Методические указания и задания для контрольной работы №1 МДК 02.01. Монтаж воздушных линий электропередач и трансформаторных подстанций
методическая разработка по теме

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области

«Всероссийский аграрный колледж заочного образования»

(ГБОУ СПО МО «ВАКЗО»)

Профессиональный модуль ПМ 02. Обеспечение электроснабжения сельскохозяйственных предприятий

МДК 02.01. Монтаж воздушных линий электропередач и трансформаторных подстанций

специальность 110810 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

Методические указания и задания

для контрольной работы №1

Преподаватель: Зотова А.А.

г. Сергиев Посад

2013

Контрольная работа

Контрольная работа включает в себя шесть задач. Все задачи в целом составляют единое сквозное задание, т.е. результаты решения предыдущих задач являются исходными данными для последующих.

Выполнение единого задания способствует лучшему усвоению методик электротехнических расчетов и формированию у студентов требуемых умений и навыков по дисциплине.

К выполнению каждой задачи даны методические указания, приведены типовые примеры решения задач, позволяющие студентам самостоятельно справиться с заданием.

В контрольную работу условия задач переписываются полностью. Решения задач должны содержать полные расчеты и объяснения. Недопустимо написание только конечных результатов вычислений. Следует сначала написать формулу в общем виде, затем подставить в нее числовые значения входящих величин. Все математические действия рекомендуется производить на микрокалькуляторе. При решении задач используются единицы Международной системы СИ.

Все чертежи, схемы, графики выполняются простым или цветным карандашами с помощью чертежного инструмента. Большим преимуществом является применение компьютера. Если графический материал выполняется на отдельном листе, то его необходимо приложить  к расчетному материалу.

Перечень рекомендуемой литературы

Л-1. Акимцев Ф.И., Веялис Б.С. Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: Колос, 1993.

Л-2. Лещинская Т.Б., Белов С.И. Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: ЦУМК по ССО, 1997.

Л-3. Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: Колос, 2000.

Л-4. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 1990.

Л-5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ-85). – М.:  Энергоатомиздат, 1987; ЗАО Энергосервис, 1998, 2003.

Л-6. Харкута К.С., Ляш Э.В., Яницкий С.В. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1992.

Л-7. Васильев Л.И., Ихтейман Ф.М., Симоновский С.Ф. и др. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1990.

Л-8. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Энергосервис, 2003.

Л=9. Межотраслевые правила охраны труда (Правила безопасности) пр эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Госэнергонадзор, Энергосервис, 2000, 2003 ( с изменениями и дополнениями).

Л-10. Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства. – М.: Информагротех, 1999.

 Сквозное задание

Содержание задания. От потребительской трансформаторной подстанции типа КТП 10/0,4 кВ по отдельной линии предусматривается питать электроэнергией производственный объект сельскохозяйственного назначения.

Производственный объект имеет максимальную расчетную нагрузку на вводе в дневной максимум Рвд, кВт, при соs φд, наибольший электродвигатель М1, работающий электродвигатель М2 при запуске наибольшего. Моменты сопротивления механизмов, приводимых двигателями равны 1 (в относительных единицах).

От этой же линии предусматривается питать n жилых домов с максимальной расчетной нагрузкой на вводе , кВт, длина линии Ĺ0,38 метров. Жилые дома подключаются в одной точке, находящейся на расстоянии 100 метров от начала линии.

От потребительской трансформаторной подстанции отходят еще две линии Л-1 и Л-2, имеющие расчетные нагрузки в дневной максимум Рмдл1  и Рмдл2 с коэффициентами мощности 0,8 и 0,83 соответственно.

Потребительская КТП 10/0,4 кВ питается от районной трансформаторной подстанции РТП 35/10 кВ с трансформатором типа ТМН номинальной мощностью Sнт1 кВА, по линии 10 кВ длиной L10 км, выполненной проводом А-70.

Мощность короткого замыкания на шинах 35 кВ РТП 35/10 кВ равна Sк3, мВА.

Уровень напряжения на шинах 10 кВ РТП 35/10 кВ составляет:

при 100-процентной нагрузке δU100 = +5%;

при 25-процентной нагрузке δU25 = 0.

Допускаемое отклонение напряжения у потребителя не должно превышать ± 5%, соответственно при 100 и 25-ти % нагрузке.

Удельное сопротивление грунта р, Ом*м.

Длина вертикального стального заземлителя l, м, диаметр - d, мм.

Общее число повторных заземлений на линиях Л-1 и Л-2 – nз.

Данные для решения задач по вариантам представлены в таблице 1. Вариант определяется по последней цифре шифра.

Технические данные трансформаторов и электродвигателей приведены соответственно в приложениях 1 и 2.

Принципиальная схема электроснабжения производственного объекта представлена на рис.1

Таблица 1

Примечание:   В целях приближения задания к реальным условиям данные для решения задач могут быть выданы студенту, работающему в АПК, в соответствии с местом его работы.

Задачи к сквозному заданию

Задача 1. Составить таблицу отклонений и потерь напряжения, выбрать оптимальную переменную надбавку на потребительском трансформаторе 10/0,4 кВ и определить допустимую потерю напряжения ΔƯдоп в проектируемой линии 0,38 кВ для электроснабжения производственного объекта.

Потери напряжения в одном километре линии 10 кВ принять равными ΔƯ10 = 0,7% на км, длина линии 10 кВ –   L10 км.

Потребительский трансформатор 10/0,4 кВ с ПБВ (переключение без возбуждения со ступенями 2х ±2,5%).

Задача 2. Определить расчетные нагрузки участков проектируемой ВЛ-0,38 кВ и расчетную мощность на шинах ТП 10/0,4 кВ, от которой предусматривается питать электроэнергией производственный объект, выбрать трансформатор для этой ТП.

Выбрать провода для проектируемой линии 0,38 кВ методом экономических интервалов и магистральным методом. Проверить линию на потерю напряжения.

Задача 3. Для заданной схемы согласно рис. 5 определить силу токов к. з. в расчетных точках К1, К2, КЗ и К4 методом относительных единиц. В точках КЗ и К4 силу токов к. з. определить также методом именованных единиц, результаты расчетов сравнить с полученными методом относительных единиц.

В точке К4 определить силу тока однофазного к. з.

Задача 4. Выбрать систему токоведущих и защитных проводников, способ прокладки, марку, сечение проводов (кабелей) для линий, питающих электродвигатели М1 и М2, а также ввода при защите их предохранителями (вариант А) и автоматическими выключателями (вариант Б).

Задача 5. Подобрать плавкую вставку предохранителя ПК-10 для защиты силового трансформатора напряжением 10/0,4 кВ.

Выбрать защиту проектируемой линии 0,38 кВ и проверить ее на срабатывание при однофазном   к. з. в конце линии.

Задача 6. Рассчитать заземляющие устройства ТП 10/0,4 кВ и производственного объекта, расположенных в заданной климатической зоне. Выбрать систему заземления питающей сети.

Удельное сопротивление грунта  pизм  Ом-м. Сила тока замыкания на землю на стороне 10 кВ Iз, А. Заземляющее устройство выполняется заложением в грунт вертикальных стержней длиной l, м, и диаметром d, мм, соединенных между собой стальной полосой 40x4 мм. Глубина заложения стержней - 0,8 м, полосы связи - 0,9 м.

Методические указания к выполнению контрольной работы

К задаче 1

Потери напряжения в ВЛ - основная причина возникновения отклонений напряжения у приемников электроэнергии.

Подача как пониженного, так и повышенного напряжения потребителям невыгодна экономически и материально: увеличиваются потери электрической энергии, снижаются срок службы электрооборудования и производительность технологических установок, возрастает себестоимость продукции, преждевременный выход из строя осветительных и бытовых приборов приносят людям много неудобств.

Допустимые отклонения напряжения  δƯ- на шинах электроприемников согласно ГОСТ 13109-97 «Требования к качеству электроэнергии» в предельных режимах - максимальной (100%) и минимальной (25%) нагрузок - не должны превышать + 5% соответственно.

Допустимые потери напряжения в ВЛ определяются из баланса отклонений и потерь напряжения:

δƯдоп >  ∑∆Ưэ +     ∑δƯпост+∑δƯпер

где δƯдоп - допустимое отклонение напряжения приемника электроэнергии (±5%);

∑∆Ưэ - сумма потерь напряжения в последовательных элементах сети;

             ∑δƯпост - постоянные надбавки напряжения, изменяющиеся в процессе эксплуатации;

             ∑δƯпер   - переменные надбавки и отклонения напряжения.

По данному неравенству проводят расчет не менее двух раз для режимов максимальной и минимальной нагрузок; при этом можно варьировать переменными надбавками, выбирая те или иные регулировочные ответвления на силовых трансформаторах.

Неравенство решают, составляя специальные таблицы отклонений и потерь напряжения для каждого конкретного случая (см. табл. 2).

На шинах 10 кВ РТП 35/10 кВ ПУЭ рекомендуют отклонения напряжения δƯ100ш =+5%        и δƯ25ш = 0. Постоянные надбавки в трансформаторах принимаются δƯпост = +5%; потери напряжения в трансформаторах ∆Ư100т= 4% и ∆Ư25т= 1%; потери напряжения во внутренней сети: ∆Ư100вн = 1% в электропроводках одноэтажных жилых домов и ∆Ư100вн  =2% - двух  многоэтажных домов и производственных помещениях.

Потери напряжения в линии 0,38 при 25% нагрузке принимаются равными нулю как в наружной, так и во внутренней сетях.

