Индуктивное сопротивление линии
Хл=Хо·l=0,35·380=133 Ом (5.22)
где, Хо - индуктивное сопротивление провода, для провода марки А-35 Хо=0,35 Ом/м
l - длина линии, м
Активное сопротивление линии
Rл=Rо·l=0,85·380=323 Ом (5.23)
где, Rо - активное сопротивление провода, для провода марки А-35 Rо=0,59 Ом/м
Результирующее сопротивление
Zрез=√ (Хл) ²+ (Rл) ²=√ (133) ²+ (323) ²=349 Ом (5.24)
Сопротивление второй отходящей линии, длина линии l=80м
Индуктивное сопротивление линии
Хл=0,35·80=28 Ом
Активное сопротивление линии
Rл=0,85·80=68 Ом
Результирующее сопротивление.
Zрез=√ (28) ²+ (68) ²=73,5 Ом
Сопротивление третьей отходящей линии, длина линии l=120м индуктивное и активное сопротивления выбранного провода Хо=0,35 Ом/м Rо=0,59 Ом/м стр 40 (л-7)
Индуктивное сопротивление линии.
Хл=0,35·120=42 Ом
Активное сопротивление линии
Rл=0,59·120=70,8 Ом
Результирующее сопротивление
Zрез=√ (42) ²+ (70,8) ²=82,3 Ом
Определяем токи коротких замыканий в точке К1
Трехфазный ток к. з. в точке К1
I³к2=Uном/ (√3· (Zт+Zл)) =400/ (1,73· (29+349)) =0,61 кА (5.25)
Двухфазный ток к. з.
I²к2=0,87·I³к2=0,87·0,61=0,53 кА (5.26)
Однофазный ток к. з.
Iк2=Uф/√ [ (2· (Rл) ²) + (2· (Хл) ²)] +1/3Zтр. =230/√ [ (2· (323) ²) + (2· (133) ²)] +104=0,38кА
где, Zтр. - сопротивление трансформатора приведенное к напряжению 400 В при однофазном к. з.
Расчет токов коротких замыканий в точке К3. Трехфазный ток к. з.
I³к3=400/ (1,73· (29+73,5)) =2,2 кА
Двухфазный ток к. з.
I²к3=0,87·2,2=1,9 кА
Однофазный ток короткого замыкания
Iк3=230/√ [ (2· (68) ²) + (2· (28) ²)] +104=1,1 кА
Расчет токов коротких замыканий в точке К4
Трехфазный ток к. з.
I³к. з. =400/ (1,73· (29+82,3)) =2 кА
Двухфазный ток к. з.
I²к. з. =0,87·2=1,7 кА
Однофазный ток к. з.
Iк4=230/√ [ (2· (70,8) ²) + (2· (42) ²)] +104=1 кА
Выбор оборудования на питающую подстанцию.
Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях.
Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканий или ненормальных режимах работы, а также для нечастых оперативных включений и отключений. Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.
Uн. а≥Uн. у.
Iн. а≥Iн. у. (5.28)
Iн. р. ≥Кн. т. ·Iраб
Iпред. отк. ≥Iк. з.
где, Uн. а. - номинальное напряжение автомата
Uн. у. - номинальное напряжение установки
Iн. а. - номинальный ток автомата
Iн. у. - номинальный ток установки
Iраб - номинальный или рабочий ток установки.
Кн. т. - коэффициент надежности расцепителя.
Iпред. окл. - максимальный ток короткого замыкания который автомат может отключить без повреждения контактной системы
Iк. з. - максимально возможный ток короткого замыкания в месте установки автомата.
Выбор автомата для первой отходящей линии. Рабочий ток линии
Iраб=S/√3·Uн=65,2/1,73·0.4=94,4 А (5.29)
где, S - полная мощность первой линии, из предыдущих расчетов Sл=65,2 кВа
Определяем рабочий ток с учетом коэффициента теплового расцепителя
Кн. т. ·Iраб=1,1·94,4=103,8 (5.30)
Принимаем для первой питающей линии автомат серии А3710Б с Iн=160 А Iн. р. =120 А и Iпред. отк=32 кА
Uн. а. =440В≥Uн. у. =380В
Iн. а. =160А≥Iраб=94,4А (5.31)
Iпред. откл=32А≥Iк. з. =0,61кА
Максимальный ток короткого замыкания взят из предыдущих расчетах.
