Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрооборудование подстанций и осветительные сети предприятий, организаций и учреждений. Учебное пособие
.pdf
Номинальный
ток теплового
расцепителя, А
1,6
2,5
4,0
6,3
10
Номинальный
ток
расцепителя, А
0,6
0,8
1,0
1,25
1,6
2,0
2,5
3,15
4,0
5,0
6,3
Сопротивления полюсов выключателя типа АП-50
Сопротивление
полюса
выключателя, мОм
3900
1600
625
244
100
Сопротивления полюсов выключателей типа АК-63
Сопротивление
полюса выключателя,
мОм
Исполне-
ние МГ
27000
15625
10000
6400
3900
2500
1600
1000
625
400
251
Исполне-
ние М
16 600
9375
6000
3840
2343
1500
960
604
375
240
151
Номинальный ток
теплового
расцепителя, А
16
25
40
50
Номинальный ток
расцепителя, А
8,0
10,0
12,0
12,5
16
20,0
25,0
31,5
40,0
50,0
63
Сопротивление
выключателя, мОм
Сопротивление
полюса выключателя,
Исполне-
ние МГ
156
100
69
64
39
25
16
10
6,25
4,0
2,51
Таблица 1.93
полюса
39
16
6,2
4,0
Таблица 1.94
мОм
Исполне-
ние М
93
60
41
38
23
15
9,6
6,0
3,75
2,4
1,51
Сопротивление электрической дуги учитывается в схеме замеще-
ния при определении минимального значения тока КЗ (табл. 1.95).
Автономные источники питания, синхронные и асинхронные элек-
тродвигатели. При определении начального значения периодической
слагающей тока КЗ автономные источники питания и синхронные
электродвигатели (СД) учитываются сверхпереходным сопротивлением СД по продольной оси ротора x
ʹʹ
, а при определении постоянной
d
времени затухания апериодической составляющей тока КЗ – индуктивным сопротивлением x2 для токов обратной последовательности и
активным сопротивлением статора rсд. Для приближенных расчетов
рекомендуют значения:
ʹʹ
= 0,15; x2 = x
x
d
ʹʹ
; rСД = 0,15 x
d
ʹʹ
.
d
121
Таблица 1.95
2
(1 )
3
м ном ном
ном ном
KP
r
I
⋅ −η
=
⋅η
Активные сопротивления дуги r
Расчетные условия КЗ
КЗ у выводов низшего напряжения трансформатора:
в разделке кабелей
шинопроводе типа ШМА
шинопроводе типа ШРА
КЗ в конце шинопровода длиной 100…150 м:
типа ШРА
типа ШМА
КЗ в кабелях сечением 25…
2
240 мм
длиной более 100 м − 45…16 45…15 45…12 45…11 45…10
, мОм, при КЗ за трансформторами
r
д
при мощности, кВ·А
250 400 630 1000 1600 2500
15
−
−
−
−
10
−
18
30…45
−
25…45
15
д
7
−
−
5
6
10
20…40
6…8
4
4
7
15…30
5…7
3
3
5
20…40
4…6
Асинхронные электродвигатели (АД) учитываются в схеме замещения активным сопротивлением статора и сверпереходным индуктивными сопротивлениями:
r
= 0,36 x
АД
АДʹʹном
; x
АДʹʹном
= 0,18,
где r
– активное сопротивление АД; x
АД
– сверхпереходное ин-
АДʹʹном
дуктивное сопротивление АД.
Активное сопротивление статора можно определить по формуле
,
где K
– коэффициент, учитывающий отношение потерь мощности в
м
меди статора к суммарным потеря мощности в электродвигателе при
номинальном токе (в расчетах можно принимать Kм = 0,3… 0,35);
P
– номинальная мощность электродвигателя, кВт; I
ном
нальный ток, А; η
– КПД электродвигателя.
ном
– номи-
ном
Активное сопротивление ротора АД, мОм, приведенное к обмотке
статора, определяется из формулы
ном
⋅
пуск
6
,
2
/ I
.
