Разработка системы электроснабжения механического цеха (стр. 7 из 18)
Пример выбора автомата приводится для линии КТП – РП-18.
Выбирается автомат ВА51-29 с IН.РАСЦ. = 31,5 А.
Условие выполняется.
Ток срабатывания отсечки принимается равным десятикратному току расцепителя:
.Условие выполняется.
После выбора автоматов предварительно выбранные сечения проводников (проводов, кабелей) по условию нагрева и по потере напряжения должны быть проверены на выполнение условия защиты проводников от перегрева токами короткого замыкания. Необходимо рассчитать, чтобы номинальные токи расцепителей аппаратов защиты по отношению к допустимым длительным токовым нагрузкам проводников имели кратность не более 100%. Выполнение этого условия гарантирует в случае короткого замыкания срабатывание выключателя раньше, чем провод или кабель нагреется до опасной температуры. Если это условие не выполняется, то выбирают проводник с большей площадью сечения и с большим допустимым током.
Условие проверки, %,
где k – кратность номинального тока расцепителя аппарата защиты по отношению к допустимой длительной токовой нагрузке проводника /4/, о.е.;
.Условие выполняется.
Проверка автомата:
1) Чувствительность однофазному току КЗ:
; 
;2) По отключающей способности:
, 
;3) На динамическую устойчивость:
, 
.Выбранный автомат не проходит по максимальным токам КЗ , но допускается к установке т.к. вводной автомат имеет ток срабатывания отсечки меньше, чем ток одноразовой коммутационной способности выбранного выключателя, и отключит КЗ.
Выбор автоматов других линий приводится в таблице 2.7.
Выбор вводного автомата на КТП производится по номинальному току трансформатора, с учётом перегрузки.
Номинальный ток трансформатора с учётом перегрузки, А,
Выбирается автоматический выключатель типа ВА53-43 с IН.РАСЦ. = 1600 А.
Выбор секционного автомата на КТП производится по току трансформатора, А,
Выбирается автоматический выключатель типа ВА53-41 с IН.РАСЦ.= 1000 А.
Выбор автомата на КТП на линию к конденсаторной установке производится по зарядному току КУ, А,
, 
.Выбирается автоматический выключатель типа ВА51-39 с IН.РАСЦ. = 630 А.
Выбор коммутационных аппаратов производится также для распределительных пунктов РП-15 и РП-18 аналогично выбору выключателей на КТП. Результаты приводятся в таблице 2.7.
2.6.2 Выбор автоматических выключателей в ЩО
Выбор автоматов в ЩО производится по расчетному току групповых и питающих (для МЩО) линий, чтобы выполнялось условие Ip<Iн.расц . Для групповых линий на основании таблицы 2.2 выбираются автоматы ВА51-29 с номинальными токами расцепителей 6,3, 10 и 16 А для соответствующих участков. Для питающих линий выбираются автоматы ВА51-29. Для щита ЩО4 номинальный ток расцепителя 6,3 А; для щитов ЩО3 и ЩО6 - 10 А; для щитов ЩО1 и ЩО9 - 16 А; для щитов ЩО5, ЩО7 и ЩО8 - 25 А. На линии к магистральному щиту освещения устанавливается выключатель ВА52-33 с Iн.расц=125 А.
2.6.3 Выбор силовых распределительных пунктов и групповых
щитов освещения
Для распределения электроэнергии применяют распределительные шкафы (пункты) с автоматическими выключателями или плавкими предохранителями. Распределительные пункты серий ПР11, ПР24 и ПР9000 снимают с производства. Вместо них для сетей переменного тока 50 Гц выпускаются шкафы ПР8501 для силовых и осветительных ЭУ, которые с трёхполюсными выключателями могут быть использованы также и для силовых ЭП. Продолжается выпуск силовых распределительных шкафов серии ШР11 с плавкими предохранителями ПН-2 (или НПН-2) и с рубильником на вводе.
Принимаются к установке силовые распределительные шкафы серии ПР8501 с зажимами на вводе.
В качестве групповых щитов освещения используется распределительные пункты ПР8501 с зажимами на вводе с однополюсными автоматами типа ВА51-29.
2.10 Релейная защита трансформатора цеховой подстанции
В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются короткие замыкания, вследствие которых нарушается нормальная работа системы электроснабжения.
При протекании токов короткого замыкания элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключение поврежденного участка или сети.
С учётом требований ПУЭ для защиты силовых трансформаторов цеховой подстанции используются следующие виды защит:
1) Токовая отсечка – предназначена для защит от междуфазных коротких замыканий на стороне высокого напряжения трансформатора и на его ошиновке. Эта защита не должна работать при междуфазных коротких замыканиях на стороне 0,4 кВ и при коротких замыканиях на отходящих линиях. Данная защита является быстродействующей, действует на отключение трансформатора.
2) МТЗ – предназначена для защиты от всех видов повреждений внутри обмотки и на выводах, а также для осуществления резервирования защит отходящих присоединений. Данная защита также может при необходимости обеспечить дальнее резервирование, имеет выдержку времени. Работает на отключение трансформатора.
3) Токовая защита нулевой последовательности – предназначена для защиты от однофазных замыканий на стороне 0,4 кВ трансформатора в зоне резервирования, является основной. Устанавливается на трансформаторах со схемой соединения D/U0, U/U0. Отстраивается от тока небаланса, работает на отключение межсекционного и вводного автомата.
В данном случае для защиты от токов однофазного короткого замыкания используется автоматический выключатель установленный на стороне 0,4 кВ после трансформатора и следовательно, токовая защита нулевой последовательности не применяется.
4) Газовая защита – от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделением газа и от понижения уровня масла, выполняется с использованием реле давления и мембраны в крышке бака трансформатора.
5) Токовая защита от перегрузки – предназначена для защиты от токов, обусловленных перегрузкой трансформаторов, действует на сигнал.
Расчет параметров срабатывания максимальной токовой отсечки:
Ток срабатывания мгновенной токовой отсечки (МТО), А,
,где кот – коэффициент отстройки, принимается равным 1,2, о.е;
– максимальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени, на стороне низкого напряжения трансформатора, А;кТ – коэффициент трансформации защищаемого трансформатора, о.е;
.Ток срабатывания реле МТО, А,
,где ксх – коэффициент схемы, равный 1, о.е;
кТТ – коэффициент трансформации трансформатора тока, о.е;
Трансформатор тока выбирается по номинальному току трансформатора на стороне высокого напряжения IВН.ном, А,
, 
.Принимается трансформатор тока с номинальным первичным током 75А, имеющий ктт=15.
.Коэффициент чувствительности защиты, о.е,
,где
– ток двухфазного короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, А; 
,где
– ток трёхфазного короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора, принимается, в связи малой протяжённостью высоковольтной КЛ, равным току трёхфазного КЗ на шинах РУ 6 кВ, А; 
; 
,т.е. требуемая чувствительность обеспечивается.
Расчет параметров срабатывания максимальной токовой отсечки МТО:
,