При отсутствии исходных данных или если они вызывают сомнения при расчете отклонений напряжения у приемников, пользуются «Нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения (НТПС-88)», где указаны следующие предельно допустимые значения потерь:

в сетях напряжением 10 кВ…………………………..        10%

в линиях 0,38 кВ, питающих:

преимущественно коммунально-бытовые потребители ……..8%

производственные потребители…….        6,5%

животноводческие комплексы……..        4%

В электропроводках жилых домов:

одноэтажных        ……….. 1%

двухэтажных и более        ………..2%

Пример 1. Определить путем составления таблицы отклонений и потерь напряжения допустимую потерю напряжения ∆Ưдоп в проектируемой линии 0,38 кВ для электроснабжения производственного потребителя в процентах от номинального. Потери напряжения в одном километре линии принять равными ∆Ư10 = 0,7% на км, длина линии 10 кВ - Ĺ10 = 3,5 км.

Потребительский трансформатор 10/0,4 кВ с ПБВ (переключение без возбуждения) со ступенями 2х ±2,5%.

Исходные данные

Отклонения напряжения на шинах 10 кВ РТП 35/10:

                          δƯ100ш =+5%;  δƯ25ш= 0.

2.Длина линии 10 кВ Ĺ10 = 3,5 км (см. табл. 1), потери напряжения в одном километре ∆Ư10 = 0,7 процент/км.

3.Потери напряжения в потребительском трансформаторе:

                    ∆Ư100т = -4%;   ∆Ư25т =- 1%.

Постоянная надбавка в трансформаторе 10/0,4 кВ

                         δƯпост = + 5%

Потери напряжения во внутренней проводке ∆Ư100вн= -2%.

Отклонение напряжения у потребителя не должно превышать

∆Ư100п <–5%,   δƯ25п <+5%.

7.Потери напряжения во внешней и внутренней сети 0,38 кВ  ∆Ư250,38 =0

Решение

1. В соответствии с принципиальной схемой электроснабжения производственного объекта составляем для наглядности схему эл. сети (рис. 2) и наносим на нее параметры элементов 10 и 0,38 кВ:

Вносим известные параметры элементов сети (полужирный шрифт) для двух режимов (100% и 25%) в таблицу отклонений и потерь напряжения (табл. 2).

Определяем потерю напряжения в линии 10 кВ:

∆Ư10010 =∆Ư10 *Ĺ10  =0,7*3,5=2,45%

Таблица 2

4.Выбираем переменную надбавку δƯпер в трансформаторе 10/0,4 кВ. В данной ситуации ее следует выбирать по режиму наименьшей нагрузки и принять δƯпер=0, в противном случае отклонение напряжения у потребителя δƯ25п будет больше +5%.        

При δƯпер=0 имеем δƯ25п = 0 - 0,61+ 5 - 1 = +3,39% < +5%, т. е. отклонение напряжения у потребителя определяем путем алгебраического суммирования всех отклонений, потерь и надбавок напряжения от источника питания до потребителя.

5.Допустимую потерю напряжения в линии 0,38 ∆Ưдоп= ∆Ư1000,38   определяем, как алгебраическую разность отклонений напряжения на ее концах при 100% нагрузке с учетом потерь и надбавок напряжения в промежуточных элементах сети.

∆Ưдоп = ∆Ư1000,38 = δƯ100ш + ∆Ư10010 + δƯпост + ∆Ư100т + ∆Ư100вн - (δƯ100п ) = 5-2,45+5-4-2-(-5) =6,55%

что соответствует ∆Ưдоп в линиях 0,38 кВ, рекомендуемой НТПС-88.

Таким образом, допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ, питающей производственный потребитель (свинарник-маточник) составит ∆Ưдоп = 6,55%.

Вносим это число в таблицу 2.

К задаче 2

Подсчет электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ производится путем суммирования расчетных нагрузок на вводах потребителей.

Максимальную расчетную мощность (кВт) на участках сети 0,38 кВ определяют с учетом коэффициентов одновременности Ко (табл. 15.5, Л-4, с. 145), если суммируемые нагрузки не отличаются одна от другой более чем в 4 раза, и табличным методом, если они отличаются более чем в 4 раза.

При суммировании нагрузок табличным методом к большей нагрузке прибавляют добавку от меньшей, которую для сетей 0,38 кВ берут из таблицы 15.7 (Л-4, с. 147).

Полученные значения расчетных мощностей наносят на расчетную схему сети 0,38 кВ.

Полную расчетную мощность (кВ-А) на участках сетей 0,38 кВ определяют делением расчетной активной мощности участка на соответствующий коэффициент мощности (табл. 13.1, Л-4, с. 128).

Расчетную мощность (к-Вт) на шинах 0,4 кВ ТП определяют путем суммирования расчетных нагрузок головных участков отходящих линий 0,38 кВ табличным методом (табл. 15.7, Л-4).

Расчетную мощность (кВ-А) определяют с учетом коэффициента мощности (табл. 13.1, Л-4, с. 28) по формуле Sрасч = Ррасч /cosφ

Марки и площадь сечения проводов по наименьшим годовым затратам выбирают по таблицам интервалов экономических нагрузок (РУМ 10-72) или по приложению 3 данного учебного задания.

Для выбора сечения проводов на линиях составляются расчетные схемы каждой линии. На расчетной схеме показываются потребители и их расчетные дневные и вечерние нагрузки. Нумеруются расчетные участки и проставляются их длины. Жилые одноквартирные дома можно объединять до 10 в одну точку и представлять как одну нагрузку, присоединенную в середине участка, занимаемого этими домами. Расчетные схемы можно вычерчивать без масштаба.

Пользуясь расчетной схемой на всех участках каждой линии, определяют расчетные и эквивалентные мощности. Эквивалентные мощности определяются по формулам, кВ-А:

Sдэ = Кдр * Sд;  Sвэ = Кдр * Sв ;  

где Кдр - коэффициент динамики роста нагрузок. Для сельскохозяйственных потребителей Кдр = 0,7.

По эквивалентным мощностям выбираются площади сечения основных проводов по приложению 3 настоящего учебного задания.

Принятые марки проводов проверяются по условию допустимой потери напряжения. Потерю напряжения на участках линий определяют по формуле:

∆Ư=∆Ưуд *S*L*10-3

где ∆Ư - потеря напряжения на участке линии, %;

∆Ưуд -удельная потеря напряжения, %; определяется по номограмме удельных потерь напряжения в ВЛ-0,38 кВ (рис. 23.2, Л-4, с. 264);

S- расчетная мощность; S Д - при расчете потерь напряжения в дневной максимум и Sв - при расчете потерь напряжения в вечерний максимум, кВ-А;        

L - длина расчетного участка линии, м.

Для наружного освещения принимается отдельный провод, площадь сечения которого принимают минимальную по механической прочности для данного климатического района. Провода наружного освещения проверяются по условию допустимых потерь напряжения.

Расчет магистралей по допустимым потерям напряжения проводится при одном из следующих условий: площадь сечения проводов всех участков магистрали одинакова; плотность тока на всех участках одинакова.

Приравнивая расчетные потери напряжения к допустимым, получаем

∆Ưрасч = ∆Ưдоп = ∆Ưа.доп + ∆Ưр.доп

где ∆Ưа.доп - активная составляющая допустимой потери напряжения;

∆Ưр.доп  -реактивная составляющая ∆Ưдоп 

Откуда ∆Ưа.доп = ∆Ưрасч - ∆Ưр.доп

             Где: ∆Ưр.доп = х0∑Qili/Ưн   (В)           ΔUр.доп =  (В);

Х0 - индуктивное сопротивление 1 км провода при напряжении до 1 кВ, Ом/км;

Qi - реактивная составляющая нагрузки на i-ом участке, квар.;

li - длина i-ого участка, км;

Ưн- номинальное напряжение сети, кВ;

По значению ∆Ưа.доп определяем сечение провода магистрали:

                  F=∑Pi *li /γ*∆Ưа.доп *Ưн (мм2),      F =  (мм)2 

где Рi - активная составляющая нагрузки на i-ом участке, кВт;

γ- удельная проводимость материала провода, Ом/км;

∆Ưа.доп - активная составляющая допустимой потери напряжения в магистрали, В.

По ближайшему значению стандартной шкалы сечений выбирают ближайшее.

Пример 2. Определить расчетные нагрузки проектируемой ВЛ-0,38 кВ и расчетную мощность на шинах ТП 10/0,4 кВ, от которой предусматривается питать электроэнергией производственный объект (свинарник-маточник).

Выбрать провода для проектируемой линии 0,38 кВ методом экономических интервалов и методом магистральным, проверить линию на потерю напряжения.

Исходные данные

1.Производственный объект - свинарник-маточник:
расчетная нагрузка на вводе в дневной максимум Ррасч = 55 кВт,
коэффициент мощности нагрузки соs φ = 0,75.

2.Жилые дома одноквартирные:

расчетная нагрузка на вводе в жилой дом Ррасч = 5 кВт, количество жилых домов на линии n = 4

3.Коэффициент дневного максимума для бытовых потребителей принимаем Кд = 0,4.

Коэффициент одновременности для суммирования бытовых
потребителей Ко = 0,6 (табл. 15.5, Л-4, с. 145).

Максимальные расчетные нагрузки отходящих линий 0,38 кВ в дневной максимум:

Рмдл1 = 30 кВт; соs φ  = 0,78; Рмдл2 = 40 кВт; соs φ = 0,7.

Длина проектируемой линии L0.38 = 210 м.

Расстояние от начала линии до точки подключения жилых домов L = 100 м.

Допустимая потеря напряжения в наружной сети ВЛ-0,38 кВ  ∆Ưдоп   = 6,55%, (определяется в   задаче 1).

Решение

1.Определяем расчетную нагрузку жилых домов (n = 4, Рм = 5 кВт) с учетом коэффициента дневного максимума Кд = 0,4 и коэффициента одновременности Ко = 0,6:

Р1 = Ко • Кд • Рм • п = 0,6 • 0,4 • 5 • 4 = 4,8 кВт.

2.Составляем расчетную схему проектируемой линии согласно рис. 1, наносим номер линии, потребители, номера расчетных участков, длины участков.

3.Определяем нагрузки на участках, начиная с конца линии

Участок 1-2

Активная нагрузка участка Рд1-2 =Рд2 = 55 кВт

Полная мощность участка

Sд1-2 =Pд1-2  /cosφ = 55/0,75 = 73 кВ-А.

Участок ТП-1

Активную нагрузку участка определяем суммированием табличным методом нагрузок Рд2 и добавки активной мощности ∆Рд1 (добавка берется от меньшей нагрузки).

По таблице 15.7. (Л-4, с. 147) видим, что при Рд1 = 4,8 кВт добавка ∆Рд1 = 3 кВт (в округлении) и нагрузки участка будут:

активная: Рдтп-1 = Рд2 + ∆РД1 = 55 + 3 = 58 кВт;

полная: Sдтп-1 = Рд2/ соs φд2 + ∆РД1/ соs φд1 = 55/0,75 + 3/1,0 = = 76,3 кВ-А.

(Коэффициент мощности для бытовой нагрузки соs φд1 = 1).

Коэффициент мощности участка

соs φтп-1 = Рдтп-1/ Sдтп-1 = 58/76,3 = 0,76.

4. Определяем расчетную (полную кВ-А) мощность на шинах ТП10/0,4 кВ.

4.1. Расчетную мощность (кВт) на шинах 0,4 кВ определяем путем суммирования расчетных мощностей головных участков отходящих линий 0,38 кВ согласно рис. 4.

Рис. 4. К примеру 2, п.4

Суммирование проводим табличным методом (табл. 15.7, Л-4, с. 147)

Ртп = Рмдл3  + ∆Рмдл1 + ∆Рмдл2 + = 58 + 19 + 26,5 = 103,5 кВт.

4.2. Полная расчетная мощность (кВ-А) на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ составит:

Sтп = Рмдл3/соsφ3 +∆Рмдл1/ соsφ3 +∆Рмдл2/cosф2= 58/0,76 + 19/0,78 + 26,5/0,7 = 138,6 кВ-А.

4.3. По значению Sтп из приложения 4 данного учебного задания выбираем трансформатор ТМ 100/10 с техническими данными (из приложения 1).

Sн =100кВ-А;  Ư1н/Ư2н=10/0,4;  Ưк =4,5%

Рхх = 0,33 кВт;  Рк= 1,97 кВт.

5. Выбор проводов методом экономических интервалов:

5.1. Определяем эквивалентные мощности участков по формуле:

участок 1-2  Sэкв1-2= S д1-2 • Кдр = 73 • 0,7 = 51,1 кВ • А;

участок ТП-1 Sэквтп-1  = Sдтп-1  • Кдр  = 76,3 • 0,7 = 53,4 кВ • А.

5.2. Полученные значения нагрузок вносим в таблицу 3.

Таблица 3

5.3.Площади сечения проводов выбираем по эквивалентной мощности из таблицы экономических интервалов (см. приложение 3 настоящего учебного задания) при толщине стенки гололёда 10 мм. Для проектируемой линии на участках ТП-1 и 1-2, где эквивалентные мощности, соответственно равны 53,4 кВ*А и 51,1 кВ*А, принимаем провода 3А50 + А50.

6. Проверка линии на потерю напряжения.

6.1.        Определяем потерю напряжения на каждом участке линии (рис. 2) по формуле

∆Ư = ∆Ưуд *Sрасч *Ĺ *10-3

Участок ТП-1     Sрасч = 76,3 кВ-А,   соsφ = 0,76

∆Ưуд = 0,45% / (кВ-А-км) по номограмме удельных потерь напряжения в ВЛ-0,38 кВ (Л-4, с. 264, рис. 23.2);

∆Ưтп-1 = 0,45 • 76,3 • 100 • 10-3 = 3,43%.

Участок 1-2     Sрасч = 73 кВ-А; соsφ = 0,75

∆Ưуд = 0,45%/(кВ.А-км);

∆Ư1-2= 0,45 • 73 • 110 • 10-3 = 3,61%.

6.2.Определяем потерю напряжения в линии Л-3

∆Ư тп-.2 = ∆Ư тп-1 + ∆Ư 1-2 = 3,43 + 3,61 = 7,04%;

7,04% >Ưдоп = 6,5%.

Принимаем провод ЗА-70+А70

∆Ưуд = 0,35% (для двух участков),

тогда ∆Ư тп-1 = 0,35 • 76,3 • 100 • 10-3 = 2,67%;

∆Ư 1-2  = 0,35 • 73 - 110 • 10-3 = 2,81%;

∆Ưтп.2 = 2,67+ 2,81 = 5,48%;

∆Ưтп-2 =5,48% <  ∆Ư доп = 6,55%,  что удовлетворяет требованиям НТПС-88.

7. Выбор проводов магистральным методом. Так как длина проектируемой ВЛ-0,38 кВ составляет всего 210 м, то, исходя и з удобства монтажа, предусматриваем ее выполнение проводом одинакового сечения.

7.1. Определяем реактивную составляющую допустимой потери напряжения по формуле:

ΔUр.доп =

где x0 = 0,35 Ом/км (Л-1, с.  15) - индуктивное сопротивление 1 км линии 0,38 кВ.

Реактивные мощности на участках:

Qга-1 = Sтп-1 • sinφтп-1 = 76,3 • 0,65 = 49,6 квар,

           Где     Sin φng-1 =

Q1-2  =73 *0.66 = 48квар

Sinφ1-2 =

Тогда ∆Ưр доп = 0,35(49,6*0,1+48*0,11)/0,38 = 9,43В

Или в процентах

∆Ưр =∆Ưр/Ưн * 100% =9,43/380 * 100 = 2,48%

7.2.Определяем активную составляющую ∆Ưдоп:

∆Ưа доп % =∆Ưдоп -∆Ưр =6,55 – 2,48 =4,07%

∆Ưа доп =24,89 – 9,43 = 15,5 В

Где ∆Ưа доп = Ưн/100 * ∆Ưдоп% = 380/100 *6,55 =24,89 В

7.3. Определяем сечение проводов линии:

F =   =

58*100+55*110/32*15,5*0,38 = 11,85*10/188,5 =62,3мм2

где γ = 32 • 106 Ом/км - удельная проводимость алюминия.

7.4. По стандартной шкале сечений алюминиевых проводов для ВЛ принимаем сечение F = 70 мм2, провод ЗА70+А70.

Как видно, результаты расчетов обоими методами совпали.

К задаче 3

Расчет силы токов короткого замыкания производят для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок (шин, изоляторов, кабелей и т. п.) на электродинамическую и термическую стойкость, проектирования и наладки релейной защиты, выбора средств и схем молниезащиты, выбора и расчета токоограничивающих и заземляющих устройств.

При расчете силы токов к. з. в сетях с несколькими ступенями трансформации используют метод относительных единиц, метод именованных (практических) единиц - при расчете т. к. з. сравнительно простых электрических схем, в частности, сетей напряжением 380/220 В.

Для расчета силы токов к. з. предварительно составляется схема замещения, в которую входят все элементы электроустановки, влияющие на силу токов к. з. своими сопротивлениями. Для определения силы токов трехфазного и двухфазного коротких замыканий в сети, питающейся от мощной энергосистемы, если известно лишь напряжение шин, используют формулы:

при расчете в именованных единицах

при расчете в относительных единицах

I(3)к =Ư/(√3*Zрез);          

При расчете в относительных единицах

Ik(3) = Iб /Z*б

Если известны сила тока или мощность к. з. в точке присоединения, то сопротивление системы определяют по формулам:

при расчете в именованных единицах   Хс =Ư/√3 Iк = Ư2/ Sк 

где  Ư - напряжение в точке присоединения;

Iк , Sк  - сила тока и мощность к. з. в точке присоединения; при расчете в относительных единицах

Х*сб = Iб  / Iк = Sб / Sк

Значение базисной мощности для удобства расчетов обычно принимают равным 10,100 мВ • А

и т. д.

Шкала средних номинальных напряжений следующая: 0,4; 6,3; 10,5;37;115кВ.

За базисное напряжение принимают среднее номинальное напряжение той ступени, где находится элемент, для которого определяют базисное сопротивление.

Базисные значения сопротивлений элементов короткозамкнутой цепи определяют по следующим формулам:

для трансформатора

полное –Ζ*бт =Ưк *Sб/(100Sн.т.)

активное –r*бт =Рк * Sб/(Sн.т.)2 

индуктивное – Х*бт = √Ζ2бт – r2*бт

где    Ưк- напряжение к.з. трансформатора, % (см. Приложение 1);

Sн.т. - номинальная мощность трансформатора, мВ-А;

Рк - потери короткого замыкания трансформатора.

для линии

активное -  rл.*б = rл  • S6/(Ưср)2 ,

где гл = Rо-Ĺ

Rо - удельное активное сопротивление  1  км провода Ом/км;

Ĺ- длина линии, км.

индуктивное – Хл.б.= Хл • Sб/(Ưср)2 , где      Хл = Хо • Ĺ;

Х0 - удельное индуктивное сопротивление 1 км провода Ом/км;

Ĺ - длина линии, км.

Результирующее сопротивление до точки к.з. определяют суммированием сопротивления системы и сопротивления присоединения:

         при расчете в именованных единицах

Zрез = √(Хс + Х прис)2 +R2прис;

при расчете в относительных единицах

Ζ*рез = √(Хс + Х прис)2 + R2 *прис

Если принимают Sс = °°, то Хс = 0.

Силу   тока   двухфазного   к.   з.   определяют   по   формуле:

I(2)к = 0,87 *I(3)к

Сила ударного тока короткого замыкания:

Iу = √ 2 * Ку *I(3)к 

где Ку - ударный коэффициент;

Ку = 1 - в сетях напряжением 10 и 0,4 кВ;

Ку = 1,2 - при к. з. на шинах 10 кВ ТП 10/0,4 кВ;

Ку = 1,5 - на линиях 35 кВ и на шинах 35 и 10 кВ РТП35/10 кВ;

Ку= 1,8 - на шинах и линиях 1 10 кВ.

Силу тока однофазного к. з., по которому проверяют чувствительность защиты, определяют в соответствии с ПУЭ по формуле:

I(1)к = Ưф /Ζп +Ζт(1) /3)

где Ưф - фазное напряжение сети;

Ζт(1) /3- сопротивление нулевой последовательности фазы трансформатора (см. приложение 2);

Ζп = Ζо-Ĺо,38 - сопротивление петли - фаза - нулевой провод;

Ĺ-о,з8 - длина линии 0,38 кВ;

Ζ0 - полное сопротивление 1 км петли - фаза - нулевой провод (Л-1, с. 199; табл. 12.4).

Пример 3. Для заданной схемы (рис. 1) определить силу токов к.з. в расчетных точках К1, К2, К3 и К4 методом относительных единиц.

В точках К3 и К4 силу токов к.з. определить также методом именованных единиц, результаты расчетов сравнить с полученными методом относительных единиц.

В точке К4 определить силу тока однофазного к. з.

Исходные данные

1.Мощность к.з. на шинах 35 кВ РТП 35/10 - Sк = 250 МВ • А. (принимается по табл.1).

2.Данные трансформаторов:

Т-1 - тип трансформатора ТМН 2500/35

Sнт1= 2500 кВ • А (принимается по табл. 1);

Ưк= 6,5% и Рк = 24,5 кВт (принимаются из приложения 1)

Т-2 - тип трансформатора ТМ 100/10

Sнт2 = 100 кВ • А (из результатов решения задачи 2);

Ưк= 4,5%; Рк = 1,97 кВт (приложение 1).

3.Данные проводов:

линия 10 кВ

длина линии Ĺ10 = 3,5 км (из табл. 1)

провод А-70 (по условию);

го = 0,42 Ом/км, (Л-3, табл. 22.1, с. 253)

Хо = 0,4 Ом/км, (Л-1,с. 15);

линия 0,38 кВ

длина линии – Ĺ0,38= 0,21 км (из табл. 1)

провод А-70 (из решения задачи 2)

г0 = 0,42 Ом/км;

Хо = 0,35 Ом/км, (Л-1, с. 15).

4.Средние значения напряжения:

ВЛ-10кВ -Ưср=10кВ;

ВЛ-0,38кВ -Ưср = 0,4кВ.

Решение методом относительных единиц.

Составляем схему электрической сети согласно рис. 1.

2. Нумеруем все элементы схемы и составляем схему замещения сети:

3. Принимаем значение базисной мощности Sб = 100 МВ • А и определяем сопротивления элементов схемы замещения:

системы Х1б = Sб / Sк = 100 / 250 =ј 0,4;

трансформатора ТМН 2500/35:

Ζ2*б= Ưк Sб / (100Sн.т.) = 6,5 • 100 / (100 • 2,5) = 2,6;

R2*б = Рк • Sб / (Sн.т)2 = 24,5 • 10-3 • 100/2,52 = 0,39;

Х2*б =√ Ζ22*б - R22*б =√ 2,62 -0,42=2,57

Так как R22*б  «1/3Х2*б, то этим сопротивлением пренебрегаем; тогда в комплексном виде

Ζ2*б = Х2*б – j2,57

-трансформатора ТМ 100/10:

Ζ4+б =4,5*100/(100*0,1)=45;

R4*б = 1,97*10-3 *100/0,12 =19,7

Х4+б = √452 -19,72 =40,5

Или Z4*б = 19,7+j40,5;

- линии 10 кВ:

R3*б=RоĹ *Sб/Ưср2 =0,42*3,5*100/10,52=1,32

Х3*б=ХоĹ*Sб/Ưср2=0,4*3,5*100/10,52=1,27

Или  Ζ3*б = 1,32+j1,27

Линии 0,38 кВ:

R5*б=RоĹ*Sб/Ưср2=0,42*0,21*100/0,42=55

Х5*б=ХоĹ*Sб/Ưср2=0,35*0,21*100/0,42=45,9

или Ζ5*б=55+j45,9

4. Наносим полученные значения сопротивлений на схему замещения и определяем результирующие сопротивления до точек к. з.:

- до точки К1

Ζрез= jХ1б+jХ2*б =j0,4+j2,57=j2,97;

Ζрез=2,97;

- до точки К2

Ζрез = jХ1б+jХ2*б+ (Rз*б +jХз*б) = j0,4+j2,57+1,32+j1,27=1,32+j4,24

Ζрез=√ 1,322+4,242=4,42

-до точки К3

Ζрез= jХ1б+jХ2*б+(R3*б +jХ3*б)+ (R4*б +jХ4*б)= j0,4+j2,57+1,32+j1,27+19,7+j40,5=21,02+j44,74

Ζрез=√ 21,022+44,742 =49,4

- до точки К4

Ζрез=21,02+j44,74+55+j45,9=76+j90,64

Ζрез=√ 762+90,642=118,3

5. Определяем силу базисных токов на ступенях напряжения 10 и 0,4 кВ:

I6 = S6/ (√3Ưср) = 100 / (1,73 • 10,5) = 5,5 кА;

Iб = 100 / (1,73 • 0,4) = 144,5 кА;

6.Определяем силу тока трехфазного к. з. в точках:

в точке К1 – I(3)к  =    Iσ/Ζрез.σ= 5,5 / 2,97 = 1,85 кА;

в точке К2 - I(3)к  = 5,5 / 4,42 = 1,24 кА;

в точке КЗ - I(3)к  =144,5 / 49,4 = 2,92 кА;

в точке К4 - I(3)к  =144,5 / 118,3 = 1,22 кА.

7.Определяем мгновенные значения сил ударных токов к. з.
в точках:

в точке К1 – i(3)у  =  √ 2 Ку • I(3)к  = 1,41 • 1,5 • 1,85 = 3,9 кА;

в точке К2 - 1 i(3)у  =  1,41 • 1,2 • 1,24 = 2,1 кА;

в точке КЗ - i(3)у  =  1,41 • 1- 2,92 = 4,12 кА;

в точке К4 - i(3)у  =  1,41 • 1- 1,22 = 1,72 кА.

8.Определяем силу токов двухфазного к. з. в точках:

в точке К1 - I(2)к  = 0,87 • I(3)к  = 0,87 • 1,85 = 1,6 кА;

в точке К2 - I(2)к  = 0,87 • 1,24 = 1,08 кА.

Расчет токов к. з. в точках КЗ и К4 методом именованных единиц

Можно считать, что к шинам 10 кВ потребительского трансформатора ТМ 100/10 подсоединена система неограниченной мощности. Поэтому схема замещения состоит из сопротивления трансформатора и сопротивления линии 0,38 кВ (рис. 7).

4/0,032+j0,065 ;        5/0,088+j0,074

Рис. 7. Схема замещения

1.Сопротивления элементов схемы:

сопротивление системы Ζс = 0.

трансформатора ТМ 100/10:

полное Ζт2 = 0,072 Ом (по таблице 2 данного учебного задания);

активное Rт2 = 0,032 Ом; индуктивное

Хт2 = 0,065 Ом или Ζ т2 = 0,032 + j0,065 Ом;

-    линии 0,38 кВ;

активное R5 = Rо • Ĺ = 0,42 • 0,21 = 0,088 Ом;

индуктивное Х5 = Хо • Ĺ = 0,35 · 0,21 = 0,074 Ом;

полное Ζ5 = √R52+Х52= √0.0882 + 0,0742 = 0,11 Ом

или Ζ5 = 0,088+j0,074;

2.Сопротивление до точек к. з.
            до точки К3:

Ζрез = 0,072 Ом,

до точки К4:

Ζрез =Ζт2 +Ζл0,38= 0,032 + j0,065 + 0,088 + j0,074 = 0,12 +j0,139,

Ζрез=√0,122+0,1392= 0,184 Ом.

3. Сила токов трехфазного к. з. в точках К3 и К4:

в точке К3:   I(3)к  =  Ưном/ √3*Ζрезк3 = 0,38 / 1,73 • 0,072 = 3,05 кА;

в точке К4: I(3)к  = 0,38 /1,73 • 0,184 = 1,19 кА.

При расчете методом относительных единиц:

в точке КЗ - I(3)к  = 2,92 к А;

в точке К4 - I(3)к  = 1,22 кА.

Различие в результатах обусловлено неучтенностью сопротивлений линии 10 кВ, трансформатора ТМН-35/10 кВ и системы при расчете методом именованных единиц.

