- •1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения
- •2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения
- •3 Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры
- •4 Расчет электроосвещения
- •4.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха
- •Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади цеха принимаем равномерное размещение светильников.
- •4.2 Выбор типа и мощности источника света
- •4.2.1 Расчёт рабочего освещения
- •4.2.2 Расчёт аварийного освещения
- •4.3 Выбор кабелей, питающих щитки освещения
- •4.3.1 Выбор кабеля, питающего щиток рабочего освещения
- •4.3.2 Выбор кабеля, питающего щиток аварийного освещения
- •4.4 Выбор схемы питания осветительной установки
- •4.5 Выбор типа и расположения группового щитка, компоновка сети и её выполнение
- •4.5.1 Выбор аппаратов рабочего освещения
- •4.5.2 Выбор аппаратов аварийного освещения
- •5 Расчет электрических нагрузок
- •5.1 Расчет сварочной нагрузки методом эффективных мощностей
- •5.2 Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм
- •5.3 Распределение нагрузки по распределительным щитам
- •5.3 Выбор распределительных щитов
- •5.4 Ответвления к электроприемникам
- •6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
- •7 Выбор схемы электроснабжения
- •8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети
- •8.1 Выбор выключателей для подключения ку
- •8.2 Выбор кабельных линий для подключения ку
- •9 Уточнение расчетных нагрузок, числа и мощности цеховых трансформаторов
- •10 Выбор питающих кабелей
- •10.1 Выбор сечения кабеля по нагреву
- •10.2 Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока
- •10.3 Выбор сечения кабеля по термической стойкости
- •11 Построение карты селективности защиты
- •11.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
- •11.1.1 Определение сопротивления элементов схемы
- •11.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания
- •11.3 Карта селективности защиты
- •12 Выбор аппаратуры ячейки кру на гпп
- •13 Расчёт показателей качества электрической энергии
- •13.1 Расчет отклонения напряжения
- •13.1.1 Расчет отклонения напряжения в период максимума нагрузки
- •13.1.2 Расчет отклонения напряжения в период минимума нагрузки
- •13.3 Расчет коэффициента несинусоидальности кривой напряжения
- •13.4 Расчет несимметрии токов и напряжений
- •14 Расчёт заземляющего устройства
11.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания
В электрической сети напряжением до 1000 В под однофазным коротким замыканием подразумевается замыкание между фазным и нулевым проводниками в схеме электроснабжения. Поэтому величина тока однофазного замыкания зависит от величины фазного напряжения и сопротивления петли «фаза – нуль» от цехового трансформатора до расчётной точки КЗ. Схема замещения для расчета однофазного т.к.з. показана на рисунке 11.3
Расчёт однофазных токов КЗ проводим по выражению:
(11.14) |
где Uном = 380 В – номинальное напряжение сети;
Rт.ф-0, Хт.ф-0 – сопротивления понижающих трансформаторов току однофазного КЗ, мОм;
Rнс.ф-0, Хнс.ф-0 – суммарные сопротивления низковольтной сети току однофазного КЗ, мОм;
Rп – переходное сопротивление (см. п.11.1).
Рисунок 11.3 – схема замещения для расчета однофазного т.к.з.
Определение сопротивления элементов схемы:
– сопротивления силового трансформатора ТМЗ–1000/10 току однофазного короткого замыкания:
Rт.ф-0 = 5,7 мОм; ХТ.Ф-0 = 25,8 мОм.
– сопротивления магистрального шинопровода КТА2500 току однофазного короткого замыкания:
Rуд.ф-0 = 0,08 мОм/м; Худ.ф-0 = 0,018 мОм/м [8];
-
Rшма ф-0 = Rуд.ф-0 · l; Хшма ф-0 = Худ.ф-0 · l;
(11.15)
Rшма ф-0 = 0,08 · 24 = 1,92 мОм ; Хшма ф-0 = 0,018 · 24= 0,432 мОм.
– сопротивления распределительного шинопровода KSA-50 току однофазного короткого замыкания:
Rуд.ф-0 = 0,284 мОм/м; Худ.ф-0 = 0,224 мОм/м [8];
-
Rшра ф-0 = Rуд.ф-0 · l; Хшра ф-0 = Худ.ф-0 · l;
(11.16)
Rшра ф-0 = 0,284 · 35 = 9,94 мОм; Хшра ф-0 = 0,224 · 35 = 7,84 мОм.
– сопротивления четырёхжильного провода АПВ (4х6) току однофазного короткого замыкания:
Rуд.ф-0 = 10,42 мОм/м; Худ.ф-0 = 0,2 мОм/м [8];
-
Rкл ф-0 = Rуд.ф-0 · l; Хкл ф-0 = Худ.ф-0 · l;
(11.17)
Rкл ф-0 = 10,42 · 8 = 83,36 мОм ; Хкл ф-0 = 0,2 · 8 = 1, 6 мОм.
