Расчет токов короткого замыкания

Для выбора пусковых и защитных аппаратов, а также для согласования защит по селективности и проверке эффективности зануления необходимо рассчитать трехфазный ток короткого замыкания на щитах ТП и однофазный ток короткого замыкания на конце линии 0,38 кВ.

гдеS_ном — номинальная мощность трансформатора кВА.

U_k % - напряжения испытания трансформатора при коротком замыкании.

Z_тр. — сопротивление трансформатора.

Z_n — сопротивление петли фазового и нулевого провода.

L_л — длина линии, км. К_уд.- ударный коэффициент К_уд. = 1.

Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты

Аппаратура защиты трансформатора 10/0,4 кВ Трансформатор со стороны 10 кВ защищается плавкими предохранителями типа ПК-10.Плавкую вставку выбирают по условию:

I_п.в.< 1,25 Iрасч.=1,25•14,5= 40 А (А) Где I_расч. — расчетный ток линии (А).

I_т.расч. — расчетный ток трансформатора со стороны 10 кВ Расчетный ток трансформатора определяется с учетом коэффициента загрузки. Плавкую вставку проверяют отстойную от бросков намагничивающегося тока трансформатора:

I_п.в.< 1,25I_{н.= 1,25•14,5=} 40 А Где I_н — номинальный ток трансформатора Рекомендуемые номинальные токи плавких вставок при номинальных мощностях трансформатора.

Таблица 7.

Аппаратура защиты линий 0,38 кВ.

Защита отходящих линий 0,38 кВ осуществляется автоматическими выключателями серии АЕ2000, А3700, и А3100. Эти выключатели имеют тепловые и электромагнитные расцепители в трех базах, а также независимый расцепитель с катушкой напряжения. Автоматы выбирают из следующих условий. Соответствия номинального напряжения автомата напряжению сети.

Линия 1.

Iрасч.1 = Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 36,8/(1,73×0,4) = 53,2 (А) Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51Г-33.

Iном.расц>Iрасч.

63>53,2 А.

Iэл.р.> (3−12) Iном. расц =12*63= 756 А.

Ik>Iэл.р

766 > 756 (А) Линия 2.

Iрасч.2= Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 55,6/(1,73×0,4) = 80,4 (А) Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51Г-33.

Iном.расц>Iрасч.

80>80,4 А.

Iэл.р.> (3−12) Iном. расц =80•7= 720 А.

Ik>Iэл.р

742 > 720 (А) Линия 3.

Iрасч.3= Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 67,1/(1,73×0,4) = 97 (А) Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51−35.

Iном.расц>Iрасч.

100>97 А.

Iэл.р.> (3−12) Iном. расц =100•5= 500 А.

Ik>Iэл.р

690 > 500 (А) Линия 4.

Iрасч.4= Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 57,4/(1,73×0,4) = 83 (А) Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51Г-33.

Iном.расц>Iрасч.

100>83 А.

Iэл.р.> (3−12) Iном. расц =100•7 = 700 А.

Ik>Iэл.р

• 742 >700 (А)
• 2.7 Выбор защиты от коротких замыканий, перенапряжений и от повреждений электрическим током

Определение расчетных условий сопротивлений заземляющих устройств осуществляется по номинальному напряжению электроустановки или электросети. При напряжении 110 кВ и выше сопротивление нейтрали должно быть не более 0,5 Ом. На подстанциях напряжением 35/10 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять следующему условию 10 (Ом)? R₃? 250/I₃. В установках до 1000 В и на подстанциях 10/0,4 кВ необходимо соблюдать условия: R₃? 250/I₃ или R₃? (4*Р_с)/100 (Ом). Из полученных значений выбираем более жесткое R₃? 125/20 = 6,25 Ом.

Для определения сопротивления заземляющего устройства необходимо знать удельное сопротивление грунта. Его измеряют на месте установки заземления. Измеренное сопротивление грунта почти пахотная земля или чернозем с = 150−200 Ом. Удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности с_с = с_изм х к_с,.

где с_изм — измеренное сопротивление грунта;

к_с — коэффициент сезонности — 1,25.

с_с = 150 * 1,25 = 175 Ом * м От подстанции отходят четыре линии, на каждой из которых установлены повторные заземления. На коротких линиях сопротивления повторных заземлений должно быть не более 10 Ом. Его принимают К_{з. а.}= 7,5 Ом. Для расчета принимаем сопротивление грунта 150 Ом/м, коэффициент К_с = 1,7, длину вертикального стержня L_с = 5 м, диаметр стержня d_с = 16 мм, глубину заложения стержней 0,8 м. Горизонтальный заземлитель выполнен из полосы 40Ч4 в виде прямоугольника длиной 20 м, глубина заложения 0,9 м. Максимальный ток замыкания на землю 20 А.

Определяем из трех условий сопротивление заземления, которому должно соответствовать сопротивление контура заземления. Из трех условий выбираем самое жесткое.

1. R3? 125/I3 Ом.

R₃? 125/20 = 6,25 Ом.

• 2. R₃? 10 Ом
• 3. R₃? (4Ч с_с)/100 Ом

Определяем сопротивление вертикального электрода погруженного в глубь земли.

C.

Rc=0,366*175/5(lg2*5/0,0016+0,5lg (4*3,3+5)/(4*3,3−5)=55,2 (Ом) Где h_c-расстояние от поверхности земли до середины электрода h_c = 0,1 + L_c/2 = 3,3 м.

L_c — длина стержня, м.

d_с — диаметр стержня, мм Определяем сопротивление горизонтального электрода.

Rп = 0,366 * 175 /20 * lg 2 * 20² / 3,4 * 0,04 = 11,5 (Ом).

L_n — общая длина полосы, м.

b_n — ширина полосы, мм.

h_n — углубление полосы в землю, м.

h_n = 0,9 + L_n/2 = 3,4 м Его горизонтальный электрод круглого сечения принимают b_n = 2d.

Расчетное количество стержней вертикального заземления где з_к.с. = коэффициент использования стержней 0,7.

Расчетное сопротивление искусственного заземлителя.

Rрасч = 55,2 * 11,5 / (11,5 * 13 * 0,07 + 55,2 * 0,5) = 6,2 (Ом) з_ип — коэффициент использования горизонтального заземлителя = 0,5.

Действительное число стержней.

Nд = 55,2 * 0,5 / 0,7 (1 / 6,2 * 0,5 — 1 / 11,5) = 7 шт Общее сопротивление подстанции.

Rз.устТП = 55,2 * 11,5 / 55,2 + 11,2 = 9,2(Ом) Сопротивление устройства заземления с учетом повторных заземлителей.