В первом случае необходимо произвести выбор предохранителя, плавких вставок к ним и проверить их по отключающей способности и по кратности тока короткого замыкания (отношение минимального тока КЗ к номинальному току плавкой вставки). Кратность тока должна быть не менее трех при однофазном КЗ в наиболее удаленной точке защищаемого участка
Номинальный ток двигателя рассчитывается по формуле
.
По номинальному току двигателя определяется марка и сечение питающего кабеля по условию
,
Сечение нулевого провода выбирается на две ступени ниже по шкале стандартных сечений кабелей.
Номинальный ток плавкой вставки выбирается по наибольшему из двух токов:
;
,
где kотс = 1,2 – коэффициент отстройки; kпер = 2,5 – коэффициент перегрузки двигателя.
Определяется ток однофазного короткого замыкания на выводах электродвигателя.
Активное сопротивление прямой последовательности фазных проводов от трансформатора Т3(Т4) до двигателя
R1.фп = rудLкаб.
Сопротивление прямой последовательности нулевого провода
R1.нп = rудLкаб.
Активное сопротивление нулевой последовательности проводов
R0п = R1.фп +3 R1.нп.
Индуктивное сопротивление прямой последовательности
Х1.п = худLкаб.
Индуктивное сопротивление нулевой последовательности
Х0.п = 4Х1.п.
Активное сопротивление прямой последовательности трансформатора Т3(Т4)
Активное сопротивление нулевой последовательности трансформатора
R0т = 7R1т.
Индуктивное сопротивление прямой последовательности трансформатора
.
Индуктивное сопротивление нулевой последовательности трансформатора
Х0т=7Х1т.
Результирующее активное сопротивление контура при однофазном КЗ на выводах электродвигателя
RΣ = 2(R1ф + R1т)+R0п+R0т.
Результирующее индуктивное сопротивление контура
ХΣ=2(Х1п+Х1т)+Х0п+Х0т.
Полное сопротивление контура при однофазном КЗ на выводах электродвигателя
.
Ток однофазного КЗ
Проверяется предохранитель и плавкая вставка по кратности минимального тока короткого замыкания
Защитой от КЗ является также токовая отсечка. Она может быть выполнена с помощью токовых реле разных типов: РТ-40, РСТ, РТ-80, РТМ. Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по условию
,
где Котс = 1,4 для реле РТ-40 и РСТ, Котс = 1,8 для реле РТ-80 для реле РТМ Котс = 2,0 и При использовании автоматических выключателей Котс = 2, 0 – для электромагнитного расцепителя и 1,5 – для полупроводникового расцепителя.
Защита от перегрузки. Если электродвигатель подключается в сеть через автоматический выключатель с тепловым или комбинированным расцепителем, то тепловой расцепитель используют для выполнения защиты от перегрузки. Защита обеспечивается, если номинальный ток расцепителя равен номинальному току электродвигателя
IРЦном = IД.ном.
Выдержка времени тепловых расцепителей в условиях эксплуатации не регулируется и составляет 8-10 с в зависимости от значений IРЦном. Такая выдержка времени позволяет отстроить защиту от нормальных пусков и самозапусков электродвигателя
13 Проверка трансформатора тока и выбор контрольного кабеля
Необходимо выбрать контрольный кабель во вторичных цепях трансформатора тока, установленного около заданного выключателя Q. Выбранный трансформатор тока имеет номинальный ток на первичной стороне: I1ном; на вторичной стороне - I2ном = 5 А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока:
.
Во вторичные цепи трансформатора тока включаются реле токовой отсечки и МТЗ. Расчетная кратность тока
Допустимое сопротивление нагрузки определяется по кривым 
для данного трансформатора тока или по справочным таблицам для данного ТТ. Номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 10Р составляет ZДОП.
Расчетное сопротивление нагрузки в схеме неполной звезды с двумя реле определяется выражением
,
где rПР – сопротивление проводов, Ом;
zр= 0,2 Ом – сопротивление реле;
rКОНТ =0,05 Ом – сопротивление контактов.
Найдем rПР при условии zРАСЧ=zДОП:
По заданию вторичные цепи выполнены кабелем длиной l, тогда сечение кабеля
где ρ - удельное сопротивление материала кабеля.
