- •Дс. 02 проектирование систем энергообеспечения
- •1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции
- •1.1 Расчетные формулы
- •1.2 Задачи для самостоятельного решения
- •1.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •2 Расчет линии электропередачи и выбор неизолированных проводов
- •2.1 Расчетные формулы
- •2.2 Задачи для самостоятельного решения
- •3 Расчет электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
- •3.1 Расчетные формулы
- •2.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •3.2 Задачи для самостоятельного решения
- •3.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •4 Расчет и выбор компенсирующего устройства
- •4.1 Расчетные формулы
- •4.2 Задачи для самостоятельного решения
- •4.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •5 Определение местоположения трансформаторной подстанции
- •5.1 Расчетные формулы
- •5.2 Задачи для самостоятельного решения
- •5.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •6 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
- •6.1Расчетные формулы
- •6.2 Задачи для самостоятельного решения
- •6.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •7 Расчет токов короткого замыкания
- •7.1 Расчетные формулы
- •7.2 Задачи для самостоятельного решения
- •7.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •8 Проверка элементов сети предприятия
- •8.1 Расчетные формулы
- •8.2 Задачи для самостоятельного решения
- •8.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •9 Выбор и проверка силовых выключателей
- •9.1 Расчетные формулы
- •9.2 Задачи для самостоятельного решения
- •9.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •10 Расчет и выбор элементов реле защиты цехового трансформатора
- •10.1 Расчетные формулы
- •10.2 Задачи для самостоятельного решения
- •10.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •11 Расчет заземляющего устройства электроустановок
- •11.1 Расчетные формулы
- •11.2 Задачи для самостоятельного решения
- •11.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •12 Расчет молниезащиты электроустановок
- •12.1 Расчетные формулы
- •12.2 Задачи для самостоятельного решения
- •12.3 Вопросы для самоконтроля знаний
- •Библиографический список
6 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения
Цель занятия. Изучение методики расчета и выбора аппаратов защиты и линий электропередачи.
6.1Расчетные формулы
Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.
Токи (в амперах) в линии сразу после трансформатора определяются по формуле
,
(6.1)
где
- номинальная
мощность трансформатора, кВ-А;
- номинальное
напряжение трансформатора, кВ.
Принимается
=
0,4 кВ.
Токи (в амперах) в линии к РУ (РП или шинопровод) определяются по формуле
,
(6.2)
где
- максимальная расчетная мощность РУ,
кВА;
- номинальное
напряжение РУ, кВ.
Принимается
= 0,38 кВ.
Токи (в амперах) в линии к электродвигателю переменного тока определяются по формуле
,
(6.3)
где
- мощность
ЭД переменного тока, кВт;
-
номинальное
напряжение ЭД, кВ;
-
КПД
ЭД отн. ед.
Примечание. Если ЭД повторно-кратковременного режима, то
=
.
(6.4)
Токи (в амперах) в линии к сварочному трансформатору определяются по формуле
,
(6.5)
где
- полная мощность сварочного 3-фазного
трансформатора, кВА;
ПВ - продолжительность включения, отн. ед.
В сетях напряжения менее 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители и тепловые реле.
Автоматы выбираются согласно условиям:
,
—
для линии без ЭД;
,
—
для линии с одним ЭД;
—для
групповой линии с несколькими ЭД,
где
— номинальный ток автомата, А;
—номинальный
ток расцепителя, А;
—длительный
ток в линии, А;
—максимальный
ток в
линии,
А;
—номинальное
напряжение автомата, В;
-
напряжение
сети, В;
(6.6)
—для
линии без ЭД;
—для
линии с одним ЭД;
—для
групповой
линии с несколькими ЭД,
где
- кратность
отсечки;
-
ток отсечки, А;
-
пусковой
ток, А,
,
(6.7)
где
- кратность
пускового тока.
–номинальный
ток, А;
–пиковый
ток, А.
Принимается
=
6,5...7,5 – для АД;
=
2...3 – для СДиМПТ;
,
(6.8)
где
–
пусковой ток наибольшего по мощности
ЭД, А;
–номинальный
ток наибольшего в группе ЭД, А;
–максимальный
ток на группу, А.
Зная
тип,
и число полюсов автомата, выписываются
все каталожные данные.
Предохранители выбираются согласно условиям:
— для
линии
без ЭД;
—для
линии с ЭД и тяжелым пуском;
—для
линии с ЭД и легким пуском;
—для
линии
к РУ (РП или шинопровод);
–для
линии к сварочному трансформатору,
где
–
ток плавкой вставки, А;
,
(6.9)
где
–
номинальный ток предохранителя, А.
Тепловые реле выбираются согласно условию
,
(6.10)
где
– ток теплового реле, номинальный, А.
Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ.
Проводники для линий ЭСН выбираются с учетом соответствия аппарату защиты согласно условиям:
–для линии,
защищенной автоматом с комбинированным
расцепителем;
–для линии,
защищенной только от КЗ предохранителем;
–для линии с
тепловым реле,
где
–допустимый ток проводника, А,
–коэффициент
защиты.
Принимают
=1,25–для взрыво- и пожароопасных помещений;
=1–для нормальных (неопасных) помещений;
=0,33–для предохранителей без тепловых реле
в линии.
По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.
Пример 1.Линия с автоматом типа ВА и РУ типа ШМА
Электроприемник № 1 (ШМА1, РПЗ-5), КПД-0,9.
Необходимо составить расчетную схему ЭСН; рассчитать и выбрать A3; рассчитать и выбрать линии ЭСН (кл).
Решение.
Составляем
расчетную схему ЭСН до электроприемника
№ 1, подключенного к ШМА1 (рисунок 6.1).
Этот электроприемник – компрессорная
установка,
=28
кВт;
=0,8;
=
0,9; 3-фазный ДР.
На схему наносим известные данные.
Примечание. При составлении расчетной схемы длину шин НН трансформатора не принимать во внимание, а длину ШМА учитывать (от точки подключения питания к ШМА до точки подключения электроприемника).

Рисунок 6.1 Схема ЭСН электроприемника №1
Рассчитываем и выбираем A3 типа ВА (наиболее современные).
Линия T1 – ШНН, SF1, линия без ЭД:
![]()
А;
;
А.
По [5, с. 42] выбирается ВА 55-39-3:
=
380В;
=
630 А;
=
630 А;
=
;
=
;
=25
кА.
Линия ШНН – ШМА1, SF, линия с группой ЭД:
=326,8
А (из практического занятия №7);
;
А.
По [5, с. 42] выбирается ВА 55-39-3:
=380
В;
=400
А;
=
400 А;
=
;
=
;
=25
кА.
![]()
.
Принимаем
= 5.
![]()
А.
Так как на ШМА1 количество ЭД более 5, а наибольшим по мощности является станок карусельный, то
А;
![]()
А;
А;
А.
Линия ШМА1 – компрессорная установка, SF, линия с одним ЭД:
А;
;
А.
По [5, с. 42] выбираем В А 52-31-3:
=
380 В;
=100
А;
=
80 А;
=
;
=
;
=25
кА.
А.
.
Принимаем
=7.
Выбираем линии ЭСН с учетом соответствия аппаратам защиты согласно условию
.
По
[5, с. 65, 83] для прокладки в воздухе в
помещениях с нормальной зоной опасности
при отсутствии механических повреждений
выбираем кабель марки АВВГ,
=
1.
Линия с SF:
А.
Выбираем
АВВГ-3
(3
95),
=
3
170
А.
Линия с SF:
А.
Выбираем
АВВГ-3
50,
= 110 А.
По [5, с. 101] выбираем ШРА4-630-32-УЗ:
=660
В;
=630
А;
=35
кА;
=0,1
Ом/км;
=0,13
Ом/км;
=0,1
Ом/км;
=
8,5
10-2
В/м.
Сечение
шинопровода а
b
= 80
5
мм.
Примечание. Вместо ШМА по току нагрузки устанавливается ШРА.
Полученные данные (основные) наносим на расчетную схему.
Пример 2. Линия с автоматом типа ВА и РУ типа ШМА4.
По [5, с. 100] РУ типа ШМА4-1250-44-УЗ:
=1250А;
=660
В;
=
90...70 кА;
=
0,0893
В/м;
=
0,0338 Ом/км;
=
8
140
мм;
=
0,0163 Ом/км;
=
0,0419 Ом/км;
=
0,0862 Ом/км.
Необходимо составить схему линии ЭСН; выбрать А3 типа ВА; выбрать проводник типа АПВГ.
Решение.
Составляем схему линии ЭСН, обозначаем элементы, указываем основные данные (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2. Схема линии ЭСН
Определяем длительный ток в линии без ЭД
А
(по заданию).
Определяем данные и выбираем A3 типа ВА
А.
.
По [5, с. 42] выбираем ВА 53-43-3:
=
380
В;
=
1600 А;
=1280
А;
=
;
=
;
=
31
кА.
регулируется
ступенями:
;
А.
Определяем данные, и выбираем проводник типа АПВГ в соответствии с A3:
А.
При
прокладке в помещениях с нормальными
условиями в воздухе
=
1.
По
[5, с. 83] выбираем АПВГ-6
(3
185),
=
6
270
А.