Все условия выполняются, значит, автомат выбран верно.
Выбор автомата на второй отходящей линии.
Рабочий ток линии.
Iраб=Sл/√3·Uн=92,8/1,73·0,4=134,6 А (5.32)
Расчетный ток теплового расцепителя
Кн. р. ·Iраб=1,1·134,6=148,2 А (5.33)
Для второй линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн. р. =150А и Iпред. отк. =38А
Выбор автомата на второй отходящей линии.
Рабочий ток линии
Iраб=114,1/1,73·0,4=165,3 А (5.34)
Расчетный ток теплового расцепителя.
Кн. р. ·Iраб=1,1·165.3=181,8 (5.35)
Для третьей линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн. р. =200 А и Iпред. окл=38 А
Таблица 5.3 Технические данные выбранных автоматических выключателей.
| Типвыключателя | НоминальныйТок выключателя, А | Номинальныйток расцепителя. А | Предельныйток отключенияпри напряжении380В, А |
| А3710Б | 160 | 120 | 32 |
| А3134 | 200 | 150 | 38 |
| А3134 | 200 | 200 | 38 |
Выбор трансформатора тока.
Выбор трансформатора тока сводится к сравнению тока в первичной цепи к току в форсированном режиме.
Номинальный первичный ток.
Iн1=Sн. т. /√3·Uн=250/1,73·0,4=362,3 А (5.31)
где, Sн. т. - номинальная мощность выбранного трансформатора
Uн - номинальное напряжение с низкой стороны.
Ток в цепи в форсированном режиме.
Iраб. фор. =1,2·362,3=434,7 А (5.32)
Выбираем трансформатор тока серии ТК-20 у которого Uном=660В Iном=400А стр 112 (л-6)
I1=500А≥Iраб. фор. =434,7А (5.33)
У выбранного трансформатора тока выполняется условие по первичному току, значит, окончательно принимаем именно его.
Выбор рубильника.
Рубильник предназначен для нечастых включений и отключений вручную электроустановок до 660В. Выбор рубильника сводится к сравнению рабочего тока электроустановки к номинальному току на которое расчитана его контактная система. Из предыдущих расчетах Iраб=362,3А
Принимаем рубильник серии Р34 с Iн=400 А стр.112 (л-7)
Iн. руб=400А≥Iраб=362,3А (5.34)
Условие выполняется, значит, рубильник выбран верно.
Выбор оборудования с высокой стороны.
Выбор предохранителя с высокой стороны.
Высоковольтные предохранители в схемах электроснабжения потребителей применяют в основном для защиты силовых трансформаторов от токов коротких замыканий.
Ток номинальный трансформатора с высокой стороны.
Iн. тр. =Sн. тр. /√3·Uн=250/1,73·10=14,4 А (5.35)
где, Sн. тр. - номинальная мощность силового трансформатора
Uн - номинальное напряжение с высокой стороны
По номинальному току трансформатора выбираем плавкую вставку, обеспечивающую отстройку от бросков намагничивающего тока трансформатора.
Iв= (2…3) Iн. тр. =2,5·14,4=36 А (5.36)
Выбираем предохранитель ПК-10/40 с плавкой вставкой на 40 А
Выбор разъединителя
Разъединитель предназначен для включения и отключения электрических цепей под напряжением но без нагрузки а также он создает видимый разрыв. Выбор разъединителя производится по следующим условиям.
Uн. р. ≥Uн. у (5.37)
Iн. р. ≥Iраб
где, Uн. р. - номинальное напряжение разъединителя
Uн. у - номинальное напряжение установки
Iн. р. - ток номинальный разъединителя
Iраб - максимальный рабочий ток.
Из предыдущих расчетах Iраб=13,2 А, номинальное напряжение с высокой стороны Uн. у. =10 кВ
Принимаем разъединитель РЛН-10/200 с Iн. р. =200А и Uн. р. =10 кВ
Проверка выбранного разъединителя по условиям.
