Нагрузка ТП хозяйства ОАО «Отечество»

Кабели до 1 кВ должны иметь  такую защиту лишь на участках, где  вероятны механические повреждения (например, в местах частых раскопок). Асфальтовые покрытия улиц и т. п. рассматриваются как места, где разрытия производятся в редких случаях.

Для кабельных линий до 20 кВ, кроме линий выше 1 кВ, питающих электроприемники I категории, допускается в траншеях с количеством кабельных линий не более двух применять вместо кирпича сигнальные пластмассовые ленты, удовлетворяющие техническим требованиям. Не допускается применение сигнальных лент в местах пересечений кабельных линий с инженерными коммуникациями и над кабельными муфтами на расстоянии по 2 м в каждую сторону от пересекаемой коммуникации или муфты, а также на подходах линий к распределительным устройствам и подстанциям в радиусе 5 м.

Сигнальная лента должна укладываться в траншее над кабелями на расстоянии 250 мм от их наружных покровов. При расположении в траншее одного кабеля лента должна укладываться по оси кабеля, при большем количестве кабелей - края ленты должны выступать за крайние кабели не менее чем на 50 мм. При укладке по ширине траншеи более одной ленты - смежные ленты должны прокладываться с нахлестом шириной не менее 50 мм.[6], [14]

 

1.7 Расчёт токов короткого замыкания на землю

Коротким замыканием называется всякое непредусмотренное нормальными  условиями работы замыкание между  фазами, а в сетях с заземлённой  нейтралью также замыкание одной или нескольких фаз на землю или нулевой провод. Причинами короткого замыкания являются повреждения изоляции и неправильные действия обслуживающего персонала.

Электрические сети трёхфазного  тока могут работать как с заземлённой, так и с изолированной нейтралью. Режим работы сети зависит от класса напряжения. Сети напряжением 380 В выполняются четырёхпроводными, то есть кроме трёхфазных проводов существует так же и нулевой провод. Он заземлён в начале и в конце линии, а также в промежуточных точках. Таким образом, сети напряжением 380 В сооружают с глухозаземлённой нейтралью. Сети напряжением 110 кВ и выше выполняют трёхпроводными, однако нейтраль всех или части трансформаторов заземляют, то есть так же получаются сети с глухозаземлённой нейтралью.[12]

Расчёт токов короткого  замыкания производят для решения  следующих основных задач:

• выбора схемы электрических соединений, её оценки и составления с другими;
• выявления условий работы потребителей в аварийных режимах;
• выбора аппаратов электроустановок и проверки проводников по условиям их работы при коротких замыканиях;
• проектирование защитных заземлений;
• определение влияния линий электропередачи на провода связи;
• подбора характеристик разрядников;
• проектирование и настройка релейных защит;
• анализа аварий в электроустановках;

Составим расчётную схему  ТП-1 с нанесением точек короткого  замыкания.

Рисунок 7 – Расчётная схема ТП-1, с нанесением точек короткого замыкания

 

Составим эквивалентную  схему замещения ТП-1.

 

Рисунок 8 – Эквивалентная схема замещения ТП-1

Рассчитаем трёхфазный ток короткого замыкания в точке К-1:

                                                     I_к.з⁽³⁾ =,                                                 (14)

где U_ср – среднее напряжение сети, В;

Z_тр – сопротивление трансформатора, Ом.

I_к.з⁽³⁾ == 14435 А = 14,4 кА.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-2:

                                                    I_к.з⁽¹⁾= ,                                                 (15)

где U_{ф ср}–среднее фазное напряжение, В;

Z_пр – сопротивление провода , Ом.

                                                  Z_пр= ,                                           (16)

где R_пр – активное сопротивление провода, Ом;

X_пр –индуктивное сопротивление провода, Ом.

                                                         R_пр=( R_{0 N+}R_{0 Ф})×L,                                    (17)

где R_{0 N} – активное сопротивление нулевой жилы, Ом;

R_{0 Ф} – активное сопротивление фазной жилы, Ом;

L – длинна линии, м.

