7.3 Выбор тепловых реле

Общие сведения

Тепловые реле - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Реле тепловые РТТ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, а также от несимметрии в фазах.

Реле РТТ предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, а также для встройки в магнитные пускатели серии ПМА в целях переменного тока напряжением U=660В частотой 50 или 60Гц, в целях постоянного тока напряжением 440В.

Исходные данные

Номинальный ток АД I_ном,ад = 19,41А

Тепловые реле магнитных пускателей выбирают согласно условию^

I_тр ≥ 1,25· I_ном,ад; (7.10)

где I_тр – стандартные значения тока теплового реле;

I_ном,ад – номинальный ток двигателя.

25 А ≥ 24,26 А.

По таблице 2.5 [ ] выбрали РТЛ-25 который встроен магнитный пускатель ПМЛ А-2623.

8 ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ НА ПЕРВОМ, ВТОРОМ И ЧЕТВЁРТОМ УРОВНЯХ

8.1 Выбор сечения проводника на первом уровне

Общие сведения

Минимальное сечение для алюминиевых изолированных проводов в стационарных силовых электроустановках 2,5

Провода силовые изолированные предназначены для электроснабжения силовых и осветительных установок.

Прокладка возможна стационарно и нестационарно, на открытом воздухе и внутри помещений, открыто и в строительных конструкциях. Некоторые марки проводов предназначены для скрытой прокладки под штукатуркой. [ ]

Исходные данные

На первом уровне линия электрической сети связывает ЭП с ШРА , к которым они подсоединены. В данном случае к ШРА присоединён асинхронный двигатель (АД).

Провод выбираем по нагреву из условия:

I_доп,пр > I_ном,ад; (8.1)

где = 19,41 А (с. ),

I_доп,пр = 25 (данные по таблице 3.4.1 [ ]).

25кА>19,41 кА.

По таблице 3.4.1 [ ] выбираем сечение провода (S):

S=2,5

По таблица 3.2.7 [ ] выбираем марку проводника: ППВ

8.3 Выбор сечения проводника на четвёртом уровне

Общие сведения

Потребители 6-10 кВ, как правило, получают питание по кабельным линиям, которые сначала прокладываются в кабельных туннелях в распределительном устройстве, а затем в земле (в траншеях). Для присоединения потребителей собственных нужд электростанций к соответствующим шинам также используются кабели 6 и 0,4 кВ. Эти кабели прокладываются в кабельных полуэтажах, кабельных туннелях, на металлических лотках, укреплённых на стенах и конструкциях здания или открытого распределительного устройства [ ].

Исходные данные

1) Расчётная активная мощность: Р_р=202,05 кВт (с. )

2) Расчётная реактивная мощность:

= Q_р – Q_БК; (8.3)

где Q_р = 198,7 кВар (с. ),

Q_БК = 0 кВар (с. ).

= 198,7 – 0 = 198,7 кВар

Условие выбора кабеля:

1) По экономической плотности тока:

; (8.4)

где - расчетный ток кабеля,

- экономическая плотность тока,

= 1,4 – т.к двухсменный режим работы.

Определим расчетный ток кабеля ( ) :

; (8.5)

где = 0,4 кВ (с. )

А.

Тогда по формуле (8.4) получим:

По таблице 3.41 [ ] выбираем сечение S = 300

2 По нагреву током рабочего утяжелённого режима

В утяжелённом режиме должно выполняться условие

≥ (8.6)

где - допустимый ток кабеля по условию нагрева;

- коэффициент перегрузки трансформатора;

- коэффициент перегрузки кабеля;

- номинальный ток трансформатора, определяемый по формуле(8.7).

Для однотрансформаторной подстанции К_{перег,кл} = К_{перег,т} = 1

Определяем номинальный ток трансформатора ( ):

= ; (8.7)

= А.

Тогда по формуле (8.6) получим:

≥ А

По таблице 3.42 [ ] = 577,3 А выбираем сечение S=630

Из двух условий предварительно выбираем сечение высоковольтного кабеля = 630 .

По таблице 3.33 [ ] выбираем марку кабеля ААШВУ.

9 РАСЧЁТ ТОКОВ ТРЁХФАНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.

Общие сведения

Коротким замыканием (К-) называется соединение токоведущих частей разных фаз или потенциалов между собой или на корпус оборудования, соединенный с землей, в сетях электроснабжения или в электроприемниках. К- может.быть по разным причинам: ухудшение сопротивления изоляции во влажной или химически активной среде, при недопустимом перегреве изоляции, механические воздействия, ошибочные воздействия персонала при обслуживании и ремонте и т. д.

Как видно из самого названия процесса, при К- путь тока укорачивается, т. е. он идет, минуя сопротивление нагрузки, поэтому он может увеличиться до недопустимых величин, если напряжение не отключится под действием защиты.

Но напряжение может не отключиться и при наличии защиты, если К- случилось в удаленной точке, и из-за большого сопротивления до места К- ток недостаточен для срабатывания защиты. Но этот ток может быть достаточным для загорания проводов, что может привести к пожару.

Отсюда возникает необходимость расчета тока короткого замыкания [ ].

