6 Расчет и выбор компенсирующих устройств

Q_т = ,

где Q_т – мощность, которую могут передать в сеть трансформаторы, кВар,

Q_т = = 159,82 кВар

Q_нк1 = Q_р – Q_т,

где Q_нк1– мощность, которую нужно компенсировать, кВар,

Q_нк1 = 739,77 – 159,82 = 579,95 кВар

Q_нк2 = Q_р – Q_нк1 – γ ∙ N ∙ S_нт ,

где Q_нк2 – мощность, компенсируемая с целью снижения потерь в

трансформаторах, кВар,

γ- расчётный коэффициент, зависящий от региона расположения,

количества смен, схемы электроснабжения, мощности

трансформаторов и длины ЛЭП.

Q_нк2 = 739,77 – 579,95 - 0,7 ∙ 2 ∙ 630 = -722,18 кВар

Q_нк2= 0

Q_кку = Q_нк1+ Q_нк2 / N ,

где Q_кку – мощность компенсирующего устройства, кВар,

Q_кку = 579,95 /2 = 289,975 кВАр

Выбирается батарея АКУ(0,4)- 0,4-300-25-УЗ-IP31 Q_нку= 300 кВАр

Для подключения батареи выбирается автомат:

I _расц = 1,3 ∙ Q_нку / ∙ U_н

I _расц = 1,3 ∙ 300/ ∙ 0,38=592,52 А

Выбирается автомат по условию:

I_{н расц} ≥ I_расц ,

630 > 592,52

Выбирается автомат DPX™ - 630, I _н.расц = 630 А

Выбираются шины для трансформатора из условия:

I_д ≥ I_{н расц.} ∙ k_з ,

где I_д - допустимый ток для данных шин А,

k_з - коэффициент запаса равный 1,

665 > 630

Выбирается шина Аl (50  5) I _д = 665 А

По формуле производиться расчёт разрядного сопративления растеканию тока:

R_разр.=15∙ U_ф ² ∙10⁶ / Q_нку ,

где R_разр –разрядное сопративление растеканию тока компенсирующего устройства ,кОм,

U_ф – фазное напряжение , кВ,

R_разр.=15∙ 0,22 ² ∙10 ⁶ /300 = 2,42 кОм.

I_{н расц} ≥ I_расц ,

630 > 592,52

Выбирается автомат DPX™ - 630 I _н.расц = 630 А

Выбираются шины для трансформатора из условия:

I_д ≥ I_{н расц.} ∙ k_з ,

где I_д - допустимый ток для данных шин А,

k_з - коэффициент запаса равный 1,

665 > 630

Выбирается шина Аl (50  5) I _д = 665 А

По формуле производиться расчёт разрядного сопративления:

R_разр.=15∙ U_ф ² ∙10⁶ / Q_нку ,

где R_разр –разрядное сопративление компенсирующего устройства ,кОм,

U_ф – фазное напряжение , кВ,

R_разр.=15∙ 0,22 ² ∙10 ⁶ /300 = 2,42 кОм.

7 Расчет годового расхода электроэнергии.

Технологические приемники:

W_техн= T_мах ∙ P_техн ,

где W_техн – расход активной электроэнергии на технологию, тыс.кВт  ч,

T_max -число часов использования максимума нагрузки в год,ч,

P_техн - мощность технологического оборудования высокого и низкого напряжения, кВт ,

P_техн= Р_{итого н.н. без осв.} + Р_в.н.

P_техн= 800 + 831,39 = 1631,39 кВт

W_техн= 1631,39 ∙ 6400 = 10440,896 тыс.кВт  ч

V_техн=Q_техн ∙ Т_мах ,

где V_техн – расход реактивной энергии на технологию, тыс.кВАр ч,

Q_техн - мощность технологических приемников, тыс.кВАр.

