
- •Московский энергетический институт (технический университет)
- •Задание на магистерскую диссертацию
- •Обоснование выбора темы диссертационной работы
- •2. Консультации по разделу
- •3. Консультации по разделу
- •4. План работы над магистерской диссертацией
- •5. Рекомендуемая литература
- •Краткие сведения о студенте:
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Электроснабжение ответственных потребителей. Анализ требований к времени отключения токов повреждения в сетях 0.4 кВ в соответствии с новой нормативной базой.
- •1.1. Электроснабжение ответственных потребителей.
- •1.2. Электроснабжение ответственных потребителей от источников бесперебойного питания статического типа.
- •1.3. Основные положения защиты от поражения электрическим током.
- •1.4. Выбор системы заземления нейтрали при питании ответственных потребителей.
- •1.4.1. Система заземления tn.
- •1.4.2. Система заземления it.
- •1.4.3. Система заземления tt.
- •1.5. Электрофизические реакции при протекании электрического тока через тело человека
- •1.6. Анализ требований к времени отключения токов повреждения в сетях 0.4 кВ в соответствии с новой нормативной базой.
- •Глава 2. Методики расчета токов кз и проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях с системой заземления tn.
- •2.1. Методика расчёта токов короткого замыкания и проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях tn при питании через понижающий трансформатор
- •2.1.1. Расчет токов однофазного короткого замыкания в сетях tn.
- •2.1.2. Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях tn при питании через понижающий трансформатор.
- •Продолжение таблицы 2.2
- •2.2. Методика расчёта токов короткого замыкания и проверки защиты при косвенном прикосновении в сетях tn при питании от ибп статического типа.
- •2.2.1 Расчет тока однофазного кз в сетях tn в инверторном режиме работы.
- •2.2.2 Расчет тока однофазного кз в сетях tn в режиме работы от сети.
- •2.2.3. Сравнение инверторного режима работы и режима работы от сети при расчета тока однофазного кз.
- •2.2.4. Методика проверки эффективности защиты при косвенном прикосновении в сетях tn при питании от ибп статического типа.
- •Глава 3. Методики расчета токов кз и проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях с системой заземления it.
- •3.1. Методика расчёта токов короткого замыкания в сетях it при питании через понижающий трансформатор.
- •3.1.1. Первое замыкание.
- •3.1.1.1. Сеть it с изолированной и нераспределенной нейтралью.
- •3.1.1.2. Сеть it с заземленной через сопротивление и нераспределенной нейтралью.
- •3.1.1.3. Сеть it с изолированной и распределенной нейтралью.
- •3.1.2. Второе замыкание при не устраненном первом.
- •3.1.2.1. Сеть it с нераспределенной нейтралью и общим заземлителем потребителей.
- •3.1.2.2. Сеть it с распределенной нейтралью и общим заземлителем потребителей.
- •3.1.2.3. Сеть it с нераспределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей.
- •3.1.2.4. Сеть it с распределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей.
- •3.2. Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании через понижающий трансформатор.
- •3.3. Методики расчёта токов короткого замыкания при питании от ибп статического типа в сетях it.
- •3.3.1. Расчет тока кз в инверторном режиме и режиме работы от сети в сетях с нераспределенной нейтралью.
- •3.3.2. Расчет тока двухфазного кз в инверторном и режиме работы от сети в сетях с распределенной нейтралью.
- •3.4. Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании от ибп статического типа.
- •3.5. Дополнительные мероприятия по обеспечению защиты при косвенном прикосновении при электроснабжении от источников бесперебойного питания.
- •3.6. Рекомендации по проектированию систем электроснабжения с источниками бесперебойного питания статического типа.
- •Заключение
- •Список используемых источников
3.1.2.3. Сеть it с нераспределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей.
В данном случае замыкание происходит в электроустановках, каждая открытая проводящая часть или отдельные группы этих частей которых присоединены к разным заземляющим устройствам и замыкание происходит на разных фазах (рисунок 3.6).
Рисунок 3.6 – Двойное замыкание на разных фазах сети в системе IT с отдельными заземляющими устройствами.
