9.4 Расчет токов кз на стороне 0,4 кВ цеховой ктп

При расчете токов КЗ в электроустановках до 1000 В в общем случае необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи, в том числе проводников, кабелей, шин, токовых катушек расцепителей автоматических выключателей, первичных обмоток трансформаторов тока и тд.

Расчет выполнен для КТП4 ( точка КЗ К4 на рисунке 9.1 и 9.2 ).

Мощность короткого замыкания в точке К3:

, (9.19)

МВА.

Базисные условия:

S_б =0,63 МВА

U_б =0,4 кВ.

, (9.20)

.

Относительное сопротивление системы, о.е.:

, (9.21)

.

Относительное активное сопротивление трансформатора, о.е.

, (9.21)

Относительное напряжение короткого замыкания трансформатора, о.е.

, (9.21)

.

Относительное индуктивное сопротивление трансформатора, о.е.

, (9.21)

.

Относительное сопротивление контактов, о.е.

, (9.22)

.

Для определения сопротивления шин необходимо произвести их выбор по допустимому току

, (9.23)

где I_доп – допустимый ток шин, кА;

I_рmax – расчетный максимальный ток шин, кА

, (9.24)

.

По расчетному максимальному току выбираем шины марки АТ сечением 80х8 мм с I_доп=1320 А. Удельное индуктивное и активное сопротивление шин r_о=0,0495 Ом/км, х_о=0,179 Ом/км.

Относительные сопротивления шин, о.е.

Сопротивления катушек автоматического выключателя ( АВМ15Н I_ном = 1500 А, ):

r_а = 0,13 мОм, x_а = 0,07 мОм по [8]. В относительных единицах:

Результирующее относительное сопротивление:

, (9.25)

,

Ток КЗ , кА:

, кА (9.26)

.

.

,

кА.

кА.

Выбор и проверка низковольтного оборудования представлены в таблице 9.6. Выбор произведен по указаниям [3].

Таблица 9.6 – Коммутационная аппаратура на низшей стороне КТП (0,4 кВ)

Расчетные данные	Каталожные данные
	Автомат вводной “Электрон” АВМ15Н	Автомат секционный “Электрон” АВМ15Н
U = 10 кВ	Uном = 0,4 кВ	Uном = 0,4 кВ
Imax = 1,374 А	Iном=1,5 кА	Iном=1,5 кА
Iп0 = 12,800 кА	Iоткл.ном = 35 кА	Iоткл.ном = 35 кА

9.5 Определение минимального сечение кабеля по термической стойкости

Минимальное сечение кабеля из условия термической стойкости, мм²:

, (9.27)

где С = 92 А·с^1/2/мм² - для алюминия [8].

мм².

Все кабельные линии проходят по термической стойкости.

10 Заземление гпп

С целью обеспечения безопасности людей по условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от грозовых и других перенапряжений в электроустановках должно быть сооружено заземлене.

Заземление – это совокупность проводников, соединяющих подлежащие заземлению элементы электроустановок (корпуса электродвигателей, арматуру светильников, оболочки шинопроводов и т. п. ) с заземляющими устройствами или с заземленной нейтралью — нулем трансформатора.

Заземляющими проводниками являются: нулевые (четвертые) жилы кабелей, нулевые провода электропроводок или голые проводники — прутки, ленты, полосы, прокладываемые специально для выполнения заземляющей сети.

Наряду с перечисленными проводниками для выполнения отдельных участков заземляющей сети могут быть использованы трубы электропроводок, оболочки шинопроводов, короба и лотки, алюминиевые оболочки кабе­лей (применение свинцовых оболочек кабелей в качестве заземляющих проводников не допускается), металлоконструкции зданий и сооружений и т. п.

Применение перечисленных элементов в качестве проводников сети защитного заземления допустимо лишь в тех случаях, когда эти элементы надежно обеспечивают непрерывность цепи (например, металлоконструкции здания, скрепленные сваркой) или если их удаление влечет за собой разрыв цепи фазных проводов, питаю­щих заземленные электроприемники (например, трубы электропроводок).

Сети напряжением 35 кВ относятся к электроустановкам с изолированной нейтралью, для которых по [2] нормируется сопротивление растеканию тока замыкания на землю, Ом

, но не более 10 Ом.

На стороне 10 кВ сопротивление заземляющего устройства ЗУ в любое время года должно соответствовать:

, но не более 10 Ом.

ЗУ выполняется в виде сетки, заложенной на глубине 0,7 м и выполненной из продольных и поперечных стальных полос сечением 40х4 мм.

Сетка дополняется вертикальными заземлителями диаметром d=12 мм, длиной l_в=3м, расположенными в узлах сетки по периметру.

Площадь территории ГПП, необходимая для защиты: S=40х30=1200 м². Расчетная схема ЗУ приведена на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 - Схема заземляющего контура

Расчетное удельное сопротивление грунта, Ом·м,

, (10.1)

где ρ – удельное сопротивление грунта (суглинок) по [14, таблица 1.13.3], 100 Ом·м;

к_с – коэффициент сезонности, учитывающий высыхание и промерзание грунта;

к_св=1,7– для вертикальных электродов и к_сг=4,0 – для горизонтальных полос.

Сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода, Ом:

, (10.2)

где t = 0,7 , м ( см. рисунок 10.2),

t = 0,7 ,

.

Рисунок 10.2 – Расположение в земле вертикального электрода

Сопротивление растеканию горизонтальных заземлителей 40х4мм (рисунок 10.3), без учета влияния вертикальных, Ом

, (10.3)

где L – протяженность горизонтальных заземлителей, м;

b – ширина полосы ( 0,040 м );

t – глубина заложения полосы ( 0,7 м );

L=40·8+30·6=500 м;

.

Рисунок 10.3 – Расположение в земле горизонтального заземлителя

Действительное сопротивление горизонтальных электродов, с учетом экранирующего действия вертикальных, Ом:

, (10.4)

где К_и.гэ =0,34 [14, таблица 1.13.5] – коэффициент использования горизонтальных электродов.

.

Количество требующихся вертикальных заземлителей, с учетом их взаимного экранирования, шт

, (10.5)

где К_и.вэ =0,55;

,

при расчете было принято 24 электрода.

Общее сопротивление заземляющего устройства с учетом взаимного влияния горизонтальных и вертикальных заземлителей, Ом:

, (10.6)

Ом.

Полученное сопротивление удовлетворяет требуемому.