Q_техн = Q_{н.н. без осв}+(-Q_кку)+(-Q_в.в.),

Q_техн = -384-600+727,89= -256,11 кВар

Vтехн = -256,11 ∙ 6400 = -1639,104 тыс.кВар  ч

Освещение

W_осв. = T_осв ∙ P_осв,

где W_осв. – расход электроэнергии на освещение, тыс.кВт  ч

T_осв - годовое время использования осветительной нагрузки, ч,

W_осв. = 7700 ∙ 36=277,2 тыс.кВт  ч

V_осв. = T_осв ∙ Q_осв,

где V_осв. - расход реактивной электроэнергии на освещение, тыс.кВар ч ,

V_осв. = 7700 ∙ 11,88=91,48 тыс.кВар  ч

Потери в трансформаторах

ΔW_т. = (β_ф ∙ Р_кз ∙ τ + Р_хх∙ T_r ) ∙ N,

где ΔW_т.- годовые потери активной электроэнергии в трансформаторах, тыс.кВт  ч,

T_r - число часов работы трансформатора в год, ч,

τ - время максимальных потерь, ч,

τ=(0,124 + T_max ∙ 10 ^-4 )² ∙ T_r

где T_max -число часов использования максимума нагрузки в год, ч,

τ =(0,124 + 6400∙ 10 ^-4)² ∙8740 = 5101,5 ч

ΔW_т.. = (0,697 ² ∙ 7,5 ∙ 5101,5 + 1,35 ∙ 8740) ∙ 2=60,711 тыс.кВт  ч

ΔV_тр. = S_нт / 100 ∙ (β_ф ∙ U_кз ∙ τ + i_x.x ∙ T_r) ∙ N,

где ΔV_т.. – годовые потери реактивной электроэнергии в трансформаторе, тыс.кВар ч,

ΔV_т.. = 630 / 100 ∙ (0,697 ² ∙ 6 ∙ 5101,5+1∙8740) ∙2= 330,213 тыс.кВАр ч

Потери в линиях:

ΔW_лин.= 0,03 ∙ P_тех. ∙ τ ,

где ΔW_т. - годовые потери активной электроэнергии в линиях, тыс.кВт ч,

ΔW_лин.= 0,03 ∙ 1631,39 ∙ 5101,5= 249,68 тыс.кВт ч

Годовой расход электроэнергии

W_общ.= W_тех + W_осв + ΔW_т + ΔW_лин,

W_общ.= 10440,896 + 277,2 +60,711 +249,68= 11028,49 тыс.кВт  ч

V_общ. = V _тех + V _осв + ΔV_т. ,

V _общ.= - 1639,104+91,48 + 330,213 = -1217,41 тыс.кВар ч

Определяется среднегодовой коэффициент мощности участка

cos = W общ. / ,

cos =11028,49 / = 0,994

8 Расчёт токов короткого замыкания

Р ассчитываются токи короткого замыкания в относительных единицах согласно рисункам 1, 2:

I_б = S_б /  U_б ,

где S_б - базисная мощность, МВА,

U_б - базисное напряжение, кВ,

I_б - базисный ток, кА,

I _б = 100 /  10,5 = 5,5 кА

x_*c = S_б /S_кз ,

где x_*c - относительное индуктивное сопротивление системы приведенное к базисным величинам,

S_кз – мощность в режиме короткого замыкания, МВА,

x_*c =100 / 1900 = 0,052

x_*тр = U_кз  S_б / 100  S_нт,

где x_*тр - относительное индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к базисным величинам,

S_нт - номинальная мощность трансформатора на ГПП, МВА,

U_кз- напряжение короткого замыкания трансформатора, %,

x_*тр= 10,5  100 / 100  63 = 0,167

x_*р= x_ор  S_б / U_б ²,

где x_*тр - относительное индуктивное сопротивление реактора, приведенное к базисным величинам,

x_ор – удельное индуктивное сопротивление реактора, Ом.

x_*р= 0,18 100/10,5 ² = 0,163

Точка К1

x_*к1 = x_*c + x_*тр ,

где x_*к1 - относительное индуктивное сопротивление до точки К1,

x_*к1 = 0,052 + 0,167 = 0,219

I_кз1 = I_б / x_*к1 ,

где I_кз1 - ток короткого замыкания в точке К1, кА.

I_кз1 = 5,5/ 0,219 = 25,11 кА

Точка К2

x_*к2 = x_*к1 + x_*р ,

где x_*к2 - относительное индуктивное сопротивление до точки К2,

x_*к2 = 0,219 + 0,163 = 0,382

I_кз2 = I_б / x_*к2 ,

где I_кз2 - ток короткого замыкания в точке К2, кА,

I_кз2 = 5,5/ 0,382 = 14,39 кА

i_уд2=  k_у  I_к2 ,

где i_уд2 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К2, кА,

k_у - ударный коэффициент, k_у = 1,8,

i_уд2=  1,8  14,39 = 36,52 кА

I_{уд к2}= I_кз2 ,

где I_{уд к2}–действующее значение ударного тока короткого замыкания в точке К2, кА,

I_{уд к2} =14,39 = 21,73 кА

S_кз2 = S_б / x_*к2 ,

где S_кз2 - мощность короткого замыкания в точке К2, МВА.