Принимается стандартное сечение и выбирается марка контрольного кабеля.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П1 – Система и сеть А-Б-В
| Вари-ант | Мощность КЗ систем, МВА | UЛ, кВ | Длина, км | Передаваемая мощность, МВА | Мощность, забираемая ГПП, МВА | Кол-во отходя-щих транзит-ных линий | Мощ-ность Т1, Т2, МВА | Кол-во и мощ-ность Т3, Т4, МВА | |||||
| Система 1 | Система 2 | ||||||||||||
| режимы | режимы | Л1,2 | Л3,4 | А-В | Б-В | ||||||||
| макс | мин | макс | мин | ||||||||||
| 5,6 | 2x4,0 | 5x1,0 | |||||||||||
| 2x4,0 | 5x1,0 | ||||||||||||
| 8,5 | 2x6,3 | 3x1,6 | |||||||||||
| 2x10 | 5x2,5 | ||||||||||||
| 2x6,3 | 5x1,6 | ||||||||||||
| 2x16 | 6x2,5 | ||||||||||||
| 2x16 | 7x2,5 | ||||||||||||
| 6,3 | 2x4 | 5x0,63 | |||||||||||
| 2x40 | 6x2,5 | ||||||||||||
| 2x16 | 5x1,6 | ||||||||||||
| 2x40 | 7x2,5 | ||||||||||||
| 2x63 | 8x2,5 | ||||||||||||
| 2x63 | 7x2,5 | ||||||||||||
| 2x16 | 8x1,0 | ||||||||||||
| 2x16 | 5x1,6 | ||||||||||||
| 2x63 | 10x2,5 | ||||||||||||
| 2x25 | 8x1,6 | ||||||||||||
| 2x25 | 12x2,5 | ||||||||||||
| 2x25 | 6x1,6 | ||||||||||||
| 2x10 | 5x1,0 |
Таблица П2 – Выдержки времени защит и параметры отходящих линий от шин подстанции Г и РП1
| Ва-ри-ант | Выдержки времени защит на Q, с | Л5 | Л6 | Л7,Л8 | |||||||||||||||||||
| Длина, км | Кол-во КЛ | Мате-риал | Сечение, мм2 | КСЗ | Длина, км | Кол-во КЛ | Мате-риал | Сечение, мм2 | КСЗ | Длина, м | Кол-во КЛ | Мате-риал | Сечение, мм2 | КСЗ | |||||||||
| 2,0 | 1,5 | 2,0 | 1,5 | 2,0 | 2,2 | 1,2 | 1,3 | 1,6 | A | 3,3 | 2,6 | A | 2,0 | М | 3,3 | ||||||||
| 2,0 | 2,5 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,3 | A | 3,4 | 2,5 | A | 2,1 | А | 3,4 | ||||||||
| 2,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,1 | 1,0 | 1,3 | 1,2 | 1,8 | A | 3,5 | 2,4 | A | 2,2 | М | 3,5 | ||||||||
| 2,5 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,6 | 1,5 | A | 3,55 | 2,3 | A | 2,0 | А | 3,55 | ||||||||
| 2,0 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 1,0 | 1,2 | 1,0 | 1,2 | A | 3,6 | 2,2 | A | 2,1 | А | 3,6 | ||||||||
| 1,5 | 2,0 | 1,5 | 1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | M | 4,0 | 2,1 | A | 2,2 | М | 4,0 | ||||||||
| 2,0 | 1,5 | 2,0 | 2,0 | 1,1 | 1,0 | 1,3 | 1,2 | 1,4 | M | 4,1 | 2,0 | A | 2,0 | М | 4,1 | ||||||||
| 1,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 1,3 | 1,7 | A | 3,5 | 1,9 | A | 1,7 | А | 3,5 | ||||||||
| 2,5 | 2,0 | 1,5 | 2,5 | 1,3 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 2,0 | M | 3,9 | 1,7 | M | 1,65 | М | 3,9 | ||||||||
| 1,5 | 2,0 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 1,0 | 1,1 | 1,3 | M | 3,8 | 1,8 | A | 2,0 | А | 3,8 | ||||||||
| 2,0 | 1,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,3 | 1,3 | 1,8 | M | 4,1 | 1,3 | M | 1,4 | М | 4,1 | ||||||||
| 2,2 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 1,3 | 1,5 | 1,1 | 1,0 | 1,7 | M | 4,2 | 2,0 | M | 1,5 | А | 4,2 | ||||||||
| 2,0 | 2,5 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 0,8 | 1,0 | 1,9 | M | 4,1 | 1,7 | M | 2,0 | М | 4,1 | ||||||||
| 2,5 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,0 | 2,0 | A | 3,7 | 1,4 | A | 2,1 | А | 2,1 | ||||||||
| 2,5 | 2,0 | 2,5 | 1,5 | 1,0 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 2,1 | A | 3,5 | 1,1 | A | 2,0 | М | 2,0 | ||||||||