Ток замыкания в ситуации, возникающей при замыканиях в цепях с отдельными заземляющими устройствами, определяется по формуле (3.10):
,
(3.10)
где RЗ – сопротивление заземлителя.
Отключение при таком двойном замыкании должно осуществляться устройством защиты по дифференциальному току.
3.1.2.4. Сеть it с распределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей.
В данном случае замыкание происходит в системе, где в электроустановках каждая открытая проводящая часть или отдельные группы этих частей присоединены к разным заземляющим устройствам и одно из замыканий происходит между нейтральным проводником и корпусом, а другое между фазным проводником и корпусом другой электроустановки (рисунок 3.7).
Рисунок 3.7 – Двойное замыкание фазы и нейтрали в системе IT с отдельными заземляющими устройствами.
Данная ситуация аналогична предыдущей, различие заключается лишь в том, что в этом случае ток замыкания определяется фазным напряжением а не линейным. Отключение так же должно осуществляться устройством защиты по дифференциальному току. Ток замыкания определяется по (3.11):
,
(3.11)
где RЗ – сопротивление заземлителя.
3.2. Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании через понижающий трансформатор.
Система IT обеспечивает самую высокую степень бесперебойности электроснабжения, пожаро- и электробезопасности. В России ПУЭ рекомендует применять ее «при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю» (п. 1.7.58 [10]), т.е. для потребителей, требующих высокой степени бесперебойности питания. В Норвегии, например, она используется в городских сетях, во Франции - в заводских. Во Франции нормы требуют обязательного ее использования в сетях, питающих общественные здания [15].
Основным преимуществом системы IT является то, что при первом замыкании на землю быстрое отключение не требуется. Первое замыкание сигнализируется посредством устройства контроля изоляции, после чего персонал отыскивает повреждение и устраняет его в удобное для потребителей время. При двойном замыкании установка автоматически отключается с помощью аппаратов защиты от сверхтоков. Надежность отключения при таком замыкании обеспечивается путем расчетов (при проектировании) или замеров сопротивления изоляции петли фаза-нуль (при эксплуатации).
Таким образом, автоматическое отключение должно происходить только при двойном замыкании. В этом случае напряжение косвенного прикосновения может быть опасным, и защита от сверхтоков должна обеспечить отключение хотя бы одного из двух поврежденных участков [15].
Если нейтральный провод не распределен по сети (распределены три фазы и, возможно, РЕ-проводник), то ток двойного замыкания IK определяется линейным напряжением сети. Если рабочий нейтральный провод распределен, то возможно двойное замыкание между нейтральным и фазным проводами, тогда ток IK определяется фазным напряжением сети. Кроме того, этот ток может быть вдвое меньше соответствующего тока в аналогичной сети TN, если два одинаковых электроприемника, в которых произошли замыкания на корпус (в первом – фазы, во втором — нейтрали), равноудалены от источника питания. В этом случае длина и сопротивление петли фаза-нуль будут вдвое больше, чем для одного электроприемника в сети с системой TN, а ток IK - вдвое меньше. Именно этот ток должен быть принят за расчетный для проверки автоматического отключения.
Для надежного отключение необходимо обеспечить выполнение условия (3.12):
,
(3.12)
где ITO - уставка срабатывания токовой отсечки автоматического выключателя, A; IK - ток двойного замыкания.
Если это условие не выполняется, необходимо, как и для случая с системой TN, применять дополнительные меры, наиболее распространенным из которых являются установка УЗО и увеличение сечения проводников.
Так же, как и при использовании системы заземления TN, в электроустановках с системой заземления IT максимальная длина линии ограничивается параметрами устройств защиты от сверхтоков. Решая совместно (3.12), (3.7) и (3.9), в которых принято IK =IТО, L=Lm, получаем выражение для максимально допустимой длины кабеля Lm, при которой обеспечивается требуемый уровень токов КЗ для гарантированного автоматического отключения питания:
• при нераспределенной нейтрали (3.13):
,
(3.13)
• при распределенной нейтрали (3.14):
,
(3.14)