Uн. р. =10кВ≥Uн. у. =10кВ
Iн. р. =200А≥Iраб=13,2А
Все условия выполняются, значит, разъединитель выбран верно.
Таблица 5.4 Данные разъединителя заносим в таблицу.
| Типразъединителя | Номинальный токразъединителя, А | Амплитудапредельного сквозноготока короткого замыкания, кА | Масса, кг |
| РЛН-10/200 | 200 | 15 | 20 |
Выбор разрядников с высокой и низкой стороны.
Защиту элементов электроустановки от перенапряжений осуществляют при помощи вентильных разрядников. С высокой стороны выбираем разрядник типа РВО-10 разрядник вентильный облегченной конструкции, наибольшее допустимое напряжение U=12,7 кВ, пробивное напряжение при частоте 50 Гц не менее 26 кВ. Со стороны 0,4 кВ принимаем вентильный разрядник типа РВН-0,5 стр.65 (л-7)
Расчет заземляющих устройств.
Подстанция питающая ферму расположена в 3 климатической зоне, от трансформаторной подстанции отходят 3 воздушные линии (В. Л) на которых в соответствии с ПУЭ намечено выполнить 6 повторных заземлений нулевого провода. Удельное сопротивление грунта ρ0=120 Ом. Заземляющий контур в виде прямоугольного четырехугольника выполняют путем заложения в грунт вертикальных стальных стержней длиной 5 метров и диаметром 12 мм, соединенных между собой стальной полосой 40·4 мм. Глубина заложения стержней 0,8 м полосы 0,9 м.
Расчетное сопротивление грунта стержней заземлителей.
Ррасч=Кс·К1·ρ0=1,15·1,1·120=152 Ом·м (5.38)
где, Кс - коэффициент сезонности принимают в зависимости от климатической зоны, Кс=1,15
К1 - коэффициент учитывающий состояние грунта при измерении К1=1,1
Сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали.
Rв=0,366·ρрасч (2·l/lgd+0,5lg· (4hср+l/4hср-l)) /l=0,366·152 (2·5/lg0,012+0,5lg· (4·3,3+5/
/4·3,3-5)) /5=31,2 Ом (5.39)
где, d - диаметр стержня
l - длина электрода
h - глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины трубы или стержня.
Сопротивление повторного заземлителя Rп. з. не должно превышать 30 Ом при ρ=100 Ом·м и ниже. При ρ>100 Ом·м допускают применять
Rп. з. =30ρ/100=30·152/100=45 Ом (5.40)
Для повторного заземления принимаем один стержень длиной 5 м и диаметром 12 мм, сопротивление которого 34,5Ом<45Ом
Общее сопротивление всех 6 повторных заземлителей.
rп. з. =Rп. з. /n=31,2/6=5,2 Ом (5.41)
где, Rп. з. - сопротивление одного повторного заземления
n - число стержней
Расчетное сопротивление заземления в нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений.
rиск=rз·rп. з. / (rп. з. - rз) =4·5,2/ (5,2-4) =17,3 Ом (5.42)
где, rз - сопротивление заземлителей.
В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом.
rиск=125/8=15,6 Ом (5.43)
Принимаем для расчета наименьшее из этих значений rиск=10 Ом
Определяем теоретическое число стержней.
nт=Rв/rиск=31,2/10=3,12 (5.44)
Принимаем 4 стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м один от другого. Длина полосы связи.
lr=а·n=5·4=20 м (5.45)
Сопротивление полосы связи.
Rп=0,366·ρрасч·lg [2l²/ (d·n)] /l=0,366·300·lg [2-20²/0,04·82] /20=24,2Ом (5.46)
ρрасч=2,5·1·120=300 Ом таблица 27.2 и 27.9 (л-7). При n=4 а/l=5/5=1 ηв=0,69 и ηг=0,45.
Действительное число стержней.
nд=Rв·ηг [1/ (rиск·ηг) - 1/Rп] ηв=31,2·0,45 [1/ (10·0,45) - 1/24,2] ·0,69=3,5 (5.47)
Принимаем для монтажа nт=nд=4 стержня и проводим проверочный расчет.