5.5 Расчет зануления

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (ССБТ ГОСТ 12.1.030-81). Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануленные части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Зануление применяется в сетях до 1000 В. Зануление состоит в соединении корпусов токоприемника или другого оборудования (которое может оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции) с нулевым проводом при помощи металлических проводников.

Задача зануления - ликвидация опасности поражения электрическим током при нарушении изоляции и появлении на корпусах оборудования опасного напряжения [ 16, стр 284 ].

Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита, которая селективно отключает поврежденный участок сети. Кроме того, зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на землю [ 17, стр 82 ].

Для надежного срабатывания защиты необходимо выполнение условия [ 17, стр 83 ]:

, ( 9 )

где - номинальный ток плавкой вставки;

Рассчитаем систему защитного зануления при мощности питающего трансформатора мощностью 160 кВА, схема соединения обмоток трансформатора- звезда, электродвигатель асинхронный, серии 4А, тип 4А112М2: напряжение питания U=380 В, частота вращения 3000об/мин.

Определяем номинальный ток электродвигателя [ 17, стр84 ]:

, ( 10 )

где P - номинальная мощность двигателя, из справочных данных

[ 17, cтр 86 ] Р = 7,5 кВт;

cos - коэффициент мощности, согласно: [ 17, cтр 86 ] cos =0,88;

.

Из источника [ 17, cтр 86 ] находим:

Рассчитываем пусковой ток электродвигателя:

,

.

Вычисляем номинальный ток плавкой вставки [ 17, стр 83 ]:

, ( 11 )

где - коэффициент режима работы,

для двигателей, приводящих в действие насос [ 17, cтр 84 ] =2;

.

Определяем ожидаемое значение тока короткого замыкания [ 17, стр 83]:

;

Задаемся стандартным сечением нулевого провода 440 мм и рассчитываем плотность тока [ 17, стр 84 ]:

, ( 12 )

где S- сечение нулевого провода;

.

Находим активные и индуктивные сопротивления стальных проводников [ 17, cтр 85 ]. Для этого задаемся сечением и длиной нулевого l_н и фазного l_ф проводников, выполненных из стали: l_н=15 м, сечением 440 мм; S=160 мм²; l_ф=30 м; сечением =8 мм; S=50,27 мм². Сечение проводника и его материал выбераются из условия, чтобы полная проводимость нулевого провода была не менее 50% полной проводимости фазного провода, то есть :

;

Активное сопротивление фазного провода r берется из справочных данных [ 17,стр.85 ], в зависимости от площади сечения и плотности тока:

, ( 13 )

.

Аналогично определяем активное сопротивление нулевого провода:

, ( 14 )

.

Определяем внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников Х_ф и Х_н:

, (15)

;

, (16)

.

где — индуктивное сопротивление проводников берется из справочных данных [ 17, стр 85 ], в зависимости от площади сечения и плотности тока.

Внешнее индуктивное сопротивление петли фаза-нуль Х_И =0,6 Ом/км. Общая длина петли фаза-нуль 1530=45 м=0,045 км, тогда Х_И=0,60,045=0,027 Ом.

Используя полученные данные, рассчитываем сопротивление петли фаза-нуль Z_П и определяем ток короткого замыкания I_КЗ :

Z_П= ; (17)

Ом.

; (18)

где Z_Т- сопротивление трансформатора [ 17, cтр 84 ]: Z_Т=0,487 Ом;

А.

Проверим условие надежного срабатывания защиты

;

792,8 А > 3· 49,7 ;

792,8 А > 149,1 А.

Ток I_КЗ более чем в три раза превышает номинальный ток плавкой вставки, поэтому при замыкании на корпус плавкая вставка перегорит за 5...7 с и отключит поврежденную фазу. По номинальному току из справочных данных [ 17, cтр 86 ] принимаем плавкую вставку серии ПН2-100 с номинальным током 50 А при напряжении сети 380 В.

6 Охрана окружающей среды

Главное место в технологическом процессе теплоснабжения и горячего водоснабжения города занимает источник тепла, то есть ТЭЦ-1, которая негативно влияет на окружающую среду.