ном
где k
п
122
0,63 10
0
r
=
2
P
kI
⋅
( )
п ном
– кратность пускового тока, kп = I
1.10.1. Определение начального значения
(3)
(3)
3
ср. ном
КЗ
U
I
Z
′′
=
⋅
(3) 2 2
11КЗ
Z rx
ΣΣ
= +
11TV TA конт АВ ш конт каб д
r r r r rr r r
Σ
= + + ++ + +
11с TV TA конт АВ каб ш
x xx x x x x
Σ
=+++ + +
периодической слагающей тока трехфазного КЗ
Начальное значение периодической слагающей тока трехфазного
ʹʹ
при питании электропотребителей через понижающий транс-
КЗ I
форматор ( без учета подпитки точки КЗ от электродвигателей) определяется по формуле
,
где U
изошло короткое замыкание; Z
– среднее номинальное напряжение той ступени, где про-
ср. ном
(3)
– полное сопротивление коротко-
КЗ
замкнутой цепи от источника питания до точки КЗ:
,
здесь r
и x1∑ − суммарное активное и индуктивное сопротивление
1∑
прямой последовательности короткозамкнутой цепи, мОм:
;
,
где r
и xтv – активное и индуктивное сопротивления прямой по-
тv
следовательности понижающего трансформатора TV, мОм; rTA и
xTA − активное и индуктивное сопротивление первичных обмоток
трансформаторов тока ТА, мОм; xс – эквивалентное индуктивное сопротивление короткозамкнутой цепи от источника питания до понижающего трансформатора TV, мОм, приведенное к ступени низшего
напряжения; r
конт АВ
и x
– активное и индуктивное сопротивле-
конт АВ
ние токовых катушек и контактов АВ; rш и xш – активное и индуктивное сопротивление шинопроводов, мОм; r
контактов остальных аппаратов, мОм; r
1каб
и x
– сопротивление
конт
– активное и ин-
1каб
дуктивное сопротивление прямой последовательности кабелей, мОм;
rД – активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм ( для определения
минимального тока КЗ).
123
Если от шин, где произошло КЗ, питаются синхронные и асин-
( ) ( )
22
11
СД
СД
СД кб СД кб
+
E
I
rr x x
′′
′′
=
′′
++
( ) ( )
22
11
АД
АД
АД кб АД кб
+
E
I
rr x x
′′
′′
=
′′
++
2
уд уд
i kI
′′
= ⋅
1
уд
уд
sin e
a
t
T
k
k
= + ϕ⋅
π
π
хронные электродвигатели, то необходимо учитывать подпитку точки КЗ токами электродвигателей и тогда действующее значение периодической слагающей тока КЗ будет определяться суммой тока от
энергосистемы и токов от электродвигателей.
Начальное действующее значение периодической слагающей тока
КЗ от СД и АД , кА, будет равно:
;
,
где Е
ʹʹ
СД
и Е
ʹʹ
– сверхпереходная ЭДС для СД и АД [16]; rСД и x
АД
ʹʹ
–
СД
соответственно активное и индуктивное сверхпереходное сопротивление СД, мОм; rАД и x
сопротивление АД; r
ʹʹ
– сверхпереходное активное и индуктивное
АД
и x
1кб
– соответственно активное и индуктив-
1кб
ное сопротивление кабелей, питающих СД и АД, мОм.
1.10.2. Определение ударного тока короткого
замыкания
В схемах электроснабжения с одним источником питания ударный
ток КЗ определяется по формуле
,
ʹʹ
где I
− начальное значение периодической слагающей тока КЗ; kуд –
ударный коэффициент, учитывающий апериодическую слагающую
в ударном токе КЗ
,
где φ
– угол сдвига по фазе между ЭДС источника и периодической
к
слагающей тока КЗ:
φ
= arctg( x1∑/ r1∑);
k
t
– время появления ударного тока КЗ,с,
уд
=
0,01
t
уд
+ϕ
к
2
;
124
Tа − постоянная времени затухания апериодической составляющей
ee
1
0
2
АД кб
р
xx
T
r
′′
+
=
ω⋅
()
xx
′′
+
тока КЗ, Tа = x1∑ / r1∑ ; r1∑ и x
− суммарное активное и индуктивное
1∑
сопротивление короткозамкнутой цепи, мОм.
