7.3. Защита эд от многофазных кз

Для защиты ЭД мощностью до 5000 кВт используется максимальная токовая отсечка, выполняемая реле прямого действия, встроенным в привод выключателя. Отсечка выполняется с независимыми токовыми реле.

Защита АД от многофазных КЗ.

Ток срабатывания отсечки:

где = 1 - для схем с двумя ТТ и токовыми реле прямого действия;

- пусковой ток, k_н = 1,8 – для реле РТ-40

Защита СД от многофазных КЗ.

Ток срабатывания отсечки:

7.4. Защита эд от перегрузки

Предприятие, к которому осуществляется расчет электроснабжения, является горным и в своем технологическом процессе может содержать перегрузки, поэтому, рассчитаем ток срабатывания защиты.

Защита АД от перегрузки:

,

где = 1.1-1.2 - коэффициент надежности; k_в = 0.8 - коэффициент возврата реле.

Защита СД от перегрузки:

8. Расчёт заземляющих устройств

1. Сопротивление заземляющего устройства без компенсации ёмкост- ных токов:

где - расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле, В. Принимается равным 125 В, если заземляющее устройство используется для установок напряжением ниже 1 кВ. Для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, расчетный ток можно принять = 30 А.

2. Сопротивление центрального заземляющего контура рассчитывается из условия, что сопротивление заземляющей сети = 4 Ом.

3. Определим сопротивление растеканию одиночного заземлителя:

а) трубчатого

где - удельное сопротивление грунта (примем = 100 Ом*м для суглинка); k – повышающий коэффициент для различных климатических зон, k = 1,6; l - длина трубы или стержня, см; d - диаметр трубы или стержня, заглубленного в грунт, см; t - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, см. Примем длину вертикального заземлителя (трубы) равной 300 см, диаметр – 1,5 см.

t = h + 0.5l = 70 + 0.5*300 = 220 см,

где h = 50 - 80 см - расстояние от поверхности земли до заземлителя.

б) сопротивление растеканию полосового заземлителя, уложенного на глубину h

где b - ширина полосы, м; t – глубина заложения полосы

t = h + 0.5b = 0,7 + 0.5*0,012 = 0,71 м,

l – длина полосы

l = 1.05*a*n = 1,05*5*20 = 105 м,

где а = 5 м – расстояние между электродами, n – число электродов.

4. Определяется необходимое число трубчатых заземлителей:

n = R_один / (R_з.к η_э) = 54 / 4*0,6 ≈ 20 шт.,

где R_один - сопротивление растеканию одиночного заземлителя; R_з.к - сопротивление заземляющего контура; η_э – коэффициент экранирования.

5. Определяется общее сопротивление заземляющего контура

где и - коэффициенты использования вертикальных и горизонтальных заземлителей соответственно (20 вертикальных электродов по контуру c отношением a/l = 5/3 = 1,7).

6. Определяем напряжение прикосновения при расчетном сопротивлении заземления:

При времени действия защиты менее 0.2с допустимое напряжение прикосновения

9. Молниезащита подстанций и воздушных линий

1. Разрядники служат для ограничения атмосферных и внутренних перенапряжений.

Вентильные разрядники предназначены для защиты от перенапряжений изоляции трансформаторов и аппаратуры напряжением выше 1 кВ, подстанций и электрических машин. Защитные характеристики разрядников должны соответствовать уровням изоляции защищаемого оборудования. Трубчатые разрядники предназначаются для защиты линейной изоляции и являются вспомогательными в схемах защиты подстанций.

Для ОРУ - 110 кВ выбираем вентильный разрядник РВС-110М

Ном. напряж., кВ	Доп. напряж., кВ	Пробивное напр., кВ		Импульсное напряж., кВ	Остающ. напр., кВ при импульсн. токе с ампл.
		не менее	не более		3000	5000	10000
110	119.7	200	250	285	315	335	367

Для напряжения 6 кВ выбираем вентильный разрядник РВО-6У1

Ном. напряж., кВ	Доп. напряж., кВ	Пробивное напр., кВ		Импульсное напряж., кВ	Остающ. напр., кВ при импульсн. токе с ампл.
		не менее	не более		3000	5000	10000
6	7,6	16	19	32	25	27	-

Выбор трубчатых разрядников производят по номинальному напряжению и по пределам токов отключения:

где I_Р.Тmax и I_Р.Тmin – верхний и нижний пределы токов, отключаемых разрядником данного тока; I_КЗmax – действующее значение трехфазного тока КЗ, умноженное на коэффициент k, учитывающий апериодическую слагающую тока (k = 1.3 – для понизительных подстанций; k = 1.5 – для генерирующих станций); I_КЗmin – действующее значение двухфазного тока КЗ без учета апериодической слагающей.

Для напряжения 110 кВ:

I_КЗmax = 1,3*1,032 = 1,34 кА; I_КЗmin = 1,032 = 0,9 кА.

Выбираем разрядник типа РТФ-110-0,5/2,5УХЛ1

Ном. напряж., кВ	Наибольшее доп. напр., кВ	Ток откл., кА		Размеры искрового промежутка, мм
		Нижний предел	Верхний предел	Внешн. S2	Внутр. S1
110	-	0,5	2,5	-	-

2. Для защиты площади ОРУ или открытой подстанции применяют четыре молниеотвода, зона защиты которых определяется выражением

D < 8(h – h_x),

где D – диагональ четырехугольника, по углам которого устанавливаются молниеотводы; h – высота молниеотвода; h_x – высота защищаемого объекта.

Предварительно принимаем для молниезащиты молниеотводы типа СМ-20 по углам открытого распредустройства 110 кВ. Высоту ОРУ принимаем 6.0 м, длину - 70 м, ширину - 50 м, тогда диагональ будет равна

Принимаем молниеотвод СМ-20 высотой 20 м, тогда

D = 86 м < 8(20 – 6) = 112 м.

3. При молниезащите ВЛ 110 кВ используем тросовые молниеотводы. В качестве грозозащитного троса используем стальной канат марки ТК сечением 50 мм². Зона защиты одиночного тросового молниеотвода определяется по формуле:

где h – высота подвеса троса, м;

hх – высота подвеса провода, м;

h_a = h-hх,м

Зона защиты перекрывает расстояние между проводами 5 м.