S_кз2= 100/0,382 = 261,78 МВА

Точка К3

x_*кл1= x₀  l₁ S_б / U_б²,

где x_*кл1 - относительное индуктивное сопротивление кабельной линии,

l₁ - длина кабельной линии, км,

x₀ - индуктивное сопротивление кабеля на 1 км длины,

x₀ = 0,103 Омкм,

x_*кл1=0,103 0,6 100/10,5 ²= 0,056

r_*кл1= r ₀  l₁ S_б / U_б²,

где r_*кл1 - относительное активное сопротивление кабельной линии,

r₀ - активное сопротивление кабеля на 1 км длины,

r₀ = 0,164 Омкм,

r_*кл1=0,164 0,6100/10,5 ²= 0,089

x_*к3 = x_*к2 + x_*кл1 ,

где x_*к3 - относительное индуктивное сопротивление до точки К3,

x_*к3=0,382+0,056=0,438

Z_*к3 = ,

где Z_*к3 - относительное полное сопротивление до точки К3,

Z_*к3 = = 0,447

I_кз3 = I_б / Z_*к3 ,

где I_кз3 - ток короткого замыкания в точке К3, кА,

I_кз3 =5,5/0,447 = 12,304 кА

i_уд3 =  k_у  I_кз3,

где i_уд3 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К3, кА,

k_у - ударный коэффициент, k_у = 1,8,

i_уд3 =  1,8  12,304 = 31,23 кА

I_{уд к3}= I_кз3  ,

где I_{уд к3} - ударный ток короткого замыкания в точке К3, кА,

I_{уд к3}=12,304 = 18,58 кА

S_кз3 = S_б / Z_*к3 ,

где S_кз3 - мощность короткого замыкания в точке К3, МВА.

S_кз3 = 100/0,447 = 223,71 МВА

Точка К4

x_*кл2= x₀  l₂ S_б / U_б²,

где x_*кл2 - относительное индуктивное сопротивление кабельной линии,

l₂ - длина кабельной линии, км,

x₀ - индуктивное сопротивление кабеля на 1 км длины,

x₀ = 0,106 Омкм,

x_*кл2 = 0,106 0,5 100/10,5 ²=0,048

r_*кл2 = r ₀  l₂ S_б/ U_б²,

где r_*кл2- относительное активное сопротивление кабельной линии,

r₀ - активное сопротивление кабеля на 1 км длины,

r₀ = 0,206 Омкм,

r_*кл2 = 0,206 0,5 100/10,5 ²=0,094

x_*к4 = x_*к3 + x_*кл2 ,

где x_*к4 - относительное индуктивное сопротивление до точки К4,

x_*к4 =0,438+0,048 =0,486

r_*к4 = r_*кл1 + r_*кл2,

где r_*к4 - относительное активное сопротивление до точки К4,

r_*к4 =0,089+0,094 =0,183

Z_*к4 = ,

где Z_*к4 – относительное полное сопротивление до точки К4,

Z_*к4 = = 0,52

I_кз4 = I_б / Z_*к4 ,

где I_кз4 - ток короткого замыкания в точке К4, кА,

I_кз4 =5,5 /0,52 =10,57 кА

i_уд4=  k_у  I_к4 ,

где i_уд4 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К4,кА,

k_у - ударный коэффициент, k_у = 1,8,

i_уд4 =  1,8  10,57 = 26,82 кА

I_{уд к4} = I_кз4 ,

где I_{уд к4} - ударный ток короткого замыкания в точке К4, кА,

I_{уд к4} = 10,57 =15,96 кА

S_кз4= S_б / Z_*к4 ,

где S_кз4 - мощность короткого замыкания в точке К4 ,МВА.