Так как ударный ток КЗ достигает своего максимума через 0,01с
после возникновения КЗ, то считают, что амплитуда периодической
составляющей в момент времени t = 0,01 с равна его амплитуде в начальный момент КЗ.
Ударный ток КЗ от АД с учетом затухания амплитуды периодической слагающей тока:
0,01
−
′′
iI
уд АД
где T
– постоянная времени затухания периодической составляющей
р
2
=⋅⋅ +
АД
T
0,01
−
р
T
а
,
тока статора, с; Tа − постоянная времени затухания апериодической
составляющей тока статора, с:
=
à
АД кб
rr
ω⋅ +
11
,
кб
где r
;
T
0
и r
– активное сопротивление статора и активное сопротивле-
2
1
1
ние ротора, приведенное к статору.
Если в схеме несколько источников питания и электродвигателей,
то суммарный ударный ток КЗ определяется суммой ударных токов
отдельных ветвей:
t
уд
m
iI
= ⋅ ⋅+
∑
уд АД
1
ʹʹ
где I
− начальное действующее значение периодической слагаю-
АД
щей тока КЗ в i-й ветви, кА; t
ветви; T
− постоянная времени затухания апериодической составля-
а i
′′
21
− время появления ударного тока в i-й
уд i
i
−
T
а
i
e
,
ющей тока КЗ в i-й ветви, с; m – число ветвей в схеме электроснабжения.
1.10.3. Определение токов двухфазного и однофазного
короткого замыкания
Если электроснабжение потребителей напряжением до 1 кВ осу-
ществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор,
125
то начальное значение периодической слагающей двухфазного тока
( )
( )
2
2
3
тр НН
п0
КЗ
U
I
Z
′′
=
⋅
( )
2
22
11
2
3
КЗ
Z rx
ΣΣ
=⋅+
( )
2
кз
Z
11
/2
TV TA контАВ ш конт каб д
r r r r rr r r
Σ
= + + ++ + +
11с TV TA конт АВ каб ш
x xx x x x x
Σ
=+++ + +
( )
( )
1
1
3
тр НН
п0
КЗ
U
I
Z
′′
=
⋅
( )
( ) ( )
22
1
10 1 0
1
22
3
КЗ
Z rr x x
ΣΣ Σ Σ
=⋅ ++ +
00 0 0 0
3
TV TA контАВ 0ш 0конт каб н.п
rr r r rr r r
Σ
= + + ++ + +
00 0 0 0TV TA контАВ 0ш каб н.п
xx x x xx x
Σ
= + + ++ +
I
КЗ можно определить по формуле
где
;
− полное сопротивление сети при двухфазном КЗ, мОм;
,
;
.
Значение периодической слагающей дугового однофазного тока КЗ :
где r
;
и x1∑− суммарное активное и индуктивное сопротивление
1∑
,
прямой последовательности короткозамкнутой цепи, мОм; r0∑ и x0∑−
суммарное активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности короткозамкнутой цепи, мОм:
;
,
где r
н.п
и x
− активное и индуктивное сопротивление нулевого про-
н.п
вода, значение которых определяются для воздушных линий и проводов, проложенных на изоляторах.
1.10.4. Проверка защитных устройств
на чувствительность и селективность срабатывания
Проверка правильности выбранных уставок защиты и плавких
вставок предохранителей проводят по минимальному току короткого
замыкания. Критерием правильности выбранных средств защиты является коэффициент чувствительности:
КЗmin
ч
уст.защ
где I
KI= ,
– минимальный ток короткого замыкания, A; I
кз min
ка защиты или ток срабатывания защиты.
