Расчет и выбор высоковольтного предохранителя.
Рассматриваем предохранитель марки ПК-10.Предохраниетели устанавливают в РУ-10кВ,ТП-10/0,4 кВ – для защиты силового трансформатора и оборудования с высокой стороны от токов короткого замыкания. При выборе предохранителя учитываем : номинальное напряжение, номинальный ток трансформатора с высокой стороны, запас от бросков намагничивающих токов, проверяем на время перегорания (термическая устойчивость трансформатора).
Расчет ведем для ТП-10/0,4 кВ, Sном=250кВА
Определяем номинальный ток трансформатора с высокой стороны.
(3,35)
Определяем
расчетный ток вставки.
Iвст = (2…3)•Iн.тр = (3,36)
Iвст = (2…3)•Iн.тр =29…43,5
Выбираем предохранитель с плавкой вставкой ПК-10/40 А
Iн.вст = 40А [3] (3,37)
Определяем расчетное значение трехфазного тока короткого замыкания на стороне 10кВ, данное значение принимаем из раздела 3.5 для точки К2.
Ip кз = 1,1кА = 1100А (3,38)
По амперсекундной характеристике для выбранной плавкой вставки и значение тока короткого замыкания, принимаем время перегорания плавкой вставки (смотри стр.210,рис.18.4)
t≈ 0.015 сек [3] (3,39)
Определяем допустимое время протекания тока короткого замыкания по обмоткам трансформатора.
(3,40)
Где : К-коэффициент учитывающий отношение тока короткого замыкания к номинальному току трансформатора.
(3,41)
Проверяем условие термической устойчивости трансформатора
tдоп>tв (3,42)
tдоп=0,15>tв=0,015
следовательно предохранитель выбран верно, термическая устойчивость трансформатора обеспечена.
Расчет заземляющего устройства.
Расчет будем вести на примере ТП-10/0,4 кВ, принимаем удельное сопротивление грунта ρизм=107ОМ*м.
Вертикальный заземлитель диаметром не менее ¤16мм=0,016м, условная расчетная длинна l=5м, горизонтальная полоса связи 40*4 мм,
средняя
глубина заложения hср=l/2+0,8=5/2+0,8=3,3мм,где
глубина заложения горизонтального
контура-0,8м.
Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей
Ρрасч.в = ρизм•Кс•К1 (3,43)
Ρрасч.в = 107•1,35•1= 144 Ом*м
Где : Кс-коэффициент сезонности для вертикального заземлителя (таб.27.2,стр.316) = 1,35 [3]
К1-поправочный коэффициент учитывающий состояние грунта при измерении = 1ю [3]
Определяем заземление вертикального заземлителя.
(3,44)
Где: d=0,016; l=5м; hср=3,3м; lg=2,97
Сопротивление повторного заземления.
Rп.з.= 30ρ/100 (3,45)
Rп.з.=30•107/100= 32,1
Для повторного заземления принимаем один стержень длинной 5м и диаметром 16мм.
Общее сопротивление все шести повторных заземлений.
rп.з. = Rп.з./n=Rв/n= (3,46)
rп.з. = Rп.з./n=Rв/n=31,2/6=5,2Ом
Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора.
rиск=rз•rп.з/( rп.з- rз) (3,47)
rиск=4•5,2/(
5,2- 4)
=20,8/1,2=17,3
Где: r-нормируемое сопротивление контура заземления ТП, согласно ПУЭ не более 4 Ом. [3]
В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом и 12,5/Iз, если последнее меньше 10 Ом.[3]
Rиск=125/8=15,6 [3]
Принимаем для расчета наименьшее из этих значений r иск=10 Ом.
Определяем теоретическое число стержней
nт=Rв/rиск= (3,48)
nт=31,2/10=3,1
Принимаем четыре стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5м один от другого.
Длинна полосы связи.
Lг=a•n=5•4=20м (3,49)
Определяем сопротивление полосы связи.
[Rг=0,366•ρрасчг•lg[2l /(d•h)]/l= (3.50)
Rг=0,366•471•4,4/20=38
Где : lг=20м;d=0.04;ρрасч г=ρизм*Кс*К1;h=0.8м; где : Кс=4,4;К1=1 [3]
Определяем расчетное сопротивление грунта для горизонтального заземлителя.
Ρрасч г = ρизм•Кс•К1 (3,51)
Определяем коэффициент экранирования для вертикального и горизонтального заземлителей, при этом учитываем количество стержней n=4, и соотношение длинны стержня к расстоянию между стержнями a/l=5/5=1. согласно графика рис.75,стр.311 [Коганов] принимаем:
hв≈0,62
hг≈0,53
Определяем действительное число стержней.
nд= Rв•nr•[1/(rиск•nr)-1/Rr]/nв (3,52) nд= 31,2•0,53•[1/(10•0,53)-1/38]/0,62=16,5•[0.19-0.02]/0.62=16.5•0.17/0.62=4.5
принимаем для монтажа ближайшее четное число стержней nт=nд=6 шт.
Определяем действительное сопротивление искусственного заземления.
r иск= Rв•Rr/(Rr•n•nв+Rв•nr) (3.53)
r иск= 31.2•38/(38•6•0.62+31.2•0.53)=7.5Ом
r иск= 7,5<10 Ом
Определяем сопротивление заземляющего устройства (в целом контура до 1000 В) с учетом повторных заземлений нулевого провода.
r расч= r иск•r п.з/( r иск+ r п.з) (3,54)
r расч=7,5•5,2/(7,5+5,2)=3,07Ом
Согласно ПУЭ данное сопротивление не должно превышать 4 Ом на нашем случае r расч=3,07 Ом<rз=4 Ом, условие выполняется, следовательно расчет выполнен верно.