S_кз4 = 100/0,52 = 192,31 МВА

Точка К7

x_*кл2= x₀  l₂ S_б / U_б²,

где x_*кл2 - относительное индуктивное сопротивление кабельной линии,

l₂ - длина кабельной линии, км,

x₀ - индуктивное сопротивление кабеля на 1 км длины,

x₀ = 0,106 Омкм,

x _*кл2 = 0,106 0,4 100/10,5 ²=0,038

r_*кл2 = r ₀  l₂ S_б / U_б²,

где r_*кл2 - относительное активное сопротивление кабельной линии,

r₀ - активное сопротивление кабеля на 1 км длины,

r₀ = 0,206 Омкм,

r_*кл2= 0,206 0,4 100/10,5 ²=0,075

x_*к7 = x_*к3 + x_*кл2 ,

где x_*к7 - относительное индуктивное сопротивление до точки К7,

x_*к7 = 0,438+0,038 =0,476

r_*к7 = r_*кл1 + r_*кл3,

где r_*к7 - относительное активное сопротивление до точки К7,

r_*к7 =0,089+0,038 =0,164

Z_*к7 = ,

где Z_*к7 – относительное полное сопротивление до точки К7,

Z_*к7 = = 0,503

I_кз5 = I_б / Z_*к5 ,

где I_кз7 - ток короткого замыкания в точке К7, кА,

I_кз7 =5,5 /0,503 =10,93 кА

i_уд7=  k_у  I_к4 ,

где i_уд7 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К7,кА,

k_у - ударный коэффициент, k_у = 1,8,

i_уд7 =  1,8  10,93 = 27,74 кА

I_{уд к7} = I_кз7 ,

где I_{уд к7} - ударный ток короткого замыкания в точке К7, кА,

I_{уд к7}= 9,09 =16,5 кА

S_кз7= S_б / Z_*к7 ,

где S_кз7- мощность короткого замыкания в точке К7 ,МВА.

S_кз7 = 100/0,503 = 198,81 МВА

Точка К6

x^’_пер = U_ср² 10³/ S_{кз к-4} ,

где x^’_пер - переходное сопротивление трансформатора КТП, мОм,

U_ср - среднее напряжение на вторичной обмотке трансформатора, кВ,

S_кз4 - мощность короткого замыкания в точке K4 , МВА,

x^’_пер.=0,4² 10³/ 192,31 =0,832 мОм

r_тр1=3,2 мОм x_тр1=13,4 мОм

x _к5 = x^’_пер + x_тр1 ,

где x _к5 - индуктивное сопротивление до точки К5,

x _к5 =0,832 + 13,4 =14,232 мОм

Z_к6 = ,

где Z_к5 – полное сопротивление до точки К5,

Z_к5= =14,58 мОм

I_кз5 = U_ср  10³ / Z_к5  ,

где I_кз5- ток короткого замыкания в точке К5, кА,

I_кз5= 0,4 10³ /14,58 =15,86 кА

i_уд5= ∙ k_у ∙ I_к5,

где i_уд6 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К5,кА,

где k_у - ударный коэффициент, k_у = 1,3,

i_уд5=  1,3  23,81 = 43,77 кА

I_{уд к5}= I_кз5 ,

где I_{уд к5} - ударный ток короткого замыкания в точке К5, кА,

I_{уд к5} =15,86  =17,28 кА

S_кз5=  U_ср I_к5,

S_кз5 =  0,4 15,86= 24,9 МВА

S_кз5- мощность короткого замыкания в точке K5 , МВА.

Точка К6

I _кз6=0,95 I_к5,

где I _кз6 - ток короткого замыкания в точке К6, кА,

I _кз7=0,95 15,86=15,067 кА

i_уд6= ∙ k_у ∙ I _кз6 ,

где i_уд6 - мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в

точке К6,кА,

где k_у - ударный коэффициент, k_у = 1,3 ,

i_уд6=  1,3  15,067 = 27,61 кА

I_{уд к6} = I_кз5 ,

где I_{уд к6} - ударный ток короткого замыкания в точке К6, кА,

I_{уд к6} =15,067  = 16,42 кА

S_кз6=  U_ср I_кз6 ,

S_кз6 - мощность короткого замыкания в точке K6 , МВА,

S_кз6 =  0,4 15,067=10,42 МВА.

Результаты расчета сводятся в таблицу 5

Таблица 5 - Результаты расчёта токов короткого замыкания

Точки КЗ	Iкз ,кА	iуд ,кА	Iуд ,кА	Sкз ,МВА
К1	25,11
К2	14,39	36,52	21,73	261,78
К3	12,304	31,23	18,58	223,71
К4	10,57	26,82	15,96	192,31
К5	15,86	29,07	17,28	10,97
К6	15,067	27,61	16,42	10,42
К7	10,93	27,74	16,5	198,81

9 Выбор и проверка электрических сетей напряжением выше 1 кВ.