126
уст.защ
– устав-
Правильно выбранная плавкая вставка предохранителя должна на-
maxном. вст расч.
II≥
пер
ном. вст
I
I ≥
α
( )
3
КЗ
ном. вст
I
I ≤
α
ср. защ ОТС ном расц
I KI= ⋅
дежно работать как при постоянной нагрузке, так и при перегрузках, т.е.
где I
;
– ток кратковременной перегрузки; α – коэффициент, завися-
пер
,
щий от пускового режима электроустановки: α = 2,5 для так называемых легких пусков и α = 1,6…2,5 – для частых и тяжелых пусков.
Так как в короткозамкнутой цепи резко падает напряжение и контакторы могут отключиться раньше, чем сработает предохранитель,
то плавкую вставку можно выбрать по току КЗ на выводах обмотки
статора, т.е:
,
где α = 20…25, а если контактор или магнитный пускатель установлен вблизи предохранителя, то α = 10…15.
Для автоматических выключателей критериями чувствительности
являются условия: K
I
ном расц
≤ 100 А и Kч ≥ 1,2 для АВ с I
≥ 1,4 для АВ с номинальным током расцепителя
ч
ном расц
≥ 100 А.
Токи срабатывания АВ с электромагнитными расцепителями определяются:
,
где K
– коэффициент отсечки расцепителя (см. табл. 1.46–1.54).
ОТС
Уставки защит для АВ с электронными и микропроцессорными
расцепителями приведены соответственно в табл. 1.96 и 1.97.
Таблица 1.96
Уставки защит электронного расцепителя
Защита от перегрузки (с длительной задержкой срабатывания)
Уставка I
Задержка срабатывания
Защита от короткого замыкания (с кратковременной задержкой срабатывания)
Задержка срабатывания, ms
Уставка I
, A
r
, с
T
d
I
, A
sd
Защита от короткого замыкания (мгновенная)
, A Нерегулируемая, 11×I
i
0,4; 0,45; 0,5; 0,55; 0,6; 0,65; 0,7; 075; 0,8; 0,85; 0,9; 0,95;
– 13 значений уставок
1,0×I
64… 630 при I
при 6×Ir, точность отсчета задержки ±20%
1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 10×Ir, 9 значений уставок,
Регулируемая: 50; 100; 200; 300; 4 настройки,
n
= (0,4…1) In, нерегулируемая
r
точность срабатывния ±15%
точность отсчета задержки ±20%
n
127
Уставка защит микропроцессорного расцепителя типа N
Характкристики Функции Величины уставок
Защита от перегрузки с длительной задержкой срабатывания
= In × …. 0,5;0,6; 0,7; 0,8...0,9...1,0
I
Уставка тока, А
Задержка срабатывания, с
Точность до ±15 %, 100
мс
u
= Iu × ….
I
r
t
для (1,5 × Ir)
r
для (6,0 × Ir) 0,5; 1; 2; 4; 8; 12; 18; 20
t
r
для (7,2 × Ir)
t
r
0,8; 0,83; 0,85; 0,88; 0,9;
0,93; 0,95; 0,98; 1,0
12,5; 25; 50; 100; 200;
300; 400; 500
0,34; 0,69; 1,38; 2,7; 5,5;
8,3; 11; 13,8
Защита от короткого замыкания с малой задержкой срабатывания
Уставка тока, А
Точность ±10 %
Задержка срабатывания,
с, для 10×I
r
I
= Ir × …. 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10
sd
Откл. 0,1; 0,2; 0,3; 0,4
t
sd
Вкл. 0,1 0,2 0,3 0,4
Минимальное время
срабатывания, мс
Откл.
