3.6. Расчет и выбор предохранителей пк-10.

Предохранители ПК-10 с высокой стороны ТП 10/0,4 кВ преднозначенны для защиты силового трансформатора и оборудования на 10 кВ от токов короткого замыкания.

При выборе ПК-10 необходимо учитывать номинальный ток трансформатора запас прочности от бросков намагничивающегося тока с ваысокой стороны, а так же условия термической устойчивости трансформатора.

Определяем номинальный ток трансформатора с высокой стороны:

I_н.тр. = S_н.тр./√3 ٠ U_н (3.29)

Где U_н =10 к В, S_н.тр=250к ВА

I_н.тр. = 250/√3 ٠ 10=14,4 А

Выбираем предохранитель

I_н.вст. = (2…3)٠ I_н.тр (3.30)

I_н.вст. = (2…3)٠ 14,4= (28,8…43,2А)

Принимаем предохранитель ПК 10

со стандартной плавкой вставкой I_{н вс}=30А [ каганов ]

Определяем расчетный ток на стороне 10кВ:

Данные значения принимаем из предыдущего расчета для точки К2

I_кз⁽³⁾= 1кА=1000А

По амперсекундной характеристике для выбранной плавкой вставки и по значению I_кз⁽³⁾ выбираем время перегорания вставки:

t_н=0,01с

Проверяем условия термической устойчивости трансформатора:

t_доп = 900/К² (3.31)

где К-это коэффициент, показывающий отношение трехфазного тока К.З. к номинальному току

К= I_кз⁽³⁾/ I_{н тр} (3.32)

К=1000/14,4=69,4

t_доп =900/69,4²=0,18

t_доп > t_вст 0,18 > 0,01

Условие выполняется, следовательно предохранитель выбран верно и термическая устойчивость трансформатора обеспечена.

3.7. Расчет контура заземления тп 10/0,4 кВ.

Контур заземления выполняем по периметру расположения подстанции, при этом принимаем диаметр вертикального заземлителя не менее 16мм, учитываем глубину промерзания грунта, теоретическую длину стержня принимаем 5м, полоса связи размерами 40х4мм либо уголок 40х40мм, глубина заложения контура 0,8 метров, удельное измеренное сопротивление грунта ρ_изм=105 Ом/м

Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей:

ρ_расч = к_с ٠ к₁ ٠ ρ_изм (3.33)

где: к_с – коэффициент учитывающий сезонность, климатической зоны по температуре. Принимаем для Тюменской области к_с = 1,35 [каганов]

к₁ – коэффициент учитывающий состояние грунта при измерении сопротивлении грунта к₁=1. [каганов]

ρ_рас = 1,35 ٠ 1 ٠ 105= 141,7 Ом/м

Определяем сопротивление вертикального заземления.

R_в = 0,366٠ρ_раст٠(lq 2L/d +0,5lq 4h_ср+L/4h_ср–L )/L (3.34)

где: L – длина вертикального заземлителя=5м.

d – диаметр вертикального заземлителя 0,016м;

h_ср – средняя глубина заложения вертикального заземлителя=3,3

h_ср = L/2 + 0,8 = 5/2 + 0,8 = 3,3 (м) (3.35)

R_в =0,366٠141,7٠(1q 2٠5/0,016+0,5 1q 4٠3,3+5/4٠3,3-5)/5=30,8Ом

Согласно ПУЭ сопротивление повторного заземления R_п.з не должно превышать 30 Ом.

При ρ > 100 Ом, допускается принимать

R_п.з.=30٠ρ/100=30٠141,7/100=42,5 Ом, (3.36)

Условно принимаем количество повторных заземлений – 6, определяем общее сопротивление всех повторных заземлителей:

r_п.з.= R_ПЗ/ n= R_в /n (3.37)

r_п.з.= 30,8/6=5,1 Ом

Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений:

r_иск = r_з٠ r_п.з./( r_п.з. - r_з) (3.38)

Где r_з – сопротивление контура заземления 4 Ом

r_иск = 4٠5,1/(5,1-4)=18,5 Ом

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования до и свыше 1000 В не должно быть более 10 Ом, и 125/I_з. если последнее меньше 10 Ом

r_иск= 125/8=15,6 Ом

Принимаем для расчетов наименьшее из этих значений r_иск =10 Ом

Определяем теоретическое число стержней

n_т = R_в/ r_иск (3.39)

n_т = 30,8/10 = 3,08

Принимаем ближайшее большее четное количество – 4 стержня.

Располагаем их в грунте на расстоянии 5м друг от друга,общая длина полосы связи составит 20м.

Определяем расчетное сопротивление грунта для полосы связи:

ρ_{расч г}=К_с٠К₁٠ρ_изм ( 3.40)

Где К_с= коэффициент сезонности-4,4, [ каганов ]

ρ_{расч г}=4,4٠1٠105=462 Ом٠м

Определяем сопротивление полосы связи:

R_г=0,366٠ ρ_{расч г}٠lg[2٠l²_г/dh]/l (3.41)

Где d- ширина полосы связи 0,04м

h- глубина заложения связи 0,8м

R_г=0,366٠462٠ lg[2٠20²/0,04٠0.8]/20=37,2 Ом

По графику экранирования для значения количества стержней и соотношения длины стержня и расстояния между ними а/1=5/5=1

Принимаем коэффициенты экранирования для вертикального заземлителя и полосы связи

_в= 0,62 [ каганов ]

_г= 0,53 [ каганов ]

Определяем действительное число стержней:

n_д=R_в_г[1/(r_иск_г)-1/R_г]/_в (3.42)

Где r_иск=10 Ом [ каганов ]

n_д=30,8٠0,53[0,19-0,03]/0.62= 4,2 Ом

Принимаем к монтажу ближайшее большее четное число стержней

n_д= n_т=6

r_иск =R_вR_г/(R_г٠n٠_B+R_в٠_г) (3.42)

r_иск =30,8٠37,2/(37,2٠6٠0,62+30,8٠0,53)=7,4 Ом

7,4<10 Ом, условие выполняется.

Определяем сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода.

r_расч = r_иск٠ r_п.з./( r_иск+ r_п.з.) (3.43)

r_расч =7,4٠5,1/(7,4+5,1)=3,02 Ом

3,02 ≤ 4 Ом

Условие выполняется, следовательно расчет соответствует требованиям ПУЭ, для контура заземления требуется 6 вертикальных заземлителей.