Расчетная схема

Расчетная схема представлена на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1-Рачетная схема

Исходные данные

Схема: количество элементов 6

1 Трансформатор:

а) Номинальная мощность трансформатора S_ном,т = 400 кВА.

б) Номинальное внешнее напряжение U_ном,вн = 10 кВ.

в) Тип трансформатора ТМ-400/10/0,4.

г) Напряжения КЗ U_к,_т = 4,5%.

д) Потери КЗ Р_к,т = 5,5 кВ.

2 Автомат (вводной):

а) номинальный ток вводного автомата = 1000А для = 400 кВА (таблица 2.10.1 [ ]);

Вводной автомат подставляется в комплекте с трансформатором. Принимаем по таблице 2.10.1 [ ].

б) активное сопротивление автомата = 0,00025 Ом

(таблица 2.10.2 [ ]);

в) реактивное сопротивление автомата = 0,0001 Ом

(таблица 2.10.2 [ ]).

Значение сопротивления автоматических выключателей представлены в таблице 2.10.2 [ ].

3 Автомат для защиты ШРА:

а) номинальный ток автомата = 200 А (c. );

б) активное сопротивление автомата = 0,0011 Ом

(таблица 2.10.2 [ ]);

в) реактивное сопротивление автомата = 0,0005 Ом

(таблица 2.10.2 [ ]).

4 Линия ШРА

а) материал жил - алюминий

б) удельное активное сопротивление R_уд=0,21 Ом/км

в) удельное реактивное сопротивление Х_уд = 0,21 Ом/км

г)длина кабеля L_кл = 0,05 км

5 Линия (провод к АД)

а) материал жил - медь

б) удельное активное сопротивление R_уд=7,4 Ом/км

в) удельное реактивное сопротивление Х_уд = 0,116 Ом/км

г) длина провода L_пр = 0,004 км

Расчеты

Расчёт выполняется при КЗ за каждым элементом схемы. Расчёт ведётся в именованных единицах. ЭДС системы бесконечной мощности:

кВ.

Расчёт сопротивления трансформатора.

Определим активное сопротивление трансформатора ( , Ом)

= ; (9.1)

где = 5500Вт (с. );

= 400 кВА (с. );

= 0,4 кВ (с. ).

= Ом.

Определим полное сопротивление трансформатора ( , Ом):

; (9.2)

где = 4,5% (с. );

= 400 кВА (с. );

= 0,4 кВ (с. ).

Ом.

Индуктивное сопротивление трансформатора (Х_т,Ом):

; (9.3)

Ом.

Найдём ток КЗ за трансформатором.

В этом случае: Ом,

Ом.

Определяем периодический ток КЗ (I_п):

; (9.4)

где - суммарное активное сопротивление от начала схемы до элемента, за которых находится КЗ, включая сопротивление этого элемента;

- суммарное реактивное сопротивление от начала схемы до элемента, за которых находится КЗ, включая сопротивление этого элемента.

кА.

Ударный коэффициент определим по выражению:

; (9.5)

.

Ударный ток КЗ определим по формуле:

; (9.6)

кА.

Определим I_п, K_уд, I_уд за вводным автоматом:

; (9.7)

Ом.

; (9.8)

Ом.

Тогда I_п за вводным автоматом по формуле (9.4):

кА (9.9)

Ударный коэффициент по формуле (9.5):

(9.10)

Ударный ток по формуле (9.6):

кА. (9.11)

Определим I_п, K_уд, I_уд за автоматом для защиты ШРА по формулам:

; (9.12)

Ом.

; (9.13)

Ом.

Тогда I_п за автоматом для защиты ШРА по формуле (9.4):

кА. (9.14)

Ударный коэффициент определяется по формуле (9.5):

. (9.15)

Ударный ток определяется по формуле (9.6):

кА. (9.16)

Определим активное сопротивление ШРА (R_кл,Ом):

; (9.17)

Ом.

где - удельное активное сопротивление для S_ном,кл = 630

=0,21 Ом/км

Определим индуктивное сопротивление ШРА ( ,Ом):

; (9.18)

Ом

где - удельное индуктивное сопротивление кабеля, для S_ном,кл = 630

=0,21 Ом/км

Определим I_п, K_уд, I_уд за ШРА по формулам:

; (9.19)

Ом.

; (9.20)

Ом.

кА. (9.21)

Ударный коэффициент определяется по формуле (9.5):

(9.22)

Ударный ток определяется по формуле (9.6):

кА. (9.23)

Определим активное сопротивление провода к АД (R_пр,Ом):

; (9.24)

Ом.

где - удельное активное сопротивление кабеля, для F_ном,пр = 2,5

=7,4 Ом/км

Индуктивное сопротивление провода к АД ( ,Ом):

; (9.25)

Ом.

где - удельное индуктивное сопротивление кабеля, для F_ном,пр = 2,5

=0,116 Ом/км

Определим I_п, K_уд, I_уд за проводом к АД по формулам:

; (9.26)

Ом.

;

Ом. (9.27)

кА.

Ударный коэффициент определяется по формуле (9.5):

(9.28)

Ударный ток определяется по формуле (9.6):

кА (9.29)

10 ПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ НА ДЕЙСТВИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