Расчет силы тока однофазного к. з. в конце проектируемой линии 0,38 кВ

Исходные данные

1.Ζ(1)т/3 = 0,26 Ом - сопротивление нулевой последовательности фазы трансформатора (см. приложение 2).

2.Ζо = 1,28 Ом/км - полное сопротивление петли, фаза – нулевой провод четырехпроводной воздушной линии 0,38 кВ с проводами 3А70 + А70 (Л-1, табл. 12.4, с. 199).

3.Длина линии Ĺ0,38= 0,21 км (по условию).

Решение

Сила тока однофазного к. з. в конце линии 0,38 кВ:

I(1)к =Ưф/(Ζп + Ζт(1) /3),  

где Ζп = Ζ0·L0,38.

I(1)к =220 / (0,21·1,28 + 0,26) = 220 / 0,53 = 415 А.

К задаче 4

Выбор видов электропроводок, способов прокладки проводов и кабелей производится согласно требованиям ПУЭ-85 (глава 2.1., с. 143...159),ПУЭ-98(с. 131...145).

В соответствии с ГОСТ Р 50571.2-94 (Электроустановки зданий. Ч. 3. Основные характеристики) питающие электрические сети классифицируются по типу систем токоведущих проводников и по типу систем заземления.

По типу систем токоведущих и защитных проводников сети переменного тока делятся на однофазные двухпроводные, однофазные трехпроводные, двухфазные трехпроводные, двухфазные четырехпроводные, двухфазные пятипроводные, трехфазные трехпроводные, трехфазные четырехпроводные, трехфазные пятипроводные.

По типу систем заземления трехфазные сети переменного тока делятся на ТN-S, ТN-С, TN-C-S, TT  и IГ (рис. 8-12). В названиях этих сетей первая буква характеризует заземление источника питания:

Т - непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле;

I — все токоведущие части изолированы от земли или одна точка заземлена через сопротивление.

Вторая буква в названиях характеризует заземления открытых проводящих частей электроустановки:

Т - непосредственная связь открытых проводящих частей с землей, независимо от характера связи источника питания с землей;

N - непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания (в системах переменного тока обычно заземляется  нейтраль).

Последующие буквы (если таковые имеются) характеризуют выполнение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников обеспечиваются раздельными проводниками;

С - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике (РЕΝ-проводник).

Обозначения, принятые на рис. 8-12:

≠ - нулевой рабочий проводник (Ν);

≠  - нулевой защитный проводник (РЕ);

≠  - совмещенный нулевой рабочий и защитный проводники (РЕΝ).

Выбор проводников по нагреву производится согласно требованиям ПУЭ-85 (глава 1.З., с. 16...39), ПУЭ-98 (с. 14...35).

Выбор электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания - согласно ПУЭ-85 (глава 1.4, с. 42...48), ПУЭ-98 (с. 38...44).

Электропроводки выбирают в зависимости от вида электроприемников (стационарные, мобильные) с учетом условий окружающей среды и требований безопасности и противопожарной безопасности.

Для облегчения выбора марок проводов и кабелей и способа их прокладки пользуются специальными справочными таблицами (Л-5, табл. 2.1.2; 2.1.3).

При этом следует выбирать провода и кабели с алюминиевыми жилами, за исключением тех случаев, когда электропроводки проектируются во взрывоопасных помещениях, в киноаппаратных залах на 800 и более мест, а также в жилых, общественных, административных и бытовых зданиях, где электропроводки выполняются проводами и кабелями с медными жилами. В сырых, особо сырых с химически активной средой, а также в пожароопасных помещениях следует применять провода и кабели с пластмассовой изоляцией.

Расчет сетей по нагреву заключается в выборе сечения проводника в зависимости от токовой нагрузки, ограниченной предельной допустимой для проводов и кабелей температурой. Длительно допустимая токовая нагрузка зависит от температуры окружающей среды.

Температура окружающей среды для воздуха принимают равной 25°С, для земли и воды +15°С.

Таким образом  Iдоп = Iдоп.табл • Ко,

где Ко - поправочный коэффициент, принимается по таблице 1.3.3. ПУЭ-85.

Сечения проводов и кабелей напряжением до 1000 В определяются по условию нагревания длительным расчетным током

Iдоп ≥ Iр

Для осветительных проводок с лампами накаливания расчетный ток определяют по формулам.

Для однофазной линии освещения

Iр=Рр/Ưф

Для трехфазной линии

Iр  =Рр/√3*Ưном

Если к осветительной проводке присоединены светильники с люминесцентными лампами, то расчетный ток определяют по формулам:

для однофазной линии

Iр=1,25*Рном/Ưф*соsφ

для трехфазной линии

Iр=1,25*Рном/√3*Ưлин* соsφ

Для ламп ДРЛ следует вместо коэффициента 1,25 подставить величину 1,12, так как ДРЛ имеет меньшие пусковые токи.

Длительные допустимые токи на изолированные провода представлены в приложении 6.

Допустимый ток (Iдоп), кроме того, должен быть согласован с током аппарата защиты (Iпл.в плавкого предохранителя, или Iу – автоматического выключателя), защищающего данный участок сети.

Предохранители устанавливают в местах изменения сечения проводника (с большего на меньшее), на вводах в здание, в головных участках сети.

Выбор предохранителей производится:

По напряжению

Ưн.п .≥Ưсети;

По току предохранителя

Iн.п. ≥ Iр.макс;

По предельной коммутационной способности

Iпр ≥Iк.з .(3) или ≥Iк (1)

Номинальный ток плавкой вставки для безинерционных предохранителей должен удовлетворять двум условиям:

Iпл.в≥Iр.макс;

Iпл.в.≥Iмакс/ά

где Iпл.в., Iр.макс, Iмакс – соответственно ток плавкой вставки, ток рабочий максимальный, ток максимальный (пусковой или пиковый);

ά –коэффициент зависящий от длительности прохождения пускового (пикового) тока, ά= 1,6. ..2,5.

При        tпуска < 8 сек ά = 2,5

             tпуска > 8 сек ά = 1,6. ..2.

Сечения проводов и кабелей согласуют с выбранными вставками:

1.Iдоп > 1,25 Iв – при защите от перегрузок;

2.Iдоп > 0,33 I в — при защите только от к.з. – по селективности защиты.

Технические данные предохранителей представлены в приложеИИ 5.

Выбор автоматических выключателей производится:

-по напряжению Ưн.а. ≥Ưсети;

-по роду тока и его значению Iн.а. ≥Iр.макс;

Для отдельного двигателя за расчетный максимальный ток принимается

Iр.макс = Iн.дв> если k3 > 0,7;

Iр.макс. = 1,1 • k3• Iн.дв., если k3 < 0,7.

Для группы двигателей

Iмакс =

где Iн.да.i - номинальный ток i-го двигателя, А,

n - число одновременно работающих двигателей;

-соответствия исполнения аппарата условиям окружающей   среды и режиму работы;

- по току уставки теплового расцепителя автомата

Iу.т.р.≥kнIр.макс

где k - коэффициент надежности для автоматических выключателей АЕ 2000, А 3700 - kн= 1 ,1 5

ВА - kн = 1,2... 1,35 в зависимости от тока.

-по току уставки электромагнитного расцепителя

Iу.э.р. ≥ kнIмакс

где Iмакс = ki*Iн.да - для одиночного двигателя;

для группы двигателей

Iмакс =

Где       Iмакс =    - сумма номинальных токов электродвигателей без пускаемого двигателя,

Iпускмакс - наибольший пусковой ток одного из двигателей;

-по предельно отключаемому току

Iпред.откл ≥ Iк.з.макс

- по условию чувствительности при однофазных, коротких замыканиях:

k(1)ч  ≥I (1)к.з. /Iу.т.р. ≥ 3  - для невзрывоопасной среды,

k(1)ч  ≥I (1)к.з. /Iу.т.р. ≥ 6  - для взрывоопасной среды.

Сечение проводов и кабелей согласуют с выбранными уставками расцепителей автоматов:

1. 1доп> 1,25·1у.т.р. - при защите от перегрузок;
2. Iдоп>Iу.т.р./1,5 – при защите только от к.з. для автоматов с тепловыми  расцепителями;
3. Iдоп > Iу.э.р. /4,5 - при защите только от к.з. для автоматов с электромагнитными расцепителями.

Технические данные проводов, предохранителей и автоматических выключателей приведены в приложениях 6,5,4 соответственно.

Пример 4. Выбрать систему токоведущих и защитных проводников, способ прокладки, марку, сечения проводов (кабелей) для линий, питающих электродвигатели М1 и М2, а также ввода при защите их предохранителями (вариант А) и автоматическими выключателями (вариант Б).

Выбранные проводки, предохранители, автоматы проверить на соответствие ПУЭ: на селективность срабатывания и по отключающей способности.

Исходные данные

1.Производственный объект - свинарник-маточник, особо опасное помещение,  сырое с химически активной средой  (ПУЭ-85, с. 6...7, п.п. 1.1.8; 1.1.12 и 1.1.13: ПУЭ-98, с. 4...5).

2.Расчетная нагрузка свинарника-маточника на 50 маток в дневной максимум Ррасч. = 55 кВт, коэффициент мощности нагрузки соsφ = 0,75.

3.Данные электродвигателей (из табл. 3 настоящего учебного задания).