Расчет токов однофазного короткого замыкания сведем в таблицу 11.2.
Таблица 11.2 – Определение суммарных сопротивлений сети до точки К.З. и тока К.З. без учета сопротивления дуги
Параметр |
|
Точка К.З. | ||
Точка К-1 |
Точка К-2 |
Точка К-3 | ||
Активное сопротивление петли «фаза-нуль» до точки К.З., мОм |
Формула | |||
Значение, мОм |
126,32 |
37,96 |
18,02 | |
Реактивное сопротивление петли «фаза-нуль» до точки К.З., мОм |
Формула | |||
Значение, мОм |
15,272 |
13,672 |
5,832 | |
Ток однофазного К.З. |
, кА |
1,724 |
5,437 |
11,583 |
11.3 Карта селективности защиты
Проверку производим на примере подключения насоса (см. рисунок 11.1).
Автоматические выключатели выбираем из [12].
1) Автоматический выключатель QF1:
Рном = 30 кВт, Iном = 57 А.
Iном. выкл. > Iном, |
(11.18) |
На основе условия нормального режима выбираем выключатель серии NZMB1-M63-SVE, Iном=63 А, Iном. р.= 60 А.
Определим ток срабатывания отсечки:
; |
(11.19) |
Iсо = 10 · Iном. расц.= 10 · 60 = 600А; tсо = 0,02 c;
Iсо < IК1(3), Iсо < IК1(1), |
(11.20) |
Определим ток уставки:
I6 = 6 · Iном. р= 6 · 60 = 360А; t6 = 8 c; |
(11.21) |
Определим ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки:
; |
(11.22) |
Iсп = 1,35 · Iном. расц.= 1,35 · 60= 81 А; tсп = 6000 c ; |
(11.23) |
Коэффициент чувствительности к токам однофазного КЗ:
, |
(11.24) |
где Iном. выкл. – номинальный ток выключателя;
Iном. расц. – номинальный ток расцепителя;
Iсп – ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки;
tсп – время срабатывания выключателя в зоне перегрузки;
I6 – ток уставки;
t6 – время срабатывания уставки;
Iсо – ток срабатывания отсечки;
tсо – время срабатывания отсечки.
Заносим данные выключателя в таблицу 11.3.
2) Автоматический выключатель QF2:
Iраб = 309,77 А.
Iном. выкл. > Iраб
Выбираем выключатель NZMN3-VE400, Iном = 400 А, Iном. р. = 350 А.
Определим ток срабатывания отсечки:
;
Iсо = 5 · Iном. расц.= 5 · 350 = 1750А; tсо = 0,1 c;
Iсо < IК1(3), Iсо < IК1(1).
Определим ток уставки:
I6 = 6 · Iном. расц.= 6 · 350 = 2100 А; t6 = 4 c.
Определим ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки:
;
Iсп = 1,25 · Iном. расц.= 1,25 · 350 = 437,5 А; tсп = 1000 c;
Коэффициент чувствительности к токам однофазного КЗ:
Заносим данные выключателя в таблицу 11.3
3) Автоматический выключатель QF3:
Расчетный ток:
.
Выбираем выключатель IZMB2-A1600, Iном = 1600 А, Iном. р. = 1600 А.
Определим ток срабатывания отсечки:
;
Iсо = 3 · Iном. расц.= 3 · 1600 = 4800 А; tсо = 0,2 c;
Определим ток уставки:
I6 = 6 · Iном. расц.= 6 · 1600 = 9600 А; t6 = 4 c
Определим ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки:
;
Iсп = 1,25 · Iном. расц.= 1,25 · 1600 = 2000 А; tсп = 1000 c;
Коэффициент чувствительности к токам однофазного КЗ:
.
Таблица 11.3 – Данные для построения карты селективности | ||||||||||
Точка КЗ |
Тип выключа-теля |
I ном. выкл., А |
I ном. расц., А |
Зона срабатывания при перегрузке |
Зона шестикратно-го тока |
Зона отсечки |
I мгн. сраб., кА | |||
Iсп, А |
tсп, с |
I6, А |
t6, с |
Iсо, А |
tсо, с | |||||
1 |
NZMB1-M63-SVE |
63 |
60 |
81 |
6000 |
360 |
8 |
600 |
0,02 |
– |
2 |
NZMN3-VE400 |
400 |
350 |
437,5 |
1000 |
2100 |
4 |
1750 |
0,1 |
25 |
3 |
IZMB2-A1600 |
1600 |
1600 |
2000 |
1000 |
9600 |
4 |
4800 |
0,2 |
36 |
На рисунке 11.4 показано построение карты селективности защиты насоса.