Выбор автоматического выключателя FA1

ЗАДАНИЕ

СХЕМА №5

Выбрать указанные в номере варианта защитные аппараты и проверить их по условиям селективности и чувствительности. Выбранные защитные аппараты можно не проверять на термическую и динамическую стойкость токам короткого замыкания. Если выбранные защитные аппараты не удовлетворяют требованиям селективности или чувствительности, можно изменять сечения проводов и кабелей, изменять схему электроснабжения потребителей, т. е. принимать все необходимые меры для обеспечения селективности и чувствительности защиты.Электродвигатели принять асинхронные, с короткозамкнутым ротором. Двигатели управляются (включаются и отключаются) магнитными пускателями. Главные контакты пускателей включены в начале линий.Если линии или электродвигатели защищаются плавкими предохранителями, то в качестве коммутационного аппарата принимаются рубильники.Трансформаторы тока установлены на выводах 0,4 кВ питающего трансформатора. Номинальный первичный ток трансформаторов тока соответствует номинальной мощности силовых трансформаторов. Номинальное напряжение силовых трансформаторов принято равным 10/0,4 кВ.

Необходимо выбрать аппараты защиты: 3: FA1, FA2, F1,F3

Рисунок 1 – Схема сети

 

Исходные данные:

Параметры сети даны в таблицах 1-4.

Таблица 1 – Параметры электродвигателей М1-М5

	Pном, кВт	cosj	h, %	kп	tп,  с
М1	25	0,78	82	5,5	6
М2	40	0,92	90.1	5	6
М3, М4	4,0	0,85	89	6	5
М5	1,5	0,8	82	6,5	10

Все двигатели асинхронные, с короткозамкнутым ротором.

В таблице 1 обозначены: Р_ном – номинальная мощность, кВт; cosj – коэффициент мощности двигателя; h – КПД, %; k_п – кратность пускового тока; t_п – время пуска, с.

 

Таблица 2 – Параметры линий и шинопровода

	Сечение, мм2		Длина, м
Л1	3´25		20
Л2	3´16		68
Л3	3´35		40
Л4, Л5	3´6		20
Л6	3´6		45
	I, A	l2		l3
ШРА-64-400	320	35		35

 

Таблица 3 – Трансформатор 10/0,4 кВ и питающая система

Трансформатор Т1
Sном, кВА	Uк, %	x0т, мОм	r0т, мОм	Сх. соед. обмоток	Система Xс/Xт
630	5,5	96,2	30,3	Y/U0	0,4

 

 

ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Определение рабочих токов

Номинальные и пусковые токи двигателей:

Результаты расчётов занесены в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчёт номсинальных и пусковых токов двигателей

	Iм, А	Iм.п, А
М1	59,39	326,63
М2	73,32	366,58
М3, М4	8,03	48,20
М5	3,47	5,21

 

 

Номинальный ток трансформатора Т1:

 

Ток линии Л1:

Ток шинопровода ШМА1-l1=320 А.

Ток через выключатель FA1:

 

Выбор защитных аппаратов

FA1 – Селективный автоматический выключатель серии А3790.

FA2 – Селективный автоматический выключатель серии А3790.

F1 – Предохранитель ППН-33-Х3.

F3 – Предохранитель ППН-33-Х3.

Выбор предохранителя F1

Рабочий ток сети равен:

I_Л1=19,54 А

Технические параметры предохранителя [2].

Тип предохранителя: ППН-33-Х3.

Выбор предохранителя F3

Рабочий ток сети равен:

I_М3=8,03 А

Технические параметры предохранителя [2].

Тип предохранителя: ППН-33-Х3.

 

РАСЧЁТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

Трёхфазное к.з.

Рисунок 2 - Схема замещения сети

Сопротивления элементов:

Сопротивление системы дано в задании:

х_с=0,4*х_т

где х_т –индуктивное сопротивление трансформатора Т, х_1т=13,6 мОм,r_1т=3,1 мОм [федотова].

