 |
Расчет питающих линий напряжением до 1 кВ
|
|
|
|
Для выбора сечения проводов или кабелей должны быть известны нагрузки в узлах (силовых шкафов, шинопроводов). Для примера рассмотрим расчет линий проложенных от ЦТП до ШР - 1 и ШР – 2. Распределительные шкафы от ЦТП могут быть запитаны по магистральной или радиальной схемам.
Магистральная схема – питающая сеть, проложенная в одном направлении по сопутствующим строительным конструкциям.
Радиальная схема – распределительные шкафы от ЦТП запитаны по отдельным линиям.
Радиальные схемы обладают повышенной надежностью по сравнению с магистральными, так как при повреждении одной линии вторая линия остается в работе. При магистральной схеме при повреждении магистрали в начале линии обе сборки остаются без напряжения, но магистральные схемы более экономичны за счет меньшего расхода проводов и кабелей. По магистральной схеме рекомендуется запитывать электроприемники одного технологического потока.
Сечение линий выбирают из следующих условий:
1. Длительно допустимый нагрев максимальным расчетным током. На участке от ЦТП до ШР – 1 расчетная нагрузка 236,7 кВт.
Iрасч. = Smax/(3*Uном)=320,3/0,66=485,8 А.
По справочным таблицам ПУЭ в приложении 7 выбираем сечение провода S=240мм2, Iдл.доп=276 А. В качестве нулевых защитных проводов а ПУЭ разрешается использовать стальные трубы электропроводок, если нагрузка симметрична. В данном случае к ШР – 1 и ШР – 2 подключены только трехфазные электроприемники, и нулевой провод в этом случае является только защитным. При наличии однофазных приемников схема будет с несимметричной нагрузкой, в нулевом проводе будет протекать ток, и в этом случае нулевой провод будет рабочим и защитным, а питающая сеть должна быть четырехпроводной. Для обеспечения надежной защиты от короткого замыкания допускается на всех участках магистрали применять одинарное сечение, соответствующее нагрузке всей магистрали, то есть такой же, как в начале линии
|
|
|
2. Условия надежного срабатывания защиты при однофазном коротком замыкании.
Для проверки выбранного сечения на надежное срабатывание защиты необходимо определить уставки защитных аппаратов. Для ШР –1 на вводе предусматривается автоматический выключатель с номинальным током 500 А.
Согласно таблице 3.9 [2,160] для линий к группам электроприемников.
Iср.тепл.расц = 1,1* Iр.
1,1* - повышающий коэффициент, если защитный аппарат установлен вне шкафа.
Выбираем защитные аппараты.
ВА 51-37 630/500
Iном>=Iр
500>=485.8 - условие выполняется.
Под перегрузкой понимают увеличение тока в линии свыше длительно допустимого.
Если линии неответственные и небольшой протяженности, от для проверки условия достаточно сравнить длительно допустимый ток с током срабатывания защиты и не рассчитывать ток короткого замыкания.
3. Условия нормативных отключения напряжения потребителя.
Отключение напряжения потребителей не должно превышать допустимых значений и расчетная потеря напряжения в линии не должна превышать допустимую.
Потеря напряжения в линии определяется как разность действующих значений напряжения в линии в начале и в конце.
U= U1-U2 (В).
Относительная потеря напряжения U%= ((U1-U2)/ U1)*100%.
Для компенсации потерь напряжения в линии рядом стандартных номинальных напряжений предусматривается превышение напряжения источника питания на 5%, в сравнений с номинальным напряжением потребителя. Поэтому допустимую потерю напряжения питающих сетей принимают равной 5%.
Uдоп=5%.
В общем ГОСТом предусматривается, что отклонение напряжения потребителей в меньшую сторону от допустимой потери напряжения.
Наибольшие располагаемые потери напряжения от шин трансформаторных подстанции до наиболее удаленных электроприемников силовой сети с учетом потерь в трансформаторе можно определить по справочным таблицам литературы [2] и [8].
|
|
|
Расчетные потери напряжения в сетях напряжением до 1 кВ определяются по формуле:
Uрасч.%=(Рр*l)/(С*F), в (%), где
Рр- максимальная расчетная нагрузка в линии (кВт).
l - длина линии (м).
F- сечение токоведущих жил (мм2).
С – коэффициент, учитывающий конструкцию сетей, приводится в справочной литературе таблиц [2], [8], [4].
Произведение расчетной нагрузки на длину линии называют моментом нагрузки.
Мр=Рр*l, кВт*м.
