Файл: Расчет системы электроснабжения объекта.docx

Если основной защитой является ТО, то берется Iсз = Iс эм – ток срабатывания электромагнитного элемента или Iсз = Iс. кз – ток срабатывания (уставка тока полупроводникового элемента в зоне к.з.). Тогда





Комплектные трансформаторные подстанции, оборудованные автоматическими выключателями на отходящих линий 380/220 В, имеют в большинстве случаев выключатели и на вводе 380 В, студенты при выборе типа подстанции устанавливают наличие или отсутствие выключателя ввода.

В расчетах Кн обозначают коэффициент надежности. В учебных целях на ТП5 предлагается выбрать pазнотипные автоматы.

10.1 Защита линии 0,38 кВ Л1.

Защиту линии Л1 рекомендуется выполнить на выключателе типа А3700 селективном, т.е. с полупроводниковыми расцепителями как в зоне перегрузки, так и в зоне короткого замыкания. Эти выключатели имеют характеристики в зоне перегрузки схожие с характеристикой теплового расцепителя, а зоне КЗ регулируется время работы токовой отсечки в пределах 0,1..0,4 с.

Пример порядка расчета следующий:

10.1.1 Выбирается корпус автоматического выключателя А 3734С по току нагрузки, напряжению и отключающей способности:

(10.1)

(10.2)

(10.3)

10.1.2 Выбирается номинальный ток расцепителей:

(10.4)

(10.5)

Нагрузка Л1 в примере определяется практически только нагрузкой электродвигателя пилорамы, а он может быть защищен выключателем А3714Б с I расц . ном = 80 А, I с пер=80 А, I с кз = 640 А.

Поэтому принимаем для АВ1 I расц ном = 160 А, так как меньших значений для селективных выключателей такого типа нет.

10.1.3 Оценивается чувствительность защиты.

Основной защитой Л1 от токов КЗ будет МТЗ, т. е. полупроводниковый элемент, работающий в зоне перегрузки.

(10.6)

Защита чувствительна и принимается к исполнению.

10.1.4 Оценивается целесообразность установки дополнительной защиты, т. е. токовой отсечки. Так как автоматический выключатель А3734С селективный, то его ток срабатывания в зоне КЗ должен быть отстроен от

---

тока срабатывания ТО защиты потребителя, в примере от тока срабатывания в зоне токов КЗ выключателя А3714Б, т. е.

(10.7)

Выбираем уставку тока срабатывания в зоне КЗ (плавная регулировка в пределах 2...10 I расц. ном):



Чувствительность дополнительной защиты

(10.8)

Эта быстродействующая защита не защитит Л1 только от однофазных токов КЗ в конце линии, но от двух- и трехфазных защитит практически полностью.

Необходимо выбрать уставку времени в зоне КЗ:



где – время работы мгновенной защиты потребителя. Для выключателя А3714Б t с кз = 0,04 с;

=0,1...0,15 с – ступень селективности.

Принимаем =0,14 с.

Окончательно принимаем для Л1 автоматический выключатель А3734С с I расц. ном =160 А, I с пер = 160 А, I с.кз =770 А, t с кз = 0,14 с.

10.2 Защита линии 0,38 кВ Л2.

Защиту линии рекомендуется выполнить нa автоматическом выключателе типа А3700Ф с тепловым и электромагнитным расцепителями.

10.2.1 Корпус выключателя АЗ716Ф:

(10.10)

(10.11)

(10.12)

рассматриваемом примере у потребители, подключенных к Л2, нет крупных электродвигателей, поэтому для защит, установленных на вводе внутренних сетей определяющим условием будет условие отстройки их oт токов нагрузки. Самый большой автоматический выключатель будет стоять на вводе коровника на 200 голов, им может быть выключатель типа А3716Б с l расц. ном = 40 А, I c зм = 630 А.

Принимаем для АВ2 = 125 А.

10.2.3 Чувствительность защиты

В качестве основной защиты попытаемся взять МТЗ как более чувствительную:

(10.13)

Даже эта защита оказалась нечувствительной, поэтому в качестве основной защиты применим приставку типа 3Т-0,4 (или ЗТИ).

---

10.2.4 Расчет МТЗ на ЗТ- 0,4

Защита ЗТ-0,4 настраивается одним элементом на междуфазные КЗ, другим – на однофазные.

10.2.4.1 Ток срабатывания защиты от междуфазных КЗ по условию отстройки от тока нагрузки

(10.14)

где – коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока нормального режима от пусковых токов, после отключения КЗ другими защитами (например АВ1 или АВ2). Для производственной нагрузки можно принять =1,25, для коммунально - бытовой = 1.

10.2.4.2 Действительный ток срабатывания защиты (уставка тока) выбирается из 3 значений: 100, 160, 250 А.

(10.15)

10.2.4.3 Чувствительность защиты оценивается по минимальным двухфазным токам КЗ:

(10.16)

3ащита чувствительна.

