 |
К практической работе по теме
|
|
|
|
«Расчет защитного заземления»
Таблица 7.5
| № вар. | Объект защиты | Параметры трансформатора | Климатическая зона | Грунт | Расположение вертикальных заземлителей | |
| Мощность, кВА | Соединение обмоток | |||||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | I | Суглинок | В ряд | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | III | Чернозем | Вряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | I | Супесок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | IV | Песок | Вряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | III | Суглинок | По контуру | ||
| ЛАБ | Y / ∆ н | II | Глина | Вряд | ||
| ПП | ∆/ ∆ н | IV | Чернозем | По контуру | ||
| ЛАБ | Y / ∆ н | I | Песок | Вряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | II | Супесок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | III | Глина | Вряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | II | Суглинок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | IV | Супесок | Вряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | III | Песок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | I | Суглинок | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | IV | Супесок | По контуру | ||
| ПП | ∆/ ∆ н | III | Чернозем | По контуру | ||
| ЛАБ | Y / ∆ н | II | Глина | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | I | Песок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | IV | Чернозем | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | II | Глина | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | III | Суглинок | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | II | Супесок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | I | Глина | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | IV | Песок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | II | Суглинок | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | IV | Суглинок | По контуру | ||
| ПП | Y / ∆ н | II | Супесок | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | III | Чернозем | В ряд | ||
| ПП | Y / ∆ н | II | Глина | По контуру | ||
| ЛАБ | ∆/ ∆ н | I | Глина | В ряд |
Расчет зануления
Цель расчета зануления - определить сечение защитного нулевого провода, удовлетворяющее условию срабатывания максимальной токовой защиты, при известных остальных параметрах сети и заданных параметрах автоматического выключателя или плавкой вставки [8]. Принципиальная схема зануления представлена на рис. 7.
|
|
|
Рис. 7. Схема зануления установки
При замыкании на зануленный корпус электроустановки ток короткого замыкания I к проходит через следующие участки цепи: фазный провод В, обмотки трансформатора Т р, нулевой проводник Н, а также по параллельной ветви: заземление нейтрали R 0, участок грунта, повторное заземление R п. Сопротивление петли "фаза-нуль" обычно не превышает 2 Ом, а сопротивление R 0+ R п, согласно ПУЭ, должно быть в пределах 7...28 Ом в зависимости от напряжения сети. Поэтому ток I з, протекающий через землю, много меньше тока I н, проходящего по нулевому проводнику, и можно считать I к = I н. Тогда:
I к ≥ kI ном, (7.5)
где I ном - номинальный ток срабатывания устройства защиты П; k - коэффициент кратности номинального тока.
Значение I ном определяется мощностью подключенной электроустановки и выбирается из условия несрабатывания при протекании рабочих токов электроустановки. Например, для электродвигателей ток I ном плавких вставок предохранителей должен в 1,6 - 3 раза превышать номинальные токи.
Расчетный ток короткого замыкания с учетом полного сопротивления петли "фаза-нуль" Z п:
, (7.6)
где U ф - фазное напряжение сети; Z т - сопротивление трансформатора.
Значения Z т в зависимости от мощности трансформатора Р и схемы соединения обмоток "звезда-звезда" Y / Y н или "треугольник-звезда" ∆/ Y н с четвертым нулевым защитным проводником с низкой стороны трансформатора приведены в табл. 7.7.
Таблица 7.7
Расчетные сопротивления трансформаторов при вторичном напряжении 380/220 В
| Р, кВА | Z т | Р, кВА | Z т | ||
| Y / Y н | ∆/ Y н | Y / Y н | ∆/ Y н | ||
| 3,11 | 0,906 | 0,312 | 0,090 | ||
| 1,95 | 0,562 | 0,195 | 0,056 | ||
| 1,24 | 0,360 | 0,129 | 0,042 | ||
| 0,80 | 0,266 | 0,081 | 0,029 | ||
| 0,487 | 0,141 | 0,054 | 0,017 |
Для трансформаторов с вторичным напряжением 220/128 В Z т следует уменьшить в 3 раза.
|
|
|
Полное сопротивление проводников петли "фаза-нуль":
, (7.7)
где R ф, R н - активные сопротивления фазного и нулевого провода; x ф, х н - внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводов; х п - внешнее индуктивное сопротивление петли "фаза-нуль".