                                                             X_пр=0,6×L,                                             (18)

X_пр = 0,6×0,19 = 0,114 Ом;

R_пр = ( 0,103+0,103)×0,19 = 0,039 Ом;

Z_пр = = 0,12 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 1835,6 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-3:

X_пр = 0,6×(0,24+0,09) = 0,198 Ом;

R_пр = ( 0,123+0,123)×0,33 = 0,081 Ом;

Z_пр = = 0,21 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 1069,8 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-4:

X_пр = 0,6×(0,12+0,06+0,15+0,1) = 0,258 Ом;

R_пр = ( 0,103+0,103)×0,43 = 0,088 Ом;

Z_пр = = 0,271 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 832,4 А.

 

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-5:

X_пр=0,6×0,12= 0,072 Ом;

R_пр=( 0,21+0,21)×0,12 = 0,05 Ом;

Z_пр= = 0,087 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ = = 2491,9 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-6:

X_пр = 0,6×0,12= 0,072 Ом;

R_пр = ( 0,21+0,21)×0,12 = 0,05 Ом;

Z_пр = = 0,087 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ = = 2491,7 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-7:

X_пр = 0,6×(0,11+0,05) = 0,096 Ом;

R_пр = ( 0,103+0,103)×0,16 = 0,032 Ом;

Z_пр = = 0,1 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 2190 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-8:

X_пр = 0,6×0,18= 0,108 Ом;

R_пр = ( 0,21+0,21)×0,18 = 0,075 Ом;

Z_пр = = 0,13 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 1687,5 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-9:

X_пр = 0,6×0,23 = 0,138 Ом;

R_пр = ( 0,46+0,46)×0,23 = 0,21Ом;

Z_пр = = 0,25 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 893,9 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-10:

X_пр = 0,6×(0,05+0,05) = 0,06 Ом;

R_пр = ( 0,34+0,34)×0,1 = 0,06 Ом;

Z_пр = = 0,09 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 2413,4 А.

 

 

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-11:

X_пр = 0,6×0,1= 0,06 Ом;

R_пр = ( 0,123+0,123)×0,1 = 0,02 Ом;

Z_пр = = 0,06 Ом;

I_к.з^{(1 )}== 3318,9А.

Составим расчётную схему  ТП-2 с нанесением точек короткого замыкания.

 Рисунок 8 – Расчётная схема ТП-2 с нанесением точек короткого замыкания

Составим эквивалентную  схему замещения ТП-2.

Рисунок 9 – Эквивалентная схема замещения ТП-2

 

Рассчитаем трёхфазный ток короткого замыкания в точке К-1:

I_к.з⁽³⁾ == 16528А = 16,5 кА.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-2:

X_пр = 0,6×1,4 = 0,8 Ом;

R_пр = ( 0,21+0,21)×1,4 = 0,588 Ом;

Z_пр = = 1 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ = = 228,9 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-3:

X_пр = 0,6×0,95 = 0,57 Ом;

R_пр = ( 0,34+0,34)×0,95 = 0,64 Ом;

Z_пр = = 0,86 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 266 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-4:

X_пр = 0,6×0,09 = 0,54 Ом;

R_пр = ( 0,64+0,64)×0,09 = 0,11 Ом;

Z_пр= = 0,55 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 1761,1 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-5:

X_пр = 0,6×(0,21+0,09) = 0,18 Ом;

R_пр = ( 0,158+0,158)×0,3 = 0,09 Ом;

Z_пр = = 0,2 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 1107,9 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-6:

X_пр = 0,6×0,08 = 0,048 Ом;

R_пр = ( 0,103+0,103)×0,08 = 0,016 Ом;

Z_пр = = 0,05 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 4212,5 А.

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-7:

X_пр = 0,6×(0,12+0,09) = 0,126 Ом;

R_пр = ( 0,34+0,34)×0,21 = 0,142 Ом;

Z_пр= = 0,19 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ = = 1181,9 А. 

Рассчитаем однофазный ток  короткого замыкания в точке К-8:

X_пр= 0,6×0,13 = 0,078 Ом;

R_пр = ( 0,46+0,46)×0,13 = 0,11 Ом;

Z_пр = = 0,14 Ом;

I_к.з⁽¹⁾ == 1590,6 А.

1.8 Выбор отключающих аппаратов и проверка их

на действие токов  короткого замыкания

 

Электрические аппараты защиты служат для отключения электрических  цепей в аварийных режимах.

Для защиты проводок и электрооборудования  от токов коротких замыканий применяются  плавкие предохранители и автоматические выключатели без выдержки времени, а для защиты от перегрузок – автоматические выключатели с выдержкой времени и электротепловые реле магнитных пускателей.