Значение расчетных моментов может проставляться на расчетных схемах. В справочных таблицах литературы [2], [4], [8] приводятся расчетные потери напряжения в зависимости от момента нагрузки. Для питающих линий нагрузка в основном бывает сосредоточено в конце линии или участка. Поэтому для линий с распределенной нагрузкой шинопроводов расчет потери напряжения рассмотрен в литературе [2, стр.170], [4], [8].
4. Проверка на термическую стойкость при сквозных однофазных коротких замыканий.
Проверку выполняют для питающих линий, выполненных проводами и кабелями с пластмассовой изоляцией.
Минимальное сечение, удовлетворяющее условию термической стойкости.
Fmin= Bк/Ст=Iк.з(1)* t расч.к.з./Ст, мм2.
Вк – тепловой импульс, А2*с.
Вк=I2*t.
Iк.з – ток однофазного короткого замыкания,
tрасч.к.з. – расчетное время короткого замыкания в секундах, зависит от времени срабатывания защитного аппарата.
Время срабатывания в зависимости от тока короткого замыкания определяют по время - токовой характеристике защитного аппарата.
Ст - термический коэффициент, считывающий разность температур нагрева токоведущих жил при нормальном режиме и в условиях короткого замыкания. Этот коэффициент приводится в таблице литературы [2] и [9].
Ток однофазного короткого замыкания определяется при коротком замыкании в конце линии после расчета однофазного короткого замыкания.
Выбранное сечение проводов или кабелей должно быть больше, чем сечение минимально допустимое по условию термической стойкости
Расчет заземления
В сетях напряжением до 1000 В, работающих с изолированной нейтралью, а также в сетях выше 1 кВ, обязательной защитной мерой является заземление металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением при пробое изоляции, такое заземление называется защитным.
|
|
|
В сетях напряжением до 1000 В заземление нейтралей источника питания называется рабочим, так как с землей соединяются токоведущие части, находящиеся под напряжением в нормальном режиме. Рабочее заземление обеспечивает возможность выполнения трехфазных четырех проводных сетей (с глухозаземленной нейтралью). Сопротивление глухозаземляющих устройств (рабочего напряжения защитного заземления) нормируется в ПУЭ. Так при линейном напряжении 380 В сопротивление нейтрали трансформатора в трехфазных четырех проводных сетях должно быть не больше 4 Ом. В сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В при линейном напряжении 380
В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом.
Rз<=125/Iз не > 4 Ом.
Допускается сопротивление заземляющего устройства в таких сетях до 10 Ом если мощность трансформатора или трансформаторов, работающих параллельно, не превышает 100 кВА. В сетях напряжением больше 1кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства с учетом сопротивления естественного заземлителя должно быть не больше 10 Ом.
Rз <= 250/Iз.
Iз – расчетный ток замыкания на землю или измерений тока в режиме короткого замыкания на землю.
Iз берется минимальным из всех замеров и измеряется в то время года, при котором сопротивление будет иметь максимальное значение.
Для обеспечения надежной связи с землей в конструкции заземляющих устройств используются вертикальные электроды из круглой, прямоугольной, угловой стали, а также применяется сталецинковая. Вид заземлителя, то есть профиль поперечного сечения выбирается в зависимости от приспособлений, которые располагаются в организации. Длина заземлителя должна быть не меньше 3-5м, расстояние между вертикальными электродами должно быть не менее их длины.
Для установки вертикальных электродов сначала копают ров на глубине 0,7м и вкручивают вертикальные электроды так, чтобы верхний конец оставался под дном рва 0,2м. После этого вертикальные электроды соединяют между собой горизонтальными электродами (заземлителями). Горизонтальные электроды соединяют с магистралью заземления внутри здания не менее, чем в двух местах и тем же профилем которым выполнен горизонтальный электрод.
|
|
|
Наружное заземляющее устройства бывают контурные и выносные.
Контурные размещаются вокруг производственного здания. Для здания заземления часто размещают в котловане вдоль фундамента при его установке.
Выносные заземляющие устройства могут выполняться в ряд или по контуру.
Количество вертикальных электродов определяется при расчете заземляющего устройства так, чтобы расчетное сопротивление заземлителя было меньше нормируемого. При проектировании электроустановок необходимо в первую очередь рассматривать возможность использование естественных заземлителей. Внутри здания прокладываются магистральные заземления, от которых выполняют ответвления к отдельным электроприемникам и электрооборудованию сетей.
|
|
|