Для медных и алюминиевых проводников фаз по известным данным: сечению S ф (мм2), длине l (м) и удельному сопротивлению проводника r (Ом·мм2/м) (для меди r = 0,018, а для алюминия r = 0,028) - определяется сопротивление:
. (7.8)
Значение x ф для медных и алюминиевых проводников мало, поэтому в формуле (7.7) им можно пренебречь.
Если нулевой защитный проводник выполнен из стали прямоугольного или круглого сечения, то R н = r l l, х п = x l l, где r l и x l - активное и внутреннее индуктивное сопротивление I км проводника, значения которых указаны в табл. 7.8. Они зависят от его профиля и площади сечения S н, а также от ожидаемой плотности тока в проводнике i н (А/мм2):
. (7.9)
При выборе сечения нулевого проводника следует обеспечить i н = 0,5…2,0 А/мм.
Таблица 7.8
Значения r l и x l Ом/км, стальных проводников при переменном токе (f = 50 Гц)
| Размеры сечения, мм | S н, мм2 | i н = 0,5 | i н =1,0 | i н =1,5 | i н = 2,0 | ||||
| r l | x l | r l | x l | r l | x l | r l | x l | ||
| 20´4 | 5,24 | 3,14 | 4,20 | 2,52 | 3,48 | 2,09 | 2,97 | 1,78 | |
| 30´4 | 3,66 | 2,20 | 2,91 | 1,75 | 2,38 | 1,43 | 2,04 | 1,22 | |
| 30´5 | 3,38 | 2,03 | 2,56 | 1,54 | 2,08 | 1,25 | 1,60 | 0,98 | |
| 40´4 | 2,80 | 1,68 | 2,24 | 1,34 | 1,81 | 1,09 | 1,54 | 0,92 | |
| 60´4 | 2,28 | 1,37 | 1,79 | 1,07 | 1,45 | 0,87 | 1,24 | 0,74 | |
| 50´5 | 2,10 | 1,26 | 1,60 | 0,96 | 1,28 | 0,77 | - | - | |
| 60´5 | 1,77 | 1,06 | 1,34 | 0,80 | 1,08 | 0,65 | - | - |
Материал и сечение разных проводников выбирают исходя из мощности потребителей энергии, а материал и сечение нулевого защитного проводника - должны удовлетворять условию:
Z н £ 2 Z ф, (7.10)
где Z н и Z ф - полные сопротивления соответственно нулевого и фазного проводника.
Внешнее индуктивное сопротивление х п, Ом, петли "фаза-нуль", если используется воздушная линия электропередачи и частота тока f = 50 Гц, можно определить по формуле:
, (7.11)
|
|
|
где l - длина линии, км; D - расстояние между проводниками линии, м; d - диаметр проводников, м.
Для грубых расчетов используют формулу х п = 0,6 l, что соответствует D = 1 м. Для уменьшения значения х п нулевой защитный проводник следует прокладывать рядом с фазным. Если нулевой проводник является четвертой жилой кабеля или металлической трубой, в которой расположены фазные проводники, то х п мало по величине и им можно пренебречь в формуле (7.7).
Если источник питания и линия электропередачи заданы, то необходимо выбрать соответствующий автоматический выключатель, используя приведенные выше рекомендации. Если автоматический выключатель задан, тогда необходимо определить сечение нулевого провода. В обоих случаях проводится расчет на срабатывание выключателя. Если в результате расчета условие (7.5) выполняется, то расчет окончен, а если нет, то его повторяют, выполнив одно из мероприятий: изменяют параметры выключателя; утолщают нулевой защитный проводник; измеряют параметры фазных проводников.
|
|
|