Сопротивление трансформатора:

Тогда

х_сВН=0,4*13,95=5,58 мОм,

где х_сВН – сопротивление системы, приведенное к ВН.

Приведем сопротивления системы к стороне НН:

Сопротивление шинопровода ШМА1

ШМА1: R_уд=0,15мОм/м, X_уд=0,17мОм/м [3]:

Результаты расчётов занесены в таблицу 5.

Таблица 5 – Расчёт сопротивлений участков ШМА1

	l, м	Rуд, мОм/м	Худ, мОм/м	rл, мОм	хл, мОм	Zл, мОм
ШМАl1	35	0,15	0,17	5,25	5,95	7,94
ШМАl2	35	0,15	0,17	5,25	5,95	7,94

Сопротивление линий Л1-Л6

(1)

(2)

(3)

Результаты расчётов занесены в таблицу 6.

Таблица 6 – Расчёт сопротивлений линий

	L, м	F, мм2	Rуд, мОм/м	Худ, мОм/м	rл, мОм	хл, мОм	Zл, мОм
Л1	20	3´25	1,33	0,27	26,60	5,40	27,14
Л2	68	3´16	2,08	0,29	141,44	19,72	142,81
Л3	40	3´35	0,95	0,26	38,00	10,40	39,40
Л4, Л5	20	3´6	5,55	0,32	111,00	6,40	111,18
Л6	45	3´6	5,55	0,32	249,75	14,40	250,16

Удельные сопротивления R_уд и Х_уд взяты [3].

 

Двухфазное к.з.

Минимальный ток двухфазного к.з. в точке К1:

Минимальный ток двухфазного к.з. в точке К2:

Минимальный ток двухфазного к.з. в точке К3:

Минимальный ток двухфазного к.з. в точке К3:

 

Однофазное к.з.

Трансформатор: x_oт=96,2 мОм, r_0т=30,3 мОм.

Сопротивление петли фаза-нуль для Л1, Л3, ШМА1:

Результаты расчёта занесём в таблицу 6.

Таблица7 – Результаты расчёта сопротивлений петли фаза-нуль

	L, м	F, мм2	Zпт.уд, мОм/м	Zпт.л, мОм
Л1	20	3´25	2,24	44,80
Л3	40	3´35	1,73	69,20
ШМАl1	35		0,49	17,15
ШМАl2	35		0,49	17,15

Z_тп.удиз [3].

Ток однофазного к.з.:

где Z⁽¹⁾_∑-полное сопротивление трансформатора токам однофазного к.з.

Z⁽¹⁾_∑определяется:

Ток однофазного к.з. в точке К1:

Ток однофазного к.з. в точке К2:

Ток однофазного к.з. в точке К3:

Ток однофазного к.з. в точке К4:

 

Результаты вычислений занесены в таблицу 8.

Таблица 8-Токи короткого замыкания

	Iкз, кА
	К1	К2	К3	К4
I(3)макс	9,97	5,79	2,84	4,46
I(2)мин	6,74	3,72	2,05	3,12
I(1)мин	4,08	2,50	1,40	2,230

 

Уставки срабатывания защит

Предохранитель F1

a) I_н.вс>I_л1=19,54 А

b)

I_н.вс=100 А

где k – определяется по [4]

Чувствительность срабатывания F1

При двухфазных к.з.:

При однофазных к.з.:

Условие выполняется.

 

Предохранитель F3

c) I_н.вс>I_м2=73,32 А

d)

Выбираем ППН35-Х3

I_н.вс=200 А

Чувствительностьсрабатывания F3

При двухфазных к.з.:

При однофазных к.з.:

Условие выполняется.

