Выбор и проверка автоматических выключателей, предохранителей в цеховых сетях напряжением до 1 кВ. Выбор проводов и кабелей силовых сетей. Проверка на соответствие защите

Выбор автоматических выключателей.

Станок токарно-револьверный находится в помещении с нормальными условиями окружающей среды.

Определяем номинальный ток станка, А

(55)

где:Р_ном - номинальная мощность ЭП, кВт.

-номинальное напряжение сети, кВт.

-КПД

Определяем номинальный ток ЭП1 по формуле 55

Для выбора I_ном.р выключателя находим номинальный ток расцепителя по формуле 56, А

I_{расч.расц} ≥ 1,25∙I_ном(56)

I_{ном.расц} ≥1,25∙5,24 = 6,55

По([24] с.134 таблица А.1) выбираем ближайшее стандартное значение тока расцепителя, в нашем случае I_ном.р. = 10 А

Для 10А – ток уставки пусковой I_у(п)=1,45хI_ном.р.=1,45х10=14,5А

Проверяем на допустимый ток по формуле 57,А

I_доп≥К_з ∙ I_у(п), (57)

где К_з- коэффициент запаса (при нормальных условиях К_з=1)

I_доп≥ 1х14,5

14,5≥10

Проверяем автоматический выключатель по номинальному току, А

I_{ном.авт} ≥ 1,25 ∙ I_ном.р (58)

I_{ном.авт} ≥ 1,25 ∙ 6,55 ≥ 8,18

10 > 8,18

Условие выполняется, значит, выключатель автоматический пономинальному току и номинальному току расцепителя выбран правильно.

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки, определяем пиковый ток, А

I_пик ≥ К_I ∙ I_ном , (59)

где К_I - коэффициент кратности тока станка, определяется по ([14] табл.5.7)

К_I = 7

I_пик ≥ 7 ∙ 5,24 = 36,7

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки с учетом пиковых токов по формуле 60, А

I_с.о ≥ 1,25 ∙ I_пик (60)

I_с.о ≥ 1,25 ∙ 36,7 = 45,8

По ([5]) выбираем уставку автоматического выключателя по формуле 61

(61)

Следовательно по ([5] с.38) К_сор = 7

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки по формуле 62, А

I_с.о ≥ К_со∙ I_ном.р (62)

I_с.о ≥ 7∙10 = 70

70 > 45.8

Условие выполняется, значит, автоматический выключатель по току срабатывание отсечки выбран правильно. Остальные автоматические выключатели и провода проверяются таким же образом. Все расчеты заносим в таблицу 4.

Выбираем автоматический выключатель на вводе в ШР-1 по аналогичной методике. Отличием является определение пикового тока.

Определяем номинальный ток расцепителя по формуле 63, А

I_ном.р.> 1,25 ∙ I_р.max, (63)

где I_р.max- максимальный ток шкафа, А

I_ном.р. > 1,25 ∙ 32,98 = 40,35

Принимаем ближайшее стандартное значение номинального тока расцепителяI_ном.р=63А

Выбираем автоматический выключатель ВА 78-29с номинальным током I_{ном.авт.} = 63 А

Проверяем выключатель по номинальному току по формуле 64, А

I_{ном.авт.}≥ 1,25 ∙ I_ном.р (64)

I_{ном.авт}≥ 1,25 ∙ 40,35 ≥ 50,43

63 ≥ 50,43

Неравенство выполняется, значит, автоматический выключатель по номинальному току выбран правильно.

Для проверки выключателя на срабатывания отсечки определяем пиковый ток шкафа по формуле 65, А

(65)

где I_{наиб.ЭП}- номинальный ток наибольшего по мощности ЭП;

К_I- кратность тока наибольшего по мощности ЭП;

SI_ном- суммарный ток ШР1.

I_пик=32,28+6х40,35-40,35х32,28/254,13=269,26

Проверяем выключатель автоматический на срабатывание отсечки по формуле 66, А

I_с.о = К_со ∙ I_ном.р(66)

I_с.о= 7 ∙ 63 = 441

441 > 269,26

Условие выполняется

Произведем выбор марки и сечения кабеля по([15]) выбираем кабель ВВГнг 5х70 с длительным током I_пров=180 А

Проверим условие соответствия кабеля аппарату защиты

I_пров.≥ К_з ∙ I_ном.р (67)

где К_з- коэффициент запаса (при нормальных условиях К_з=1)

80≥63

Условие выполняется.

Остальные автоматические выключатели и кабели для силовых шкафов рассчитываем по аналогичной методике и данные расчетов заносим в таблицу 6.

Напряжение на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 10 кВ,подвод от ГПП до трансформатора осуществляется кабелем в земле.

Номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения определяется по формуле, А:

(68)

где S_Т – мощность трансформатора, кВ А;

U_ном– номинальное напряжение, В

Номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения определим по формуле 68

I_ном=400/1,73 10=23,12

Сечение кабеля с аллюминевыми жилами по экономической плотности

тока определяем по формуле 69

F_ээ=I_ном/J_эк (69)

F_ээ=23,12/1,2=19,6

Выбираем кабель от ГПП до трансформатора ААШв 3х25/10

Выбранное сечение кабеля проверим по потере напряжения, с учетом номинальной нагрузки трансформатора по формуле, В

, (70)

где I_ном– номинальный первичный ток трансформатора;

l– длина кабельной линии,км;

z₀– удельное активное сопротивление, Ом/км;

x₀– удельное индуктивное сопротивление, Ом/км.

Принимаем cosj= 0,9 и sinj=0,44.

