
6. Выбор высоковольтного оборудования
Для выбора высоковольтной аппаратуры необходимо знать ток нагрузки фидера подстанции, отходящей линии, ток линии, подающей электроэнергию на подстанции, РП, КТП и т.д. Эти данные можно принять по расчетным значениям разделов 3, 4 и 5. Необходимые данные для проверки аппаратуры по действию токов короткого замыкания принимаются по таблице 4.
6.1.1. Выбор
высоковольтных шкафов на подстанции
производится по номинальным параметрам:
Uном
U
расч. Iном.
Iрасч.;
По ударному и действующему значению тока к.з.
iуд. iуд.расч;
Iд. Iд.расч;
Iтерм.(10.)
Iк
;
По мощности отключения Sоткл Sк.расч.
По таблице 6.25 6.27 или справочникам предварительно выбираем шкаф типа . . . .
Сравниваем расчетные и каталожные данные и заносим их в таблицу 6.
Таблица 6.1
Расчетные величины |
Каталожные величины |
Iрасч А |
Iном А |
Uрасч кВ |
Uном кВ |
iуд.расч кА |
iуд кА |
Iд.расч кА |
Iд. кА |
Iтерм.(5.) кА |
Iтерм.(5.) кА |
Iтерм.(10.) кА |
Iтерм.(10.) кА |
Sк.расч
мВ |
Sк.ном мВ |
Указать полную характеристику высоковольтного распределительного устройства.
6.2. Расчет тока срабатывания (тока уставки) реле максимального тока для защиты от междуфазных замыканий производится по пусковому току наиболее мощного электродвигателя с учетом коэффициента надежности срабатывания реле максимального тока и коэффициента схемы соединения трансформаторов тока и реле.
Iср.
= Кп • Ксх.Iном.пуск.
/
где Iср - ток срабатывания (ток уставки) реле максимального тока,А;
Кn - коэффициент надежности, дает возможность отстроить ток срабатывания реле от броска намагничивающего тока в момент включения электродвигателя;
(Кn=1,8);
Ксх , - коэффициент схемы включения реле, показывающий, во сколько раз ток в реле превышает вторичный ток трансформатора тока при симметричном трехфазном режиме;
При выполнении защиты на двух реле максимального тока и двух трансформаторах тока Ксх. = 1,0;
Iном.пуск.- номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, А;
п т - коэффициент трансформации трансформаторов тока.
7. Расчет защитного заземления
В горнорудной промышленности применяется система с изолированной нейтралью. Для обеспечения безопасности людей корпуса электрооборудования, металлические части электроустановки, не находящихся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, должны быть подключены, к заземляющим устройствам.
Сопротивление защитного заземления определяется исходя из величины предельно допустимых уровней напряжения прикосновения и тока, указанных в таблице 7.1.
Так как на горнорудных предприятиях заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В и свыше 1000 В, сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять следующим условиям:
Rз
;
Rз
4Ом,
где Rз- сопротивление заземляющего устройства, Ом;
Iз - наибольший возможный ток замыкания на землю, А.
Общее сопротивление заземляющего устройства в любой точке сети не должно превышать 4 Ом. Поэтому, если в расчетах получается больше 4 Ом, для дальнейших расчетов принимается величина Rз=4 Ом.
Заземляющее устройство состоит из центрального и местных заземляющих устройств. Центральное заземляющее устройство выполняется в виде контура на подстанции. Местные устройства заземления выполняются в виде отдельных заземлителей, сооружаемых у РП, КТП, приключательных пунктов карьера. Сопротивление местного заземляющего устройства соединяются вместе проводниками, создавая единую заземляющую сеть, заземляющую магистраль.
На карьерах в качестве магистральных заземляющих проводников, прокладываемых на опорах, применяются стальные однопроволочные провода диаметром не менее 6 мм, стальные многопроволочные провода сечением не менее 35 мм2; сталеалюминиевые и алюминиевые провода сечением не менее 35 мм2.
7.1 Расчет заземляющего контура подстанции участка карьера
7.1.1. Определить ток однофазного замыкания на землю в сетях 6-10 кВ для комбинированных (кабельных и воздушных) сетей
Iз
(7.1)
где Iз - ток однофазного замыкания на землю, А;
U- линейное напряжение сети, кВ;
Lк, Lв- общая длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий 6-10 кВ, км, отходящих от подстанции.
7.1.2. Сопротивление заземляющего устройства
Rз
4 (7.2)
где Rз- сопротивление заземляющего устройства, Ом;
Iз - ток однофазного замыкания на землю, А.
Если сопротивление заземляющего устройства в расчете получится более 4 Ом, для дальнейших расчетов принимаем Rз =4 Ом.
7.1.3. Расчетное значение сопротивления центрального заземляющего контура:
Rз.к. = Rз - Rпр - Rг.к., (7.3)
где Rз.к. - сопротивление контура заземления, Ом;
Rз - сопротивление заземляющего устройства, Ом;
Rпр. - сопротивление магистрального заземляющего провода, Ом, определяется из выражения:
Rпр. = Ro • L, (7.4)
где Ro - удельное активное сопротивление проводов, Ом/км, определяемое из табл. 7.8;
L - длина заземляющих проводников от центрального заземляющего устройства до передвижной установки в карьере, км, (длина воздушной линии от подстанции до приключательного пункта). Длина заземляющих проводников не должна превышать 2 км.
Rг.к. - сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля экскаватора, бурового станка, Ом, определяемого из выражения:
Rг к
=
(7.5)
где Lг.к. - длина гибкого кабеля, м;
- удельная проводимость жилы кабеля, м/(Ом • );
S - сечение заземляющей жилы кабеля экскаватора, бурового станка, , выбранного в разделе 5.
7.1.4. Расчетные значения удельного сопротивления грунта для горизонтальных электродов:
расч.г.
= Кг •
(7.6)
для вертикальных электродов:
расч.в. = Кв • (7.7)
где расч.г., расч.в.- расчетные значения удельного сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных электродов, Ом • м;
Кг,Кв- повышающие коэффициенты, учитывающие изменения сопротивления грунта вследствие его высыхания и промерзания. Значения коэффициентов принимаются по таблице 7.2 с учетом климатической зоны;
- средние удельные сопротивления грунтов, Ом • м, принимаемые по таблице 7.3.
7.1.4. Сопротивление растеканию одного вертикального электрода определяется по формуле:
Rв
),
(7.8)
где Rв- сопротивление растеканию вертикального электрода, Ом;
Ррасч.в .-расчетное значение удельного сопротивления грунта, Ом • м;
l- длина электрода, м;
d- диаметр электрода (труба, штырь), м; при применении вертикальных электродов из угловой стали с шириной стороны уголка b, м, в формулу вместо диаметра трубы подставляется эквивалентный диаметр уголка, вычисленный по выражению:
dэ = 0,95•b;
t- расстояние от поверхности земли до середины вертикального электрода, м:
t =
+
to,
где to - глубина заложения верхнего конца электрода, м,( tо = 0,5 . . . 0,8 м)
Формулы для расчетов при использовании других типов заземлителей, а также схемы расположения заземлителей приведены в таблице 7.4
7.1.5. По периметру подстанции, РП, КТП и' расстоянию между вертикальными электродами (2, 5 . . . 10 м) определить примерное число вертикальных эаземлителей:
пв = . ..шт.
7.1.6. Сопротивление растеканию горизонтальных электродов (полосы), приваренной к верхним концам вертикальных электродов
Rг
(7.10)
где Rг - сопротивление растеканию соединительной полосы, Ом;
- коэффициент использования
соединительной полосы в контуре при
примерном числе вертикальных электродов
(п. 7.1.5) выбирается по таблицам 7.6; 7.7,
расч.г. _ расчетное удельное сопротивление грунта, Ом • м;
lг - длина соединительной полосы, м, равная длине (периметру) контура. Если по территории открытой части подстанции прокладываются дополнительные горизонтальные электроды на расстоянии 0, 8 . . . 1,0 м от оборудования и поперечные связи на расстоянии 6 м друг от друга, то длина этих полос также учитывается;
b - ширина полосы, м, (принимается полоса 40x4 мм2);
to _ глубина расположения соединительной полосы, м,(to = 0 , 5 . . . 0, 8 м).
7.2.5. Общее сопротивление заземляющего контура расчетное
Rз.к.расч
;
(7.11)
где Rз.к.расч. - расчетное значение сопротивления заземляющего контура, Ом;
Rв, Rг - сопротивления растеканию вертикального и горизонтального электродов, Ом;
- коэффициенты использования заземлителей
для примерного числа электродов, шт.,
принимаемые по таб. 7.5, 7.6.;
- количество вертикальных электродов,
принимаемое ранее.
7.2.6. Общее сопротивление заземляющего устройства до самой удаленной точки:
Rз = Rз.к.+Rпр. + Rг.к., (7.12)
7.2.7. Число вертикальных электродов центрального заземляющего устройства:
= Rв/ Rз.к.расч.,
(7.13)
где . - количество электродов в контуре, шт.,
Rв - сопротивление растеканию вертикального электрода, Ом;
Rз.к.расч. - расчетное значение сопротивления заземляющего контура, Ом.