 

 

ЗАДАНИЕ

СХЕМА №5

Выбрать указанные в номере варианта защитные аппараты и проверить их по условиям селективности и чувствительности. Выбранные защитные аппараты можно не проверять на термическую и динамическую стойкость токам короткого замыкания. Если выбранные защитные аппараты не удовлетворяют требованиям селективности или чувствительности, можно изменять сечения проводов и кабелей, изменять схему электроснабжения потребителей, т. е. принимать все необходимые меры для обеспечения селективности и чувствительности защиты.Электродвигатели принять асинхронные, с короткозамкнутым ротором. Двигатели управляются (включаются и отключаются) магнитными пускателями. Главные контакты пускателей включены в начале линий.Если линии или электродвигатели защищаются плавкими предохранителями, то в качестве коммутационного аппарата принимаются рубильники.Трансформаторы тока установлены на выводах 0,4 кВ питающего трансформатора. Номинальный первичный ток трансформаторов тока соответствует номинальной мощности силовых трансформаторов. Номинальное напряжение силовых трансформаторов принято равным 10/0,4 кВ.

Необходимо выбрать аппараты защиты: 3: FA1, FA2, F1,F3

Рисунок 1 – Схема сети

 

Исходные данные:

Параметры сети даны в таблицах 1-4.

Таблица 1 – Параметры электродвигателей М1-М5

	Pном, кВт	cosj	h, %	kп	tп,  с
М1	25	0,78	82	5,5	6
М2	40	0,92	90.1	5	6
М3, М4	4,0	0,85	89	6	5
М5	1,5	0,8	82	6,5	10

Все двигатели асинхронные, с короткозамкнутым ротором.

В таблице 1 обозначены: Р_ном – номинальная мощность, кВт; cosj – коэффициент мощности двигателя; h – КПД, %; k_п – кратность пускового тока; t_п – время пуска, с.

 

Таблица 2 – Параметры линий и шинопровода

	Сечение, мм2		Длина, м
Л1	3´25		20
Л2	3´16		68
Л3	3´35		40
Л4, Л5	3´6		20
Л6	3´6		45
	I, A	l2		l3
ШРА-64-400	320	35		35

 

Таблица 3 – Трансформатор 10/0,4 кВ и питающая система

Трансформатор Т1
Sном, кВА	Uк, %	x0т, мОм	r0т, мОм	Сх. соед. обмоток	Система Xс/Xт
630	5,5	96,2	30,3	Y/U0	0,4

 

 

ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Определение рабочих токов

Номинальные и пусковые токи двигателей:

Результаты расчётов занесены в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчёт номсинальных и пусковых токов двигателей

	Iм, А	Iм.п, А
М1	59,39	326,63
М2	73,32	366,58
М3, М4	8,03	48,20
М5	3,47	5,21

 

 

Номинальный ток трансформатора Т1:

 

Ток линии Л1:

Ток шинопровода ШМА1-l1=320 А.

Ток через выключатель FA1:

 

Выбор защитных аппаратов

FA1 – Селективный автоматический выключатель серии А3790.

FA2 – Селективный автоматический выключатель серии А3790.

F1 – Предохранитель ППН-33-Х3.

F3 – Предохранитель ППН-33-Х3.

Выбор автоматического выключателя FA1

Рабочий ток сети равен:

I_FA1=339,54 А

Технические параметры выключателя [1].

Тип выключателя: А3793Б.

1. Номинальный ток выключателя:

I_ном.а= 630 А;

2. Номинальный ток расцепителя:

I_ном.р = (0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1)*I_ном.а = 0,8*630=504 А;

3. Ток срабатывания по перегрузке: (1,125 0,075)* I_ном.р

4. Ток срабатывания при к.з.:

I_к=(1,5; 2; 3; 4; 5; 7; 8; 9; 10; 12)* I_ном.р

5. Ток срабатывания при однофазном к.з.

I_о=(0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1)*I_н

6. Время срабатывания при перегрузке

Т_п= мгн (≤0,25); 4; 8; 12; 16 с;

7. Время срабатывания при коротком замыкании

Т_к= (0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7) с;

8. Время срабатывания при однофазном коротком замыкании

Т_о=(0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9) с.