10.2.4.4 Ток срабатывания защиты oт однофазных КЗ

(10.17)

где Кн – коэффициент надежности; Кн = 1,2;

I нес – ток несимметрии;

К нес – коэффициент несимметрии токов по фазам; К нес = 0,1…0,5. При преобладании однофазных потребителей К нес = 0,5, при преобладании трехфазных К нес = 0,1.

Для животноводческих помещений можно принять К нес = 0,3,

(10.18)

10.2.4.5 Действительный ток срабатывания защиты (уставка тока) от однофазных КЗ выбирается из трех значений: 40, 80, 120 А:



10.2.4.6 Чyвcтвитeльнocть защиты

(10.19)

Защита чувствительна и принимается к исполнению.

10.2.5 Оценивается возможность установки мгновенной защиты, т. е. ТО, в виде электромагнитного расцепителя.

(10.20)

Чтобы это условие выполнить, необходимо взять автоматический выключатель большой величины, т.е. А3726Б с Iрасц. ном =160 А и Iс эм =2500 А.

Чувствительность отсечки

(10.21)

Окончательно для защиты Л2 выбираем автоматический выключатель типа А3726Б с I расц. ном = 160 А, Iс зм =2500 А, снабженного приставкой ЗТ – 0,4, имеющей I(1) у =10 А, I(2) у= 250 А.

---

10.3 Защита трансформатора 10/ 0,4 кВ

Трансформаторы защищаются плавкими предохранителями типа ПК1… ПК4 /17/.

10.3.1 Выбирается корпус предохранителя по напряжению, току и отключающей способности:

(10.22)

(10.23)

(10.24)

10.3.2 Выбирается ток плавкой вставки по трем условиям: при отстройке от рабочего максимального тока:

(10.25)

При отстройке от броска тока намагничивания трансформатора при его включении под напряжение

(10.26)



при отстройке от кратковременного тока при пуске электродвигателей

(10.27)

где n – коэффициент трансформации трансформатора;

- коэффициент, учитывающий условия пуска: = 2,5 – легкие условия; = 1,6 – тяжелые (пилорамы, мельницы и т. п.).

(10.28)

Выбираем Iпв ном = 8 A.

Рекомендуется значения токов плавких вставок, когда не производятся расчеты, выбирать в зависимости от мощности трансформатора по таблице 10.1.

Таблица 10.1 Рекомендуемые значения токов плавких вставок

Sт ном, кВА	25	40	63	100	160	350	400	630
lпв ном, А	3,2	5	8	16	20	32	50	75
Iсз расч	-	-	40	85	110	150	280	420

---

10.3.3 Проверяется термическая стойкость трансформатора выбранной плавкой вставки /20/.

(10.29)

где – время перегорания плавкой вставки при двухфазном к.з. на шинах 0,4 кВ, = 0,3 с при = 2740/25 = 110 А;

– допустимое время прохождения тока двухфазного нa шинах 0,4 кВ через трансформатор из условия термической стойкости.

(10.30)

Выбранная плавкая вставка обеспечивает термическую стойкость трансформатора. Окончательное значение тока плавкой вставки принимается после построения графика согласования защит.

В рассматриваемом примере выбранная плавкая вставка не согласуется с защитой линии Л1, поэтому была заглублена защита трансформатора и приняли Iпв ном=20А; для нее tпв=0,5 с при I(2)к16=110А, т.е. стойкость трансформатора также обеспечивается.

10.4 Направленная максимальная токовая защита ВЛ 10 кВ.

В кольцевых сетях обычная МТЗ не обеспечивает селективного отключения поврежденного участка. Поэтому используют направленную максимальную токовую защиту (НМТЗ). Принципиальная схема НМТЗ на постоянном оперативном токе изображена на рисунке 9.1.

Токи срабатывания защит, действующие в одном направлении, должно быть согласованы по чувствительности. Например, для схемы на рисунке 9.1 токи срабатывания защит должно быть



Рисунок 10.1 Принципиальная схема НМТЗ

I с.з.1> Iс.з.3> I c.з.5 > I с.з.7> Iс.з.9> I c.з.11 и I с.з.2> Iс.з.4> I c.з.6 > I с.з.8 > Iс.з.10 > I c.з.12

Выдержки времени защит выбирают по встречно-ступенчатому принципу. Защиты, действующие в одном напрвлении, объединяют в группу и в пределах каждой группы выдержки времени выбирают как у обычной МТЗ по спупенчатому принципу. Так, для сети защиты 1, 3, 5, 7, 9, 11 действуют в одном направлении, а защиты 2, 4, 6, 8, 10, 12 – в противоположном. Ступень выдержки времени принимают такой же, как и для МТЗ. Ступень выдержки времени t зависит от типов реле времени, выключателей и их приводов и обычно составляет 0,4..0,6 с.

---