 5, а наибольшим по мощности является станок карусельный, то
А;
А;
А;
А.
Линия ШМА1 – компрессорная установка, SF, линия с одним ЭД:
А;
;
А.
По [5, с. 42] выбираем В А 52-31-3:
= 380 В;
=100 А;
= 80 А;
=;
=;
=25 кА.
А.
.
Принимаем =7.
Выбираем линии ЭСН с учетом соответствия аппаратам защиты согласно условию
.
По [5, с. 65, 83] для прокладки в воздухе в помещениях с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбираем кабель марки АВВГ, = 1.
Линия с SF:
А.
Выбираем АВВГ-3(395),= 3170 А.
Линия с SF:
А.
Выбираем АВВГ-350, = 110 А.
По [5, с. 101] выбираем ШРА4-630-32-УЗ:
=660 В;
=630 А;
=35 кА;
=0,1 Ом/км;
=0,13 Ом/км;
=0,1 Ом/км;
= 8,510-2 В/м.
Сечение шинопровода аb = 805 мм.
Примечание. Вместо ШМА по току нагрузки устанавливается ШРА.
Полученные данные (основные) наносим на расчетную схему.
Пример 2. Линия с автоматом типа ВА и РУ типа ШМА4.
По [5, с. 100] РУ типа ШМА4-1250-44-УЗ:
=1250А;
=660 В;
= 90...70 кА;
= 0,0893 В/м;
= 0,0338 Ом/км;
= 8140 мм;
= 0,0163 Ом/км;
= 0,0419 Ом/км;
= 0,0862 Ом/км.
Необходимо составить схему линии ЭСН; выбрать А3 типа ВА; выбрать проводник типа АПВГ.
Решение.
Составляем схему линии ЭСН, обозначаем элементы, указываем основные данные (рисунок 6.2).
Рисунок 6.2. Схема линии ЭСН
Определяем длительный ток в линии без ЭД
А (по заданию).
Определяем данные и выбираем A3 типа ВА
А.
.
По [5, с. 42] выбираем ВА 53-43-3:
= 380 В;
= 1600 А;
=1280 А;
=;
= ;
= 31 кА.
регулируется ступенями: ;
А.
Определяем данные, и выбираем проводник типа АПВГ в соответствии с A3:
А.
При прокладке в помещениях с нормальными условиями в воздухе = 1.
По [5, с. 83] выбираем АПВГ-6(3185), = 6270 А.