Двигатель М1 (номер 8):

АИР 100Ĺ4 СУ 1 : Рн = 4 кВт; соsφ = 0,84; к, п. д. = 85|%;

Кi= 7.0; Кз = 1 (по условию);

Двигатель М2 (номер 1):

АИР 63А2СУ1; Рy = 0,37 кВт; соsφ = 0,86; к. п. д. = 72%;

Кi= 4.7; К3 = 1 (по условию).

Решение

1.Согласно ГОСТ Р 50571.2-94 применяем систему токоведущих и защитных проводников сети 380/220 В трехфазную четырех-проводную - ТΝ - С -S (рис. 9).

2.Для выполнения проводки к электродвигателям, а также ввода принимаем кабель АВРГ, четырехжильный, прокладываемый открыто по стенам, на скобах (Л-1, с. 18. ..20, с. 31...33; ПУЭ-98, табл. 2.12, с. 138...139).

3.Определяем силу рабочих (расчетных) токов:
           Двигатель М1 Iр = Iн • К3 = 8,5 • 1 = 8,5 А,

где Iн1 = Рн / (√3 • Ưн • соsφн • ηн) = 4/1,73 • 0,38 • 0,85 • 0,84= 8,5 А.

Двигатель М2 Iр = 0.91 • 1 = 0.91 А.

где Iн2= 0,37 / 1,73 • 0,38 · 0,86 • 0,72 = 0,91 А.

Ввод Iр.мах= Ррас. / (√3 • Ưном • соsφ) = 55/1,73 • 0,38 • 0,75 = 111,5 А.

4.Определяем силу максимальных токов:
            Двигатель М1   Iпуск = Iном Кi = 8,5 • 7 = 59,5 А.
           Двигатель М2    Iпуск = 0,91 • 4,7 = 4,3 А.

Ввод Iмах = (Iр.мах. -Iр.дв)  +Iнаиб.пуск == (111,5 - 8,5) + 59,5 =-162,6 А.

5. Составляем принципиальную схему сети 380/220 В свинарника-маточника и вносим в нее известные данные; марку кабеля, способ его прокладки, расчетные (рабочие), пусковые токи электроприемников.

Принципиальная схема сети 380/220 В

Вариант А. Защита линий к электродвигателям и ввода предохранителями.

Из таблицы 5.2 (Л-4, с. 28... 29) для защиты линий к электродвигателям и ввода выбираем предохранители.

Двигатель М1:

1-ое условие Iв ≥ Iраб = 8,5 А;

2-ое условие Iв ≥ Iмах / ά = 59,5 / 2,5 = 23,8 А.

Плавкую вставку выбираем по 2-му условию.

Из таблицы 5.2 (Л-4) выбираем предохранитель ПН2-60 с плавкой вставкой:

Iв = 25 А > 23,8.

По принятому значению номинальной силы тока плавкой вставки находим силу допустимого тока проводника: для ответвлений к электродвигателям во невзрывоопасных помещениях

Iдоп ≥ Iном.дв

Из таблицы 13.7. (ПУЭ-85, с. 22) или Приложения 5.3 выбираем сечение токопроводящей жилы   F = 2,5 мм2 с Iдоп.табл = 19 А для трехжильного кабеля, прокладываемого в воздухе.

Для четырехжильного кабеля АВРГ (4 х 2,5) аналогично:

Iдоп.таб. = 19 > 8,5 А.

Примечание: Согласно ПУЭ (п. 1.3.10) при определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе ( или жил многожильного провода), нулевой рабочий проводник четырехпроводной системы трехфазного тока, а также заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.

Выбранное сечение кабеля проверяем на обеспеченность защиты от коротких замыканий по условию

3 • Iдоп  ≥Iв;  3 • 19,0 ≥ 25 А - условие соблюдается.

Двигатель М2:

1-ое условие Iв ≥ Iраб = 0,91 А;

2-ое условие Iв ≥ Iмах / ά = 4,3 / 2,5 = 1 ,7 А.

Плавкую вставку выбираем по 2-му условию.

Из таблицы 5.2 (Л-4) выбираем предохранитель ПРС-6 с плавкой вставкой

IВ = 2А>1,7А.

Из таблицы 1.3.7 (ПУЭ-85) или из Приложения 5.3 выбираем сечение     токопроводящей     жилы     кабеля  F = 2,5 мм2,

Iдоп.таб=19А>0,91А

3 х 19 > 2А- условие соблюдается.

Ввод:

1 -ое условие Iв>Iраб,  Iраб. = 111,5 А;

2-ое условие Iв > Iмах / α = 162,6 / 2,5 = 65 А.

Выбираем плавкую вставку по первому условию.

Из таблицы 5.2 (Л-4) выбираем предохранитель ПН-2-250 с плавкой вставкой 120 А > 111,5 А.

Из таблицы 1.3.7 ПУЭ-85 выбираем сечение токопроводящей жилы кабеля F = 70 мм2,             Iдоп.таб. = 140 А  для трехжильного кабеля.

Для четырехжильного кабеля АВРГ (4 х 70) аналогично:

Iдоп.таб.= 140А>111,5А.

Выбранное сечение кабеля проверяем на обеспеченность защиты от коротких замыканий

3 • 1доп > 1в; 3 х 140 > 120 А - условие соблюдается.

Полученные расчетные данные вносим на принципиальную схему сети.

Селективность действия предохранителей обеспечивается, так как плавкие вставки двух последовательно включенных ступеней значительно отличаются одна от другой по шкале номинальных токов плавких вставок (Л-1, с. 27).

Выбранный предохранитель ПН2-250 проверяем по отключающей способности

Iпред.откл. ≥I(3)к

При напряжении сети 380 В для предохранителя ПН2-250   Iпред.откл =40 кА.

Сила тока трехфазного к. з. в точке К4 (место установки предохранителя) I(3)к = 1,72 кА; 40 > 1,72

условие соблюдается.

Вариант Б. Защита линий к электродвигателям и ввода автоматическими выключателями.

Из таблицы 5.3 (Л-4, с. 34...35) по значениям номинальных токов выбираем автоматические выключатели серии АЕ-2000 с комбинированным расцепителем для защиты линий к электродвигателям и А3714Б -для защиты ввода.

Двигатель М1:

Сила тока уставки теплового расцепителя автомата. . ≥

Iу.т.р_. ≥Кн*Iраб=1,15-8,6 = 9,9А. . ≥

Сила тока уставки электромагнитного расцепителя автомата

Iу.э.р.  . ≥КнIмах=1,15-59,6 = 68,5А.

Из таблицы 5.3 (Л-4) выбираем автоматический выключатель

АЕ-2036Р с Iу.т.р. = 12,5 А и Iэтр= 12 • Iном,

так как при Iу.э.р.=3*Iном. автоматический выключатель будет ложно срабатывать при пуске электродвигателя.

Из таблицы 1.3.7 (ПУЭ-85, с. 22) или из Приложения 5.3 выбираем сечение токопроводящей жилы F = 2,5 мм2 с Iдоп.таб. = 19 А для трехжильного кабеля, прокладываемого в воздухе.

Для четырехжильного кабеля АВРГ (4 х 2,5) аналогично:

Iдоп.таб. = 19 А > Iу.т.р. = 12,5 А.

Двигатель М2:

Сила тока уставки теплового расцепителя автомата

Iу.т.р.>Кн *Iраб=1,15-0,91 = 1,1А.

Сила тока установки электромагнитного расцепителя автомата

Iу.т.р.>Кн. Iмах=1,15-4,3 = 4,95 А.

Из таблицы 5.3 (Л-4) выбираем автоматический выключатель

АЕ-2036Р с Iу.т.р. = 1,25 А и Iу.э.р = 12 • Iном,

так как при Iу.э.р = 3 • Iном, автоматический выключатель будет ложно срабатывать при пуске электродвигателя.

Из таблицы 1.3.7 (ПУЭ-8,5, с. 22) выбираем сечение токопрово-дящей жилы F = 2,5 мм2 с Iдоплав. = 19 А для трехжильного кабеля, прокладываемого в воздухе.

Для четырехжильного кабеля АВРГ (4 х 2,5) аналогично:

Iдоп.таб=19А>Iу.т.р. =1,25А

Ввод: Сила тока уставки теплового расцепителя автомата

Iу.т.р. ≥ Кн • Iраб. = 1,15 • 111,5 = 128 А.

Сила тока уставки электромагнитного расцепителя автомата

Iу.т.р. ≥ Кн • Iмах. = 1,15 -162,6 =187 А.

Из таблицы 5.3 (Л-4) выбираем автоматический выключатель

А3714Б с Iу.т.р.  = 160 А и Iу.т.р. = 3 • Iном,

так как при этом ложных срабатываний при пуске наибольшего электродвигателя М1 не будет.

Из таблицы 1.3.7 (ПУЭ-85, с. 22) или из Приложения 5.3 выбираем сечение токопроводящей жилы F = 70 мм2 с Iдоп.таб = 140 А для трехжильного кабеля, прокладываемого в воздухе.

Для четырехжильного кабеля АВРГ (4 х 70) аналогично:

Iдоп.таб =140А

Iдоп.таб =140А< Iу.т.р. =160А

поэтому принимаем сечение F = 95 мм2 с Iдоп.таб.= 170 А > Iу.т.р. =160 А.

 Полученные расчетные данные вносим на принципиальную схему сети. Селективность срабатывания автоматических выключателей, как видно из принципиальной схемы сети, обеспечивается, но при защите автоматами сечение проводников ввода потребовалось завысить.

К задаче 5

На стороне 6... 10 кВ потребительских подстанций для защиты силовых трансформаторов от к. з. в основном устанавливают предохранители типа ПК, технические данные которых приведены в табл. 18.9 (Л-4, с. 209).

Общие требования к предохранителям:

-необходимая термическая и динамическая стойкость;

-стабильность времятоковых характеристик.

Кроме того, должны быть соблюдены следующие условия:

1)несрабатывание от бросков силы тока намагничивания при включении трансформаторов;

2)несрабатывание при перегрузках трансформаторов, т. к. в этом случае должна срабатывать защита, устанавливаемая со стороны низшего напряжения;

3)быстрое отключение трансформатора при к. з. внутри него или на выводах ВН;

4)селективность действия предохранителей с защитой, установленной на стороне низшего напряжения.

Первые три условия выполняются благодаря обратнозависимой времятоковой характеристике предохранителей, а четвертое - соответствующим выбором плавкой вставки.

Предохранители для защиты трасформаторов выбирают по следующим параметрам:

-по номинальному напряжению по условию: Ưн.пр, = Ưн.уст;

-по силе номинального тока предохранителя по условию Iн.пр > Iр.макс - сила максимального тока цепи;

-по предельно отключаемому току I" < Iот;

-по силе номинального тока плавкой вставки.

Плавкие вставки предохранителей выбирают с учетом отстройки их от бросков силы намагничивающего тока трансформатора:

Iв=(2…3)Iн.т.

Определяют силу расчетного тока к. з. на стороне высшего напряжения с учетом коэффициента надежности

Iк.расч =Кн *Iк.н./Кт

где Кн = 1,3 - коэффициент надежности, учитывающий разброс ампер-секундных характеристик и необходимый запас;

Iк.н. - сила тока трехфазного к. з. на стороне низшего напряжения трансформатора;

Кт - коэффициент трансформации трансформатора.

По ампер-секундной характеристике предохранителей (Л-4, с. 210, рис. 18.4) определяют время tв перегорания плавкой вставки при токе Iк.расч.

Определяют допустимое время протекания тока к. з. по трансформатору:

tд=900/к2

где к =Iк.расч/Iн.т.

Сравнивают время перегорания плавкой вставки tв с допустимым временем tд протекания тока к. з. при  tд> tв термическая устойчивость трансформатора обеспечена.

Выводы трансформаторов напряжением 0,38 кВ, а также линии 0,38 кВ, отходящие от КТП 10/0,4 кВ мощностью 400... 1000 кВ-А, защищают от к. з. автоматическими выключателями ВА51, АЕ2000М, А3700 или блоками предохранитель - выключатель БПВ-31 - БПВ-34 с предохранителями типа ПР2 и ПН2. На КТП мощностью 25 и 40 кВ-А устанавливают автоматы АП50Б с двумя электромагнитными расцепителями, тремя тепловыми и одним расцепителем в нулевом проводе (на силу тока, равную номинальной теплового расцепителя Iн.р.). На КТП мощностью 63... 250 кВ-А ставят автоматы АЕ2000М, ВА51, АЗ 700, у которых кроме электромагнитных и тепловых расцепителей есть независимый расцепитель с катушкой напряжения.

Электромагнитные и тепловые расцепители автоматов часто не обеспечивают чувствительность, требуемую ПУЭ.

Для повышения чувствительности при защите от однофазных к.з. на корпус и замыкания на землю при обрыве проводов автоматами с двумя электромагнитными и тремя тепловыми расцепителями устанавливают в нулевом проводе дополнительный элемент: у автоматов АЕ2000М, ВА51, А3700 - реле тока РЭ-571 - или фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП) совместно с независимым расцепителем (защиты ЗТ-0,4 и ЗТИ-0,4).

Проложенный пятый провод и соединенный с корпусом электродвигателя повышает чувствительность защиты от однофазных к.з. Данный способ целесообразен при неразветвленных линиях и небольшом числе трехфазных электроприемников.

Автоматические выключатели и предохранители выбирают по условиям, представленным в методических указаниях к задаче №4 и проверяют по условию срабатывания при однофазном к. з. на корпус или на нулевой провод. В соответствии с ПУЭ (п. 1.7.79) в установках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью для обеспечения быстрого срабатывания защиты от однофазных к. з. сила тока однофазного к. з. Iк должна быть не менее трехкратного значения силы номинального тока плавкой вставки предохранителя или расцепителя автомата с обратно зависимой от тока характеристикой.

Для автоматов, имеющих только электромагнитный расцепитель, кратность силы тока однофазного к. з. к силе номинального тока расцепителя должна быть не менее 1,4 при силе номинального тока автомата до 100 А и 1,25 при силе номинального тока автомата более 100 А. Силу номинального тока расцепителя автомата и плавкой вставки предохранителя определяют по условию:

Iт.р.(в) > 1,1 (Iр.макс - Iн.д. + 0,4Iп.д.),

где Iр.макс- сила максимального рабочего тока в линии, А;

Iн.д., Iп.д. - силы номинальнго и пускового токов наиболее мощного электродвигателя, подключенного к линии, А.

Коэффициент чувствительности защиты определяют по формуле

Кч=Iк.минс/Iт.р.(в) ≥3

где  Iк.мин- наименьшее значение силы двухфазного или однофазного тока к.з. на нулевой  провод, А;

Iт.р.(в) - сила номинального тока теплового расцепителя автомата или плавкой вставки предохранителя, А.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата определяют по выражению

Iэ.р.=1,2(Iр.макс – I н.д. +I п.д.).

Пример 5. Подобрать плавкую вставку предохранителя ПК- 10 для защиты силового трансформатора напряжением 10/0,4 кВ, выбрать защиту проектируемой линии 0,38 кВ и проверить ее на срабатывание при однофазном к. з. в конце линии.

Исходные данные

1.Номинальная мощность потребительского трансформатора Sн.т.= 100 кВ • А (принимается по результатам решения задачи 2).

2.Сочетание напряжений: Ưвн= 10 кВ, Ưнн = 0,4 кВ.

3.Сила тока трехфазного к. з. на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ Iк (3)  = 2,92 к • А (принимается по результатам трехфазного к. з. в точке К3).

4.Сила однофазного тока к. з. в конце проектируемой линии I(1)к = 415 А (принимается по результатам решения задачи 3).

5.Максимальная расчетная нагрузка линии Л-3 Sрасч. = Sтп-1== 76,3 кВ • А (из решения задачи 2).

6.Данные наибольшего электродвигателя М1: Iном= 8,6 А; Iпуск = 51,6 А (из решения задачи 4).

Выбор плавкой вставки предохранителя ПК-10

1.1.Определяем силу номинального тока трансформатора на стороне 10 кВ:

Iн.т.= Sн.т./ √3*Ưвн = 100/1,73 • 10 = 5,78 А.

1.2.По силе номинального тока трансформатора выбираем плавкую вставку, обеспечивающую отстройку от бросков силы намагничивающего тока трансформатора.

Iв = (2...3)Iн.т.= (2...3)5,78=11...17А.

По таблице 18.9 (Л-4, с. 209) выбираем плавкую вставку 15 А.

1.3.Определяем силу расчетного тока к. з. на стороне 10 кВ трансформатора с учетом коэффициента надежности

Iк.расч.= Кн *Iк.н./Кт = 1,3 • 2,92/25 = 0,152 к • А = 152 А,

где Кн = 1,3 - коэффициент надежности, учитывающий разброс ампер-секундных характеристик и необходимый запас;

Iк.н. - сила тока трехфазного к. з. на стороне 0,4 кВ трансформатора;

Кт - коэффициент трансформации трансформатора.

1.4.По ампер-секундной характеристике (Л-4, с. 210, рис. 18.4а) определяем время tв перегорания плавкой вставки при токе 152 А tв= 0,2 с.

1.5.Определяем допустимое время протекания тока к. з. по трансформатору:

tд = 900/к2 = 900/26,22 = 1,3 с,

где к = Iк.расч/Iн.т.= 152/5,78 = 26,2.

1.6.Так как tв= 0,2 с < tд = 1,3 с, то термическая устойчивость трансформатора будет обеспечена.

2. Выбор защиты проектируемой линии и проверка ее на

срабатывание при однофазном к. з.

2.1.Сила максимального рабочего тока линии

Iр.макс= Sрасч / √3Ưн = 77,3 / 1,73 • 0,38 = 1 17,5 А.

2.2.Сила максимального тока линии

Iмакс = (Iр.макс – Iн.д.) + Iп.д.= (1 17,5 - 8,6) + 51,6 = 160,5 А.

Вариант А. Защита ВЛ-0,38 кВ предохранителями

Составляем расчетную схему электрической сети 380/220 В. (рис.13)

Рис. 13. К примеру 5.

Из таблицы 5.2 (Л-4, с.28.,.29) выбираем предохранитель ПН2-250 с силой номинального тока патрона Iн.п.= 250 А, Iр.мах = 117,5 А

Плавкую вставку выбираем, исходя из условий:

1-ое условие Iв ≥ Iр.мах = 117,5 А

2-ое условие Iв ≥ I.мах /ά= 160,5/2,5 = 64 А

Плавкую вставку выбираем по 1-му условию:

Iв=120А>Iр.мах=117,5А

Но т.к. на вводе в производственный объект установлен предохранитель ПН2-250 с плавкой вставкой 120А, то для обеспечения селективности защиты принимаем плавкую вставку Iв= 200 А.

Чувствительность защиты при однофазном к. з. в конце линии

Кч = Iк(1) / Iв = 415 / 200 = 2,07 < 3,

следовательно, чувствительность защиты не обеспечивается.