Максимальное время
срабатывания, мс
20; 80; 160; 260; 360
80; 140; 240; 340; 440
Мгновенная защита от короткого замыкания
Уставка тока, А
Время срабатывания, мс
I
= In × ….
i
Менее 50
2; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 15
Зщита от замыкания на землю
Порог срабатывания, А
Точность:
±10 % (I
> 0,4In)
g
±20 % (Ig ≤ 0,4In)
Задержка срабатывания,
с, для
1,0×I
n
Ig = In × ….
Откл. 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4
t
g
Вкл. 0,1; 0,2; 0,3; 0,4
Минимальное время
срабатывания, мс
Откл.
Максимальное время
срабатывания, мс
0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7;
0,8; 1,0
20; 80; 100; 260; 300
80; 140; 240; 340; 440
Таблица 1.97
Токи срабатывания выключателей с электронными расцепителями
находятся по табл. 1.94: уставка защиты от перегрузки Ir; уставка защиты от короткого замыкания с малой задержкой срабатывания Isd;
уставка защиты срабатывания мгновенного действия Ii.
Для выключателей с микропроцессорными расцепителями токи
срабатывания определяются в соответствии с табл. 1.95: уставка тока
128
расцепителя Iu; уставка защиты от перегрузки Ir; уставка защиты от
1, 6
ср. защ. дал ср. защ. бл
II≥⋅
(1,8...3)
ср. защ. дал ср. защ. бл
tt≥
короткого замыкания с малой задержкой срабатывания I
щиты срабатывания мгновенного действия I
тывания защиты от замыканий на землю (ОЗЗ) I
, а также уставка сраба-
i
.
g
; уставка за-
sd
Различают селективность срабатывания трех видов: токовую, вре-
менную и логическую.
Токовая селективность обеспечивается при выполнении условия:
,
где I
ср.защ. дл
же к источнику питания; I
– ток срабатывания дальнего аппарата, находящегося бли-
ср.защ.бл
– ток срабатывания ближнего аппара-
та, находящегося на той ступени, где произошло короткое замыкание.
Временная селективность обеспечивается при выполнении условия:
,
где t
ср.защ. дал
ближе к источнику питания; t
− время срабатывания дальнего аппарата, находящегося
ср.защ. бл
– ток срабатывания ближнего аппарата, находящегося на той ступени, где произошло короткое замыкание.
Логическая селективность обеспечивается при условии, если не
сработал ближайший к точке КЗ аппарат, то обязательно должен сработать аппарат на ступени, расположенной ближе к источнику питания.
129
2. ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
22
11
расч рmax расч расч
nn
ii
Sk P Q
=⋅+
∑∑
1
n
расчi
P
∑
1
n
расчi
Q
∑
11
nn
расч ном сii
P PK= ⋅
∑∑
1
номni
P
∑
с
K
рmax
k
рmax
k
номi
P
номi
P
∑
ПРЕДПРИЯТИЙ, ОРГАНИЗАЦИЙ
И УЧРЕЖДЕНИЙ
2.1. Определение расчетной нагрузки
Расчетная нагрузка предприятия определяется суммированием
расчетных нагрузок отдельных групп электропотребителей с учетом
коэффициента разновременности максимумов нагрузки:
,
где
,
– сумма расчетных активных и реактивных на-
грузок;
,
здесь
– суммарная установленная номинальная мощность от-
дельных групп приемников, определяемая нагрузкой технологического
процесса и мощностью всех электропотребителей напряжением до 1 кВ;
– коэффициент спроса;
симумов нагрузки отдельных групп приемников,
– коэффициент разновременности мак-
= 0,85…1,0.
Нагрузка на шинах ТП или ГПП принимается по материалам практики, а мощность электропотребителей поверхности определяется
мощностью стационарных установок напряжением выше 1 кВ и мощностью электропотребителей до 1 кВ (по данным производственной
практики). Данные сводим в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Перечень нагрузок предприятия
Вид
Нагрузка на шинах ТП, ГРП, тяговой подстанции
Нагрузка стационарных установок напряжением выше 1 кВ
Нагрузка электропотребителей напряжением до 1 кВ
, кВт
Всего по предприятию
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]