Кабель от ГПП до РУ-10 кВ

По нагреву рабочим током:

I_р=S_р /  U_н ,

где I_р – расчётный ток линии в аварийном режиме, А,

I_р=1688,24/ 10=97,58 А

По условию I_д ≥ I_р выбирается кабель АПвП( гж) ( 3×50/16)-10 I_д=170 А

170>97,58

По экономической плотности тока:

F_эк.=I_р / j,

где j – экономическая плотность тока, зависящая от числа часов

использования максимума нагрузок,

F_эк – экономически целесообразное сечение, мм².

F_эк=97,58/1,6=60,98мм ²

По условию F_н ≥ F_эк выбирается кабель АПвП( гж) ( 3×70/16)-10 I_д=210 А

70>60,98

По термической устойчивости к токам короткого замыкания:

Выбирается кабель АПвП ( гж) (3×185/25)-10 по уcловию:

I_ту ≥ I_кз,

17,5 >14,39

Окончательно выбирается кабель АПвП ( гж) (3×185/25)-10 I_д =360 А

Проверяется кабель по потере напряжения:

U=(  I_р l( r₀cosφ+x₀sinφ) 100%)/ U_н,

U=(  97,58 0,6  (0,164 0,994+0,103 0,25))  100% / 10000 = 0,19%

От РУ-10 кВ до синхронного двигателя

По нагреву рабочим током:

I_р=S_р /  U_н  cos   ,

I_р=800/  10  0,9  0,94 = 54,65 А

По условию I_д ≥ I_р выбирается кабель АПвП( гж) ( 3×50/16)-10 I_д=185 А

185>54,65

По экономической плотности тока:

F_эк.=I_р/ j,

F_эк=54,65/1,6=34,15 мм ²

По условию F_н ≥ F_эк выбирается кабель АПвП( гж) ( 3×50/16)-10 I_д=185 А

50>34,15

По термической устойчивости к токам короткого замыкания:

Выбирается кабель АПвП ( гж) (3×50/16)-10 по уcловию:

I_ту ≥ I_кз ,

14,2>12,304

Окончательно выбирается кабель АПвП ( гж) (3×50/16)-10 I_д =185 А

Проверяется кабель по потере напряжения:

U=(  I_р l( r₀cosφ+x₀sinφ) 100%)/ U_н ,

U=(  54,65 0,4  (0,206 0,9+0,106 0,44))  100% / 10000 = 0,088%

От РУ-10 кВ до трансформатора

По нагреву рабочим током:

I_р=S_нт/  U_н ,

I_р=630/  10=36,42 А

По условию I_д ≥ I_р выбирается кабель АПвП( гж) ( 3×50/16)-10 I_д=185 А

185>36,42

По экономической плотности тока:

F_эк.=I_р/ j,

F_эк=36,42/1,6=22,76 мм ²

По условию F_н ≥ F_эк выбирается кабель АПвП( гж) ( 3×50/16)-10 I_д=185 А

50>22,76

По термической устойчивости к токам короткого замыкания:

Выбирается кабель АПвП ( гж) (3×150/25)-10 по уcловию:

I_ту ≥ I_кз ,

14,2>12,304

Окончательно выбирается кабель АПвП ( гж) (3×150/25)-10 I_д=330 А

Проверяется кабель по потере напряжения:

U=(  I_р l( r₀cosφ+x₀sinφ) 100%)/ U_н ,

U=(  36,42 0,5 (0,206 0,98+0,106 0,21))  100% / 10000 = 0,072%

10 Выбор и проверка высоковольтного оборудования

Выбор вакуумных выключателей

Таблица 6 - Результаты выбора вакуумных выключателей

Условия выбора	От ГПП до РУ-10		От РУ-10 до двигателя			От РУ-10 до тр-ра
	по катал.	расчетн.		по катал.	расчетн.		по катал.	расчетн.
По напряжению Uуст  Uном.кВ	12	10		12	10		12	10
По длит. току Iр  Iн,А	630	97,58		630	54,65		630	36,42
По откл. способ. Iкз  Iоткл,кА	12,5	12,304		12,5	12,304		12,5	12,304
По эл. дин. стойк. i уд  iдин.кА	32	31,23		32	31,23		32	31,23
По терм. стойк. Вк  Iту^2  tту.кА^2с	468,75	34,06		468,75	34,06		468,75	34,06

