11. Расчет аппаратуры защиты и построение карты селективности

11.1 Расчетов токов трехфазного короткого замыкания

Защитные аппараты (автоматические выключатели) устанавливаются в нескольких точках цеховой сети. Основное требование, предъявляемое к защите – это селективность. Проверку селективности проводим для электроприёмника - для автоматической линии.

Карту селективной защиты строим для наиболее удаленного электроприемника – насоса.

Рисунок 11.1 - Расчетная схема и схема замещения

Определяем сопротивления элементов схемы замещения.

1. Определяем индуктивное сопротивление системы, приведенное к стороне 0,4 кВ:

, (49)

- среднее значение высокого напряжения;

- заданный ток короткого замыкания на шинах 10 кВ;

- напряжение на низкой стороне;

- напряжение на высокой стороне;

2. Определяем активное сопротивление высоковольтной кабельной линии:

, (50)

где - удельное активное сопротивление высоковольтного кабеля ААШв 3х240 мм²;

- заданная длина высоковольтной кабельной линии.

Определяем индуктивное сопротивление высоковольтной кабельной линии:

,

где - удельное реактивное сопротивление высоковольтного кабеля ААШв 3х240мм².

3. Определяем активное сопротивление трансформатора:

, (51)

где – потери короткого замыкания в трансформаторе;

- номинальная мощность трансформатора;

- номинальное напряжение низкой стороны трансформатора.

Определяем полное сопротивление трансформатора:

, (52)

- напряжение короткого замыкания;

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:

. (53)

4. Определяем активное и реактивное сопротивление магистрального шинопровода:

,

,

где - удельное активное сопротивление магистрального шинопровода ШМА4;

- удельное реактивное сопротивление магистрального шинопровода ШМА4;

- длина магистрального шинопровода.

5. Определяем активное и реактивное сопротивление распределительного шинопровода:

,

,

где - удельное активное сопротивление распределительного шинопровода ШРА4-400;

- удельное реактивное сопротивление распределительного шинопровода ШРА4-400;

- длина распределительного шинопровода.

6. Определяем активное и реактивное сопротивление питающего провода 0,4 кВ:

,

,

где - удельное активное сопротивление питающего электроприёмник провода АПВ (3x35);

- удельное реактивное сопротивление питающего электроприёмник кабеля АПВ (3x35);

- длина питающего электроприёмник провода.

Расчет начального действующего значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания без учета сопротивления электрической дуги производится по выражению:

, (54)

где - среднее номинальное линейное напряжение в сети;

, - суммарные активные и индуктивные сопротивления до точки КЗ без учета сопротивления дуги.

Сопротивление дуги в месте КЗ принимается активным и определяется по выражению:

, (55)

где - падение напряжения на дуге;

- напряжение в стволе дуги, В;

- длина дуги;

- наибольшее действующее значение периодической составляющей тока КЗ при металлическом КЗ (без учета сопротивления дуги).

Длина дуги определяется в зависимости от расстояния а между фазами проводников в месте КЗ.

при а<=3 мм; (56)

при 3<а<=30 мм;

при а>30 мм;

11.1.1 Ток короткого замыкания с учетом сопротивления электрической дуги определяется по выражению:

. (57)

а) Короткое замыкание в точке К1 (рисунок 11.1)

Определим суммарное активное сопротивление до точки К1:

Определим суммарное реактивное сопротивление до точки К1:

Определяем ток короткого замыкания для точки К1 без учета сопротивления дуги по формуле:

б) Короткое замыкание в точке К2 (рисунок 11.1)

Определим суммарное активное сопротивление до точки К2:

Определим суммарное реактивное сопротивление до точки К2:

Определяем ток короткого замыкания для точки К2 без учета сопротивления дуги по формуле:

в) Короткое замыкание в точке К3 (рисунок 11.1)

Определим суммарное активное сопротивление до точки К3:

Определим суммарное реактивное сопротивление до точки К3:

Определяем ток короткого замыкания для точки К3 без учета сопротивления дуги по формуле:

г) Короткое замыкание в точке К4 (рисунок 11.1)

Определим суммарное активное сопротивление до точки К4:

Определим суммарное реактивное сопротивление до точки К4:

Определяем ток короткого замыкания для точки К4 без учета сопротивления дуги по формуле:

11.1.2 Расчет токов трехфазного короткого замыкания с учетом сопротивления дуги

а) Расстояние между фазами проводников в месте короткого замыкания К1, (провод АПВ (4x35), питающий электроприемник).

Длина дуги в месте КЗ:

Определяем активное сопротивление дуги:

Определяем ток короткого замыкания в точке К1 с учетом сопротивления дуги:

б) Расстояние между фазами проводников в месте короткого замыкания К2, (ШРА).

Длина дуги в месте КЗ:

Определяем активное сопротивление дуги:

Определяем ток короткого замыкания в точке К2 с учетом сопротивления дуги:

в) Расстояние между фазами проводников в месте короткого замыкания К3, (ШМА).

Длина дуги в месте КЗ:

Определяем активное сопротивление дуги:

Определяем ток короткого замыкания в точке К3 с учетом сопротивления дуги:

г) Расстояние между фазами проводников в месте короткого замыкания К4, (шины КТП с мощностью трансформатора 1000 кВА).

Длина дуги в месте КЗ:

Определяем активное сопротивление дуги:

Определяем ток короткого замыкания в точке К4 с учетом сопротивления дуги: