Электроснабжение механического цеха (стр. 3 из 5)

y2 = 1.5 , Ãизм.= 0.6 × 10 [Ом]

Решение :

Ток однофазного заземления на землю в сети 6 [кВт]

Iз = U ( 35 lкаб + lв) / 350

где U - напряжение питающей сети

lкаб - длина кабеля

lв - длина воздушной линии

Сопротивление заземляющего устройства для сети 6 [кВт]

R = Uз / Iз

где Uз - заземляющее напряжение

Iз - ток однофазного заземления на землю

Rз = 125 /3 = 41.7 [Ом]

Rз = 41.7 [Ом]

Сопротивление заземления для сети 0.4 [кВт] с глухо заземленной нейтралью должно быть не более 4 [Ом]

Расчетное удельное сопротивление группы равняется

гр = y2×Ãизм.

4 3

Ãгр = 1.5 × 0.6× 10 = 9 × 10 [Ом × м]

Ãгр = 9 × 10 [Ом × м]

Выбираем в качестве заземлителей прутковое заземление длиной l = 5м

Сопротивление одиночного пруткового электрода равно

Rо.пр. = 0.00227 × 9000 = 20.43 [Ом]

Rо.пр. = 20.43 [Ом]

Применяемые заземлители размещаются в ряд с расстоянием между ними а=6м

Коэффициент экранирования h=0.8 при а>1 , R=4 [Ом]

n = Rо.пр. / hRэ

где Rо.пр. - сопротивление одиночного пруткового электрода

Rэ - сопротивление взятое из правил установки электро оборудования

n = 20.43 / 0.8 × 4 = 6.38 , округляем в большую сторону

n = 7 [шт]

Заземление включает в себя семь прутков.

2.7. Расчет токов короткого замыкания от источников питания с неограниченной энергии

При расчете токов короткого замыкания важно правильно составить расчетную схему , т.е. определить что находиться между точкой короткого замыкания и источником питающим место короткого замыкания , а для этого необходимо рассчитать токи короткого замыкания . Предположим , что подстанция подключена к энергосистеме мощностью S = ¥ , питающее режимное сопротивление системы Хо = 0

Uн=10 кВт

К1 К2

энергосистема

кабель ТС3-400

l=5 км l=0.4 км

АСБ(3х15) ААБ(3х70) Uк=5.5%

Sc=¥; Хс=0 шины ГРП

подстанция потребителя

Для удобства расчета используются системы относительных и базисных величин. Sб - базисная мощность , величина которой принимается за 1.

Для базисной мощности целесообразно принимать значения 100 , 1000 [кВт]

или номинальную мощность одного из источников питания.

Uб - базисное напряжение , принимается равным номинальным (250,115,15,3,0.525,0.4,0.25)

Сопротивление в относительных единицах при номинальных условиях:

реактивное - Х* = Ö3 ×Iном×Х/Uном = Х ( Sном /Uном )

где Iном - номинальный ток питающей сети

Х - реактивное сопротивление сети

Uном - номинальное напряжение сети

Sном - номинальная мощность

активное - R* = Ö3 ×Iном×R/Uном = R ( Sном /Uном )

где R - активное сопротивление сети

2 2

полное - Z* = ÖR*+Х*

где R* и Х* - активное и реактивное сопротивление сети в относительных единицах

Все эти сопротивления приводятся к базисным условиям( ставится буква б )

Изобразим электрическую схему заземления

К1 К2

Х1*б R1*б Х2*б R2*б

l=5 км l=0.4 км

шины ГРП

Х1*б и R1*б - активное и реактивное сопротивления кабельной линии , от электро системы до ГРП завода

Х2*б и R2*б - активное и реактивное сопротивления , от ГРП завода до цеховой подстанции

Х3*б - реактивное сопротивление трансформатора

R3*б - принимаем равным нулю из-за его малости

Принимаем S = 100

U = 0.3[кВ]

Xо = 0

Sо = ¥

Приводим сопротивления к базисным величинам

Х1*б = Хо ×l×Sб / U1б

где Хо - реактивное сопротивление на 1км кабельной линии

l - длина кабеля от энергосистемы до ГРП завода

Sб - базисная мощность источника питания

U1б - базисное напряжение кабельной линии

Х3 - реактивное сопротивление сети

Х1*б = 0.08×5×100 / 100 =0.4

Х1*б = 0.4

3 2

R1*б = 10 ×l×Sб / g×S × U1 б 2

где g - удельная проводимость , равна 32[м/ом × мм ]

R1*б = 1000×5×100 / 32×150×100 = 1.04

R1*б =1.04

Хо - реактивное сопротивление на 1км кабельной линии

Х=0.08

Х2*б=0.08×0.4×100/100 = 0.03

Х2*б=0.03

3 2

R2*б=10 × 0.4 × 100/32 × 70 × 10

R2*б= 0.18

Х3*б= Uк ×Sб/100 ×Sном.тр.

Х3*б= 4.5×100 / 100×0.4 = 11.25

Х3*б= 11.25

Определяем суммарные сопротивления до точки К1

åХ*бК1 = Х1*б = 0.4

åR*бК1 = R1*б = 1.04

Разделим первое на второе

n n

åХ*бК1 / åR*бК2 = 0.4 / 1.04 = 0.38 > 3 , т.е. R необходимо учесть

1 1

где Х*бК1 - суммарное реактивное сопротивление

R*бК2 - суммарное активное сопротивление

Полное сопротивление до точки К1

n 2n 2

Z*бК1 = ÖåR*бК1 + åХ*бК1

2 2

Z*бК1 = Ö 0.4 + 1.04 = 1.1

Z*бК1 = 1.1

Определим суммарное сопротивление до точки К1

åR*бК2 = R1*б + R2*б

где R1*би R2*б - базисные реактивные сопротивления для К1 и К2

åR*бК2 = 1.04 + 0.18 = 1.22

åХ*бК2=Х1*б+Х2*б+Х3*б

åХ*бК2 = 0.4+0.03+11.25= 11.68

åХ*бК2 = 11.68

Разделим первое на второе

n n

åХ*бК2 / åR*бК2 = 11.68 / 1.22 = 9.6 >0.3

Определяем полное сопротивление до точки К2

n 2 n2

Z*бК2 = ÖåR*бК2 +åХ*бК2

Z*бК2 = Ö 1.48 + 139.4 = 11.74

Z*бК2 =11.74

Определяем базисные токи

I1б = Sб / Ö3 ×U1б

I1б = 100 / (Ö3 × 10) = 5.8 [кА]

I1б = 5.8 [кА]

I2б = Sб / Ö3 ×Uб2

I2б = 100 / (Ö3 × 0.4) = 144.5 [кА]

I2б = 144.5 [кА]

Определим сверх переходной ток в точке К1

I``К1 = I1б / Z*бК1

I``К1 = 5.8 / 1.1 = 5.3[кА]

I``К1 = 5.3[кА]

Так как расчет производиться с учетом активного сопротивления , то при подсчете нельзя брать рекомендованные значение ударных токов Iуд , Iуд = 1.3 ¸ 1.8 , их нужно вычислить.

Определим постоянную времени затухания

n n

Tа1 = åХ*бК1 / 314 åR*бК1

1 1

Tа1 = 0.4 / 314 × 1.04= 0.0012 [сек]

Tа1 = 0.0012 [сек]

Т.к. ударный ток необходимо определить для времени срабатывании защиты t=0.01сек , то

- t/Tа1

Куд1 = 1 + е

- 0.01/0.12

Куд1 = 1 + 2.72 = 1.0003

Куд1 = 1.0003

В этом случае Куд можно принять до 1.3 , тогда значение удельного тока

iуд1 = I``К1 × Куд1 ×Ö2

где Куд - ударный коэффициент

I``К1 - сверх периодный ток

iуд1 = 5.3 × 1.3 ×Ö2 = 9.7 [кА]

iуд1 = 9.7 [кА]

Действующее значение ударного тока

Iуд1 = iуд1 Ö 1+2 (Куд1-1)

где iуд - мгновенное значение ударного тока

Iуд1 = 9.7Ö 1+2 (1.3-1) = 10.5[кА]

Iуд1 = 10.5 [кА]

Определяем токи короткого замыкания в точке К2