Выбирается выключатель BB/TEL-10-12,5/630 У2 I_н=630 А

Выбор трансформаторов тока

Таблица 7- Результаты выбора трансформаторов тока

Условия выбора	Трансформатор			Двигатель
	по каталогу	расчетный	по каталогу		Расчетный
Uн  Uр, кВ	11	10	11		10
Iн  Iр, А	100	54,65	100		36,42
Кту  Iкз / IТТ1  пр	45	34,8	45		34,,8
Кдин  iуд /  IТТ1	250	220,83	250		220,83

Выбирается трансформатор тока ТПЛ-10-100/5

11 Расчет и выбор релейной защиты

Релейная защита трансформатора

Максимальная токовая защита:

I_ср.р = k_н  k_сх k_сз I_нг / k_т.т k_возв,

где I_ср.р - ток срабатывания реле, А,

k_н - коэффициент надёжности,

k_возв - коэффициент возврата реле,

k_сх - коэффициент схемы,

k_сз - коэффициент срабатывания защиты,

k_т.т - коэффициент трансформации трансформатора тока,

I_нг - максимальный ток нагрузки, А.

I_нг = S_max / U_вн.ном ,

где S_max - максимальная мощность на низком напряжении с освещением и учётом потерь, кВА,

U_вн.ном - номинальное напряжение на высокой стороне трансформатора, В.

I_нг =898,32/ 10=51,9 А

I_ср.р.=1,2  1 2  51,9/ 20 0,85=7,33 А

Защита от бросков намагничивающего тока:

I_ср.р.= k_сх 4 I_нт / k_т.т

где I_нт – номинальный ток силового трансформатора, А.

I_ср.р.=1 4  36,42/ 20=7,3 А

Выбирается реле типа РТ - 40/10 I_ср.р = 8 А

Коэффициент чувствительности:

k_ч.=0,87 I_{кз.при в}/ I_ср.р.  k_т.т ,

где I_{кз.прив} – приведённый ток короткого замыкания, А,

I_{кз.прив}= I_кз / k_т.с ,

где I_кз – ток короткого замыкания в точке К6,А,

k_т.с. - коэффициент трансформации силового трансформатора.

I_{кз.прив}=15860/25=634,4 А

k_ч. =0,87 634,4/820=3,45 > 1,5

Токовая отсечка:

I_ср.р.= k_нт I_{кз.прив} / k_т.т

I_ср.р.=1,5 634,4/20=47,6 А

Выбирается реле типа РТ - 40/80 , I_ср.р = 50А

Коэффициент чувствительности:

k_ч. =0,87 I_{кз.прив}/ I_ср.р.  k_т.т,

k_ч. =0,87 10570/ 50  20=9,4 > 2

Защита от перегрузки:

I_ср.р.= k_н I_нг / k_возв k_т.т ,

где I_ср.р - ток срабатывания реле, А,

k_н - коэффициент надёжности.

I_сз.=1,05 51,9/0,85 20=3,205 А

Выбирается реле типа РТ-40/6 , I_ср.р = 4 А

Коэффициент чувствительности:

k_ч.=0,87 I_{кз.прив} / I_ср.р.  k_т.т

k_ч.=0,87  634,4/4 20=6,9 > 1,5

Защита от однофазных коротких замыканий на землю:

В основном выполняется установкой автоматических выключателей или предохранителей на выводах низшего напряжения.

Релейная защита двигателей

Максимальная токовая защита:

I_ср.р. = k_н. k_п. I_н.дв.. k_сх / k_возв k_т.т,

где k_н - коэффициент надежности,

k_п - кратность пускового тока двигателя,

I_н.дв. - номинальный ток двигателя, А,

k_сх - коэффициент схемы,

k_возв - коэффициент возврата.

I_ср.р = 1,2 7,5 54,65 1 / 0,85 20 = 28,93А

Выбирается реле типа РТ-40/60 , I_ср.р = 30 А

Коэффициент чувствительности:

k_ч.=0,87 I_{кз.прив} / I_ср.р.  k_т.т

k_ч.=0,87  10930/30  20=15,85 > 1,5

Защита от перегрузки:

I_ср.р = k_н I_н.дв. k_сх /k_возв k_т.т,

I_ср.р = 1,2 54,65  1 / 0,85 20 = 3,85 А

Выбирается реле РТ-40/10, I_ср.р = 4 А

Коэффициент чувствительности:

k_ч.=0,87 I_{кз.прив} / I_ср.р.  k_т.т

k_ч.=0,87  10930/4  20=95,09 > 1,5

Защита от асинхронного хода:

I_ср.р = 1,5 I_н k_сх / k_т.т ,

I_ср.р = 1,5 54,65 1/20=4,098 А

Выбирается реле РТ-40/6, I_ср.р =4,5 А

Коэффициент чувствительности:

k_ч.=0,87 I_{кз.прив} / I_ср.р.  k_т.т

k_ч.=0,87  10930/4,5  20=86,82 > 1,5

Защита минимального напряжения:

U_ср.р=0,6 U_н / К_тн ,

где U_н - номинальное напряжение сети, В,

k_тн - коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

U_ср.р = 0,710000 /100 = 70 В

Выбирается реле напряжения РН - 53/200, U_ср.р =70 В

Форсировка возбуждения:

U_ср.р= 0,85 U_н / k_тн ,

U_ср.р= 0,85 10000 / 100 = 85 В

Выбирается реле напряжения РН - 53 /200 U_ср.р =85 В

12 Расчет заземляющего устройства

Грунт - супесок,

Климатическая зона - II,

Сопротивление естественного заземлителя 6,8 Ом,

Нормальное сопротивление заземляющего устройства 4 Ом,

Искусственный заземлитель – уголок d= 73 мм,

Т.к. R_е > R_З., то необходимо искусственное заземление.

Определяется сопротивление растеканию искусственного заземления:

R_и = R_е R_з / R_е - R_з ,

где R_з - нормальное сопротивление заземляющего устройства, Ом,

R_е - Сопротивление естественного заземлителя, Ом.

R_и =6,8 4/6,8 - 4= 9,71 Ом

Определяется расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей:

_расч.в.= k_св _гр.,

где _гр - удельное сопротивление грунта в данной климатической зоне,

Ом м,

k_св - коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей,

_расч.в.=1,8 300 = 540 Ом м

Определяется расчётное удельное сопротивление грунта для горизонтальных полос:

_расч.г.= k_сг _гр,,

где k_сг- коэффициент сезонности для горизонтальных полос.

_расч.г.=4,5 300 = 1350 Ом м

Определяется сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя:

R_в =(0,366  _расч.в.)/ l  (lg (2  l /d) +¹/₂  lg (4t' + l / 4t' - l)) ,

где t'- расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м,

l- длина вертикального заземлителя, м,

d- для уголка 0,95b, м.

R_в = 0,366  540 /3  (lg (2  3 /0,057) +¹/₂  lg (4  2,2 +3 /4  2,2 -3))= 79,57 Ом

Определяется число вертикальных заземлителей:

n_в = R_в /_в  R_и ,

где _в- коэффициент использования вертикальных заземлителей.

n_в =79,57/0,78  9,71 10 шт

Определяется длина соединительной полосы:

l_г= 1,05 n_в а ,

где а - расстояние между вертикальными заземлителями, м.

l_г= 1,05 10 9= 94,5 м

Определяется сопротивление растеканию горизонтального заземлителя:

R_г =(0,366  _расч.г) / l_г  lg ( l_г ²/ dt) , Ом

где d - диаметр горизонтального заземлителя, м,

t - расстояние от поверхности земли до центра заземлителя, м.

R_г = 0,366  1350 /94,5 lg (94,5²/0,006 0,7)=33,106 Ом

Определяется действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования:

R_г' = R_г /_г ,

где _г.- коэффициент использования горизонтальных заземлителей.

R_г' =33,106/0,56=59,18 Ом

Уточняется сопротивление растеканию вертикального заземлителя с учетом сопротивления горизонтального заземлителя.

R_в'= R_г' R_и / R_г'- R_и ,

R_в'=59,18  9,71/59,18 – 9,71=11,6 Ом

Определяется уточненное число вертикальных заземлителей:

n_в' = R_в / _в  R_в',

n_в'=79,57/0,78  11,6 8 шт.

Принимается к установке 8 вертикальных заземлителей.