Для обеспечения чувствительности защиты необходима установка секционирующего предохранителя в точке присоединения жилых домов на расстоянии 100 м от начала линии.

Вариант Б. Защита ВЛ-0,38 кВ автоматами.

Составляем расчетную схему электрической сети 380/220 В (рис. 14).

Рис. 14 к примеру 5.

Определяем силу тока срабатывания теплового расцепителя автомата

Iт.р. ≥  1,1* (Iр.мах – Iн.д.+ 0,4 Iп.д.) = 1,1 • (117,5 - 8,6 + 0,4 • 51,6) =  142,5 А.

Сила тока срабатывания электромагнитного расцепителя

Iэ.р.≥ 1,2*(Iр.мах – Iн.д. +I п.д.)= 1,2 • (117,5 - 8,6 + 51,6) = 192,6 А.

Принимаем к установке автомат А3724Б с силой тока уставки теплового расцепителя 200 А (Л-4, с. 34...35, табл. 5.3) и силой тока уставк электромагнитного расцепителя 7Iном (По условию селективности Iу.т.р.= 200 А).

Чувствительность защиты при однофазном к.з. в конце линии

Кч = Iк (1) / Iт.р.= 415 / 200 = 2,07 < 3.

Так как чувствительность защиты меньше допускаемой ПУЭ-85 (п. 1.7.79, с. 83...84), устанавливаем защиту нулевой последовательности с реле РЭ-571т в нулевом проводе и действующей на независимый расцепитель автомата А-3714. Сила тока срабатывания реле РЭ-571т

Iэ.р.= 0,7Iр.мах = 0,7·117,5 = 82,25 А.

Чувствительность защиты при однофазном к. з. в конце линии

Кч =( Iк (1) – Iр.мах)/ Iэ.р.= (415 - 117,5) / 82,5 = 3,6 > 1,5.

Чувствительность защиты при однофазном к. з. обеспечивается.

К задаче 6

Для расчета заземляющих устройств согласно ПУЭ (гл. 1.7) определяются предельные значения их сопротивлений в зависимости от напряжения, режима нейтрали и элемента электроустановки, подлежащего заземлению.

Для электроустановок с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяют нейтрали генераторов и трансформаторов, должно быть при напряжении 380/220 В не более 4 Ом.

Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлений, а также повторных заземлений нулевого провода воздушных линий напряжением до 1000 В при числе отходящих линий не менее двух. При этом сопротивление искусственного заземления, к которому присоединяются нейтрали генераторов и трансформаторов, не должно быть выше 30 Ом при напряжении 380/220 В, если меньшее сопротивление не требуется по условиям грозозащиты и если к этому заземлению не присоединяют электрооборудование напряжением выше 1000 В.

Повторные заземления нулевого провода должны быть выполнены:

1.На опорах с ответвлениями к вводам в помещения, в которых может быть сосредоточено большое количество людей (школы, ясли, больницы т.п.) или которые представляют большую хозяйственную ценность (животноводческие помещения, склады, мастерские и пр.).

2.На конечных опорах линий, имеющих ответвления к вводам, при этом наибольшее расстояние от соседнего защитного заземления этих же линий должно быть не более 100 м для районов с числом грозовых часов в году от 10 до 40 и 50 м для районов с числом грозовых часов в году более 40.

3. На промежуточных опорах линий через каждые 200 м для районов с числом грозовых часов в году до 40; 100 м - для районов с числом грозовых часов в году более 40.

К указанным заземляющим устройствам должны быть присоединены на деревянных опорах крюки и штыри, а железобетонных опорах, кроме того, арматура.

Заземляющие проводники должны иметь диаметр не менее 6 мм.

Общее сопротивление заземляющих устройств всех повторных заземлений каждой ВЛ-0,38 кВ не должно превышать 10 Ом. При этом сопротивление каждого из повторного заземлений не должно

превышать 30 Ом.

При удельном сопротивлении земли р более 100 Ом • м допускается увеличивать указанные нормы 0,01 р раз, но не более десятикратного.

В электроустановках выше 1 кВ с изолированной нейтралью (ПУЭ, п. 1.7.57) сопротивление заземляющего устройства R, Ом, при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей, должно быть не более:

при использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ

R = 125 /I3, но не более 10 Ом,

где Iз - расчетный ток замыкания на землю, А.

При этом также должны выполняться требования, предъявляемые к заземлению (занулению) электроустановок до 1 кВ.

Следует помнить, что всегда за нормируемую расчетную величину сопротивления заземляющего устройства принимается меньшее из всего ряда вариантов.

Пример 6. Рассчитать заземляющее устройство трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ и производственного объекта, расположенных в заданной климатической зоне (табл. 1).

Удельное сопротивление грунта p изм, Ом • м, сила тока замыкания на землю на стороне                   10 кВ -Iз, А.

Заземляющие устройства предусматривается выполнить заложением в грунт вертикальных стальных стержней длиной l, м, и диаметром d, мм, соединенных между собой стальной полосой 40 х 4 мм. Глубина заложения стержней - 0,8 м, полосы связи - 0,9 м.

Исходные данные

1.Удельное сопротивление грунта (из табл. 1).

ризм = 125 Ом • м.

Измерения производились при средней влажности грунта.

2.Сила тока замыкания на землю на стороне 10 кВ (из табл. 1).

Iз = 8 А.

3.Размеры вертикального стержня (из табл. 1):

длина l = 5 м,

диаметр d = 14 мм.

4.Глубина заложения:

стержней tс = 0,8 м;

полосы связи tп = 0,9 м.

5. Число повторных заземлений на отходящих линиях 0,38 кВ (Л-1 и Л-2) n1,2 = 7 и на Л-3 нужно смонтировать согласно ПУЭ три  повторных заземления, тогда общее  n= 7 + 3 = 10.

Решение

1.Определяем расчетное сопротивление грунта для стержневых заземлителей

ррасч. = Кс • К2 • pизм. = 1,25 • 1,0 • 125 = 156 Ом,

где Кс = 1,25 - коэффициент сезонности по таблице 27.2 (Л-4,  с.316)

К2 = 1,0 - коэффициент, учитывающий состояние грунта при измерении по табл. 27.3 (Л-4, с. 317).        2.Сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали

Rв=0,366 pрасч (lg 2*l/d +0,5lg 4hср+l/4hср-1)/ 1=0,366*156(lg 2*5/0,014+0,5 lg 4*3,3+5/4*3,3-5/5=33,6Ом

Rв =0,366ρрасч (lg

3.Сопротивление повторного заземления (производственного объекта) Rп.з. не должно превышать 30 Ом при р = 100 Ом-м и ниже, при р = 172 Ом-м > 100 Ом-м ПУЭ допускают принимать

Rп.з. = 30 • 156 /100 = 46,8 Ом.

Для заземления производственного объекта принимаем один стержень длиной 5 м и диаметром 14 мм, сопротивление которого 33,6 Ом < 46,8 Ом.

4.Общее сопротивление всех десяти повторных заземлений

гп.з. = Rп.з. / n = Rв / n = 33,6 /10 = 3,4 Ом,

где R.п.з. - сопротивление одного повторного заземления.

5.Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений, т. к. гп.з.. = 3,4 Ом < гз = 4 Ом. В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом или 125Iз

гиск = 125/Iз = 125/8,0 = 15,6 Ом,

принимаем для расчета наименьшее из этих значений

rрасч = 10 Ом.

6. Определяем теоретическое число вертикальных стержней

nт = Rв/rрасч = 33,6/10 = 3,4

Принимаем четыре стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м один от другого.

Длина полосы связи

1r =а*nт =5*4=20м

7.Определяем сопротивление полосы связи

Rr, = 0,366 pрасч * 1g[2l 2 / (dh)] / 1 =  0,366 • 375 • lg [2 • 202 / (0,04 • 0,8)] / 20 = 29,92 Ом,

где pрасч = Кс • К2 • pизм = 3 • 1 • 125 = 375 Ом;

Кс = 3,0 (по табл. 27.2, Л-4);

К2 = 1,0 (по табл. 27.3, Л-4);    

где d = 4 мм = 0,04 м - толщина полосы связи;

h = 0,8 м - глубина заложения полосы связи;

1 = 20 м - длина полосы связи.

8.Определяем общее сопротивление вертикальных стержней для заземления п/ст с учетом экранирования:

R'в = Rв/nт*ηв =33,6/4*0,65=12,9Ом

где ηв = 0,65 - коэффициент экранирования вертикальных заземлителей (по рис. 27.1а, Л-4, с. 318, при n = 4 и а/1 = 1).

9.Определяем сопротивление полосы связи с учетом экранирования

R'г = Rг/ηг =29,9/0,70=42,7Ом

где ηг = 0,7 - коэффициент экранирования горизонтальных заземлителей по рис. 27.16, при n = 4 и а/1 = 1.

10. Сопротивление заземляющего устройства подстанции

Rз.тп=Rв1 *Rг1 /(Rв1 + Rг1)=12,9*42,7/(12,9+42,7)=9,9 Ом< 10 Ом

11. Общее сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора с учетом сопротивлений повторных заземлений:

Rз.н. =Rз.тп * rп.з. /(Rз.т.п. + r п.з). =9,9*3,4/(9,9+3,4)=2,53 Ом < Ом

Приложение 1

1. Технические данные трансформаторов

Указание: У - звезда; Ун -звезда с нулевым выводом; Д - треугольник.

Приложение 3

Интервалы экономических нагрузок для основных сечений проводов ВЛ-0,38 кВ (РУМ 10-72)