 

Плавкие предохранители включаются в каждую фазу электродвигателя или другого электроприёмника. Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, контактная система и корпус с дугогасительным устройством. При аварийном увеличении тока отключение электрической цепи происходит за счёт расплавления калиброванной плавкой вставки.

Для защиты электрических  цепей напряжением до 1000 В применяют следующие виды предохранителей: трубчатые без наполнителя ПР2; трубчатые разборные с закрытыми патронами и наполнителем ПН2, НПН.

Автоматические выключатели  предназначены для коммутации электрических цепей, а также для защиты от перегрузок и коротких замыканий. Контактная система автоматического выключателя замыкается и размыкается вручную с помощью рукоятки или кнопок; для отключения цепей при коротких замыканиях служит максимальное токовое реле прямого действия, для отключения при перегрузках – тепловое реле прямого действия (электромагнитный и тепловой расцепители ).[12]

Составим расчётную схему  для ТП-1.

 

 

Рисунок 10 – Расчётная схема ТП-1

Выбор автоматических выключателей производится по условиям:

1. по напряжению:

                                                   U_{н авт}≥U_{н сети},                                              (19)

где U_{н авт} – номинальное напряжение автомата, В;

U_{н сети} – напряжение сети, В.

2. по току:

                                                     I_{н авт}≥I_{р max},                                                (20)

где I_рmax – максимальный ток протекающий по токоведущим частям автомата в течении времени не менее 30минут, не превышающий I_н установки, А.

3. тепловой расцепитель:

                                                    I_{н теп расцеп}≥ К_н×I_рmax,                                                     (21)

где К_н – коэффициент. Принимаем К_н = 1,1 – 1,25.

Проверка автоматических выключателей на действие токов короткого замыкания производится по формуле:

                                                                  _³,                                             (22)

где I_н.т.рас – номинальный ток теплового расцепителя, А;

I_к.з⁽¹⁾ – ток однофазного короткого замыкания, А.

Проверка предохранителя на действие токов короткого замыкания  производится по формуле:

                                                                  _³,                                             (23)

где I_пл.вст – номинальный ток плавкой вставки, А;

I_к.з⁽³⁾ – ток трёхфазного короткого замыкания, А.

Выбираем автоматический выключатель для линии Л – 1:

ЭО6С ;     U = 380В;     I_авт = 800 А;

1. По напряжению:

380 В ≥230 В;

2. По току:

800А ≥270,9 А;

3. Тепловой расцепитель:

I_{н теп расцеп} ≥1,2×270,9 А;

I_{н теп расцеп} ≥325 А;

Выбираем тепловой выключатель  I_{н теп расцеп} = 400 А;

400А≥ 325А;

Проверим автоматический выключатель на действие токов короткого  замыкания:

 3;

3.

Данный автоматический выключатель  сработает при коротком замыкании.

Выбираем автоматический выключатель для линии Л – 2:

ЭО6С;     U = 380 В ;    I_авт = 800 А;

1. По напряжению:

380 В ≥ 230 В;

2. По току:
800. А≥ 158,4 А;
3. Тепловой расцепитель:

I_{н теп расцеп} ≥1,2×158,4 А;

I_{н теп расцеп} ≥190 А;

Выбираем тепловой выключатель  I_{н теп расцеп} = 250 А;

250 А ≥ 190 А;

Проверим автоматический выключатель на действие токов короткого  замыкания:

3;

3.Данный автоматический выключатель сработает при коротком замыкании.

Выбираем автоматический выключатель для линии Л – 3:

ЭО6С;     U = 380 В;     I_авт = 800 А;

1. По напряжению:

380 В ≥ 230 В;

2. По току:

800 А ≥ 193,7 А;

3. Тепловой расцепитель:

I_{н теп расцеп} ≥1,2×193,7 А;

I_{н теп расцеп} ≥232,4 А;

Выбираем тепловой выключатель  I_{н теп расцеп} = 250 А;

250 А ≥ 232,4 А;

Проверим автоматический выключатель на действие токов короткого  замыкания:

3;

3.Данный автоматический выключатель сработает при коротком замыкании.

Выбираем автоматический выключатель для линии Л – 4:

ЭО6С;     U = 38 В;     I_авт = 800 А;

1. По напряжению: