Проектирование системы электроснабжения производственного участка, страница 10

Во всех дальнейших расчетах используем данные таблиц 2.8, а не таблицы 2.3.

В ходе расчетов выяснилось, что есть электроприемники, которые подключаются напрямую к РУ 0,4 КВ. К ним относятся:

СП1:печь диэлектрического нагрева;       

СП2: печь диэлектрического нагрева, продольно-строгальный станок;    

СП3: продольно-строгальный станок

2.7.  Расчет тока однофазного короткого замыкания и оценка чувствительности защиты

В низковольтных сетях систем электроснабжения для проверки на чувствительность к срабатыванию автоматических выключателей требуется рассчитать ток однофазного короткого замыкания как наименьшего (и, следовательно, самого тяжелого) по амплитуде. Расчет тока однофазного короткого замыкания производится для наиболее удаленного от трансформаторной подстанции электроприемника, так как если выключатель почувствует и отключит наименьший ток короткого замыкания, то он, естественно, почувствует и больший ток короткого замыкания, который соответствует электроприемникам, которые расположены ближе к трансформаторной подстанции. Расчет производится для питающей и для распределительной низковольтных силовых сетей.

2.7.1.  Расчет тока однофазного короткого замыкания и оценка чувствительности защиты низковольтной силовой питающей сети

При оценке чувствительности защиты низковольтной силовой питающей сети замыкание устраиваем после силового питающего кабеля.

Рис.2.2. Схема замещения однофазного короткого замыкания при замыкании после силового питающего кабеля      

Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле:

                                                                                 (2.4)

Uф ср -  среднее фазное напряжение, Uф ср = 220В.

Zтр(1) – полное сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании.

Для масляного трансформатора ТМ400/10 с соединением обмоток ∆/Yн

Zтр(1) = 54 мОм [4, стр.137].

Zп ф-0 – полное сопротивление петли фаза-нуль, включающее все сопротивления проводников начиная от понижающего трансформатора.

                                                  (2.5)

где Rф, Xф  – активное и реактивное сопротивления фазного провода,

R0, X0 – активное и реактивное сопротивления нулевого провода.

Так в выбранном кабеле фазный и нулевой провод имеют одинаковое сечение, то Rф = R0, Xф = X0, следовательно, приведенная выше формула примет следующий вид:                          (2.6)

Активное и реактивное сопротивления находятся по следующим формулам:

Rф = rф·l, Xф = xф·l.                                                                                 (2.7)

          Так как схема питающей низковольтной сети магистральная, то

Zп ф-0 = Zкл сп2 + Zкл сп3.

Для кабеля 2*АВВГ 4*70(СП2) [4, стр.139]:

lкл = 9 м,

rф = 0,447/2=0,2235 Ом/км,

xф = 0,082/2=0,041 Ом/км.

Для кабеля АВВГ 4*16(СП3) [4,стр.139]:

lкл = 39 м,

rф = 1,95 Ом/км,

xф = 0,095 Ом/км.

Тогда по формуле (2.6)

Допустимое время срабатывания защиты питающей низковольтной сети составляет 5 с, т.е. tдоп=5с.

Время срабатывания выбранных автоматических выключателей для защиты низковольтной силовой питающей сети не должно превышать допустимое: tср≤tдоп.

Время срабатывания выключателя определяется по времятоковой характеристике выключателя ВА57-39(для СП2) [5/Автоматы/ДЗНВА/ВА57, стр.12]:

Iкз(1)/In=1152/250=4,608, где

In – номинальный ток автоматического выключателя, равный току теплового расцепления Iтр.

Теперь находим на времятоковой характеристике время срабатывания выключателя при таком соотношении номинального тока и тока однофазного короткого замыкания:tср=0,008 с.

tср<tдоп, значит выключатель выбран верно.

2.7.2.  Расчет тока однофазного короткого замыкания и оценка чувствительности защиты низковольтной силовой распределительной сети

При оценке чувствительности защиты низковольтной силовой распределительной сети замыкание устраиваем после силового распределительного провода.

Рис. 2.3. Схема замещения однофазного короткого замыкания при замыкании после силового распределительного провода

Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле  (2.4).

Так как схема питающей низковольтной сети магистральная, то с учетом низковольтной распределительной сети:

Zп ф-0 = Zкл сп2 + Zкл сп3+Z_{АВП 4*(1*2,5)}.                                                   (2.8)

Для кабеля 2*АВВГ 4*70(СП2) [4, стр.139]:

lкл = 9 м,

rф = 0,447/2=0,2235 Ом/км,

xф = 0,082/2=0,041 Ом/км.

Для кабеля АВВГ 4*16(СП3) [4,стр.139]:

lкл = 39 м,

rф = 1,95 Ом/км,

xф = 0,095 Ом/км.

Для провода АВП 4(1*2,5) [4, стр.139]:

lл = 9,75 м,

rф = 12,5 Ом/км,

xф = 0,116 Ом/км.

Тогда по формуле (2.8):

Тогда  по формуле (2.4):  

Допустимое время срабатывания защиты распределительной низковольтной сети составляет 0,4 с, т.е. tдоп=0,4с.

Время срабатывания выбранных автоматических выключателей для защиты низковольтной силовой распределительной сети не должно превышать допустимое: tср≤tдоп.

Время срабатывания выключателя определяется по времятоковой характеристике выключателя ВА61-29 [5/Автоматы/ДЗНВА/ВА61-29, стр. 5]:

Iкз(1)/In=505.747/10=50,5747, где

In – номинальный ток автоматического выключателя, равный току теплового расцепления Iтр.

Найти на времятоковой характеристике время срабатывания выключателя при таком соотношении номинального тока и тока однофазного короткого замыкания не представляется возможным, откуда следует, что время срабатывания автоматического выключателя не превышает допустимое, а значит, выключатель выбран верно.