По ([8] таблица П 2.1 и П 2.3) определимr₀=1,25 и x₀=0,11 Ом/км

Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения с учетом номинальной нагрузки трансформатора по формуле 70

Таблица 6

Линии к ЭП, тип автомата	Расчётный ток линии; (А)	Номинальный ток расцепителя; (А)	Ток мгновенного срабатывания отсечки; (А)	Коэф КЗ	Допустимая токовая нагрузка на кабель; (А)	Марка и сечения кабеля; (мм^2)
Iном.	Iпуск	Iрасч.р	Iном.р	Iпик	Iс.о.	Кз	Iрасч.теп.	Iпров.доп
ЩР1 (ПР 8501-089)
ЭП 1 ВА51Г-31 ЭП 2ВА51Г-31 ЭП 8 ВА51Г-31		171,6	26,4   37,5   6,25	31,5	45,9   242,0   242,2					ВВГнг (5Í70) ВВГнг (5Í120) ВВГнг (5Í8)
ЭП 6 ВА51Г-31					282,4					ВВГнг (5Í50)
ЭП 7 ВА51-25		54,6	8,4		258,9					ВВГнг (5Í16)
ЭП 9 ВА51Г-31			37,5		97,47					ВВГнг (5Í120)
ЭП 11 ВА51-31-1 ЭП 13 ВА51-31-1			28,8   62,5	31,5	345,45					ВВГнг (5Í95) ВВГнг (5х95)
ЩР2 (ПР 8501-088)
ЭП 2 ВА99-225 ЭП 3 ВА99-225	85,6   79,9	599,2   599,3	99,87							ВВГ (5Í25) ВВГ (5Í25)
ЭП 4 ВА78-29	40,34	282,38	50,42		352,9					ВВГ (5Í10)
ЭП 5 ВА99-225	62,78	439,46	78,48		439,46					ВВГ (5Í16)
ЭП 11 ВА99-225	125,36	877,52	156,7		877,52					ВВГ (5Í35)
Линия к ШР2 ВА99-225	125,36	955,12	156,7		1193,8					ВВГ (4Í16)
ЩР3 (ПР 8501-082)
ЭП7 ВА99-100	10,18	71,26	12,73		89,7					ВВГ (5Í1,5)
ЭП13 ВА99-100	67,9	475,3	84,87		475,3					ВВГ (5Í16)
Линия к ШР3 ВА99-225	90,9		113,6		622,5					ВВГ (4Í35)

Произведем проверку выбранного кабеля, %

(71)

0,47% < 5%

Кабель удовлетворяет требованиям.

Высоковольтные аппараты, шины трудно подаются расчетам и поэтому заводы- изготовители указывают предельный сквозной ток короткого замыкания (его амплитудное значение) – i_пр.скв(i_дин), которые не должны быть определены в наших расчетах ударного тока при трехфазном токе короткого замыкания и проверка на электродинамическую стойкость сводится к условию i_пр.скв(i_дин)>i_уд.

При определении сопротивления системы ранее был принят маломасляный выключатель.

Его данные по ([8] таблица П 4.1). Для напряжения 10кВ выбираем выключатель ВММ-10-400-10У2, I_ном=800 А, I_{ном.откл.}=10 кА, i_пр.скв=128 кА,ток и время термической стойкости кА/31,5/4 по([9] таблица 2.75)

Определяем тепловой импульс трехфазного тока короткого замыкания – I_к, кА²с

, (72)

где Т_а – постоянная затухания апериодической составляющей тока КЗ. По ([6] стр. 359), принимаем равным 0,01.

t_отк=t_защ+t_вык

где t_защ– время действия основной защиты; С

t_вык– полное время отключения выключателя; С

t_отк=2 + 0,1 = 2,1

Определяем тепловой импульс тока короткого замыкания по формуле 72

В_к = 0,67² ∙ (2,1 + 0,01) = 950000 А²С

Таблица 7

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном.р.=23,12А iуд=0,95кА Iк^(3)= 0,67 кА Вкв=0,95кА^2/с	Uном=10кВ Iном.= 400A iуд=128кА Iк^(3)= 10 кА Вкв = 400 кА^2/с

Выключатель явно проходит по всем показателям.

Выбираем и проверяем выключатель нагрузки на стороне 10кВ. По ([8] таблица П 4.1) – выключатель нагрузки ВМПП-U_ном=10кВ; I_ном=630 А; ток и время термической стойкости кА/с – 20/4.

Сравним данные выключателя и расчетные

Таблица 8

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=23,12 iУ=0,95кА Вкв=0,95 кА^2/с	Uном=10кВ Iном=630A iУ=80 кА Вк1 = 1000 кА^2/с

Выключатель ВВЗ по своим параметрам проходит.

Выбираем и проверяем высоковольтный предохранитель, совмещенный с выключателем.

Для силового транспорта, согласно директивным материалам, номинальный ток предохранителя выбирается по величине 2I_номс рекомендуемым разбросом в 20%.

I_пр=46,24 1,2=55,4А

По ([1] таблица П 2.84 с.188) выбираем токоограничивающий предохранитель ПКТ-103УЗ-10-80-20, I_ном=80A.

Сравним данные расчетов и предохранителя с учетом мощности отключения и тока короткого замыкания.

Таблица 9

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=23,12 iотк=0,67кА Sотк=1,73 UнсIр1^(3) Sотк=1,73 10 10,67=11,59	Uном=10кВ Iном=80A iотк=20 кА Sотк= 1,73 Uнс Iр1^(3) Sотк=1,73 10 20=346

Проверяем кобель ААШв 5х25 по тепловому импульсу

(73)

где В_к – тепловой импульс трехфазного тока короткого замыкания;

С_Т – коэффициент, зависящий от допустимой температуры при коротком замыкании и материала токоведущей шины, кабеля, провода, аппарата.

Проверяем кабель ААШв 5х25 по тепловому импульсу по формуле 59

Кабель и предохранители проходят.

Дата добавления: 2015-12-01