| 2,0 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 1,0 | 0,6 | 1,1 | 2,2 | M | 4,2 | 1,2 | M | 1,8 | А | 1,8 | ||||||||
| 1,5 | 2,0 | 1,5 | 1,5 | 1,2 | 1,3 | 1,0 | 1,3 | 2,3 | M | 4,1 | 1,5 | M | 1,8 | М | 1,8 | ||||||||
| 2,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 1,0 | 1,0 | 1,2 | 1,1 | 2,4 | M | 3,8 | 1,8 | A | 1,7 | А | 1,7 | ||||||||
| 2,5 | 2,0 | 1,5 | 2,2 | 1,2 | 1,3 | 1,0 | 0,9 | 2,5 | A | 3,7 | 1,3 | M | 1,6 | М | 1,6 | ||||||||
| 1,5 | 1,6 | 1,4 | 2,0 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,6 | 2,6 | A | 3,8 | 1,6 | A | 1,5 | А | 1,5 |
Таблица П3 – Параметры нагрузки шин РП1 и РП2
| Ва-ри-ант | Двигатели 10 кВ | Двигатели 380 В | БСК | ДСП | ППА | |||||||||||
| Кол-во | Мощ-ность кВт | КП | Тип | Рном, кВт | cosφ | η, % | Кпуск | Lкаб, м | S, кВАр | Кол-во | Sном, МВА | Тип | Назна-чение | Udн, В | Idн, А | |
| 5,6 | 4A71A2УЗ | 0,75 | 0,87 | 5,5 | 1,8 | АТ | Питание якорных цепей эл. двигате-лей пост. тока | |||||||||
| 5,5 | 4A80A2 УЗ | 1,5 | 0,87 | 5,5 | 1,0 | |||||||||||
| 6,7 | 4A90L2 УЗ | 3,0 | 0,88 | 84,5 | 6,5 | 1,8 | ||||||||||
| 6,3 | 4A132S4 УЗ | 7,5 | 0,86 | 87,5 | 7,5 | 5,0 | ||||||||||
| 6,9 | 4A160S6 УЗ | 11,0 | 0,86 | 6,0 | 1,0 | |||||||||||
| 6,1 | 4A180M8 УЗ | 15,0 | 0,82 | 6,0 | 2,8 | |||||||||||
| 6,6 | 4A200M8 УЗ | 18,5 | 0,84 | 88,5 | 5,5 | 2,8 | ||||||||||
| 5,6 | 4A200L8 УЗ | 22,0 | 0,84 | 88,5 | 5,5 | 2,8 | ||||||||||
| 7,7 | 4A180M4 УЗ | 30,0 | 0,9 | 6,5 | 25,0 | |||||||||||
| 6,1 | 4A200M4 УЗ | 37,0 | 0,9 | 7,0 | 5,0 | |||||||||||
| 6,2 | 4A250S6 УЗ | 45,0 | 0,89 | 91,5 | 6,5 | 45,0 | ВАКЛЕ | Для гор. эл.трансп. | ||||||||
| 7,7 | 4A250M6 УЗ | 55,0 | 0,89 | 91,5 | 6,5 | 45,0 | ||||||||||
| 6,2 | 4A280M8 УЗ | 75,0 | 0,85 | 92,5 | 5,5 | 25,0 | ВАК | Питание ванн электролиза | ||||||||
| 6,0 | 4A315S8 УЗ | 90,0 | 0,85 | 6,5 | 9,0 | |||||||||||
| 6,9 | 4A355M10 УЗ | 110,0 | 0,83 | 6,0 | 9,0 | |||||||||||
| 6,0 | 4A355S8 УЗ | 132,0 | 0,85 | 93,5 | 6,5 | 15,0 | ТПВ | Питание вакуумно-дуговых и плазм. печей | ||||||||
| 7,7 | 4A355S6 УЗ | 160,0 | 0,9 | 93,5 | 6,5 | 9,0 | ||||||||||
| 6,3 | 4A315M4 УЗ | 200,0 | 0,92 | 6,0 | 9,0 | |||||||||||
| 5,2 | 4A112MA8 УЗ | 2,2 | 0,71 | 76,5 | 5,0 | 25,0 | ||||||||||
| 6,9 | 4A100S2 УЗ | 4,0 | 0,89 | 86,5 | 7,5 | 9,0 |
Примечание: 1. В вариантах 1…13 – синхронные двигатели типа СТД; 14…20 – асинхронные. 2. Защиту по четным вариантам выполнять на переменном оперативном токе, по нечетным – на постоянном.
Таблица П4 – Индивидуальные задания на расчет объектов схемы
| Вариант | Произвести полный расчет защиты объектов (нумерация выключателей по схеме рис. 1) | Изобразить схему защиты элементов | Выбрать ТТ | Материал и длина (м) провода |
| Т1(16); Л1,2(1,5); Л5(21); СВ(15); Т3(30); Д(29); БСК(28) | Т3; Л1,2 | М, 30 | ||
| Т2(18); Л3,4(4,8); Л6(23); СВ(20); Т5(33); М(35); БСК(28) | Т1; Л3,4 | А, 50 | ||
| Т1(16); Л1,2(6,2); Л5(21); СВ(27); Т6(34); Д(32); БСК(28) | Т1; Л5 | М, 20 | ||
| Т2(18); Л3,4(3,7); Л6(23); СВ(15); Т3(30); М(35) | Т2; Л6 | А, 60 | ||
| Т1(16); Л1,2(1,5); Л5(21); СВ(20); Т5(33); Д(29) | Т1; СВ | М, 50 | ||
| Т2(18); Л3,4(4,8); Л6(23); СВ(27); Т6(34); М(35) | Т2; Л3,4 | А, 40 | ||
| Т1(16); Л1,2(6,2); Л5(21); СВ(15); Т3(30); Д(32); БСК(28) | Т1; Л5 | М, 20 | ||
| Т2(18); Л3,4(3,7); Л6(23); СВ(20); Т5(33); М(35); БСК(28) | Т2; СВ | А, 55 | ||
| Т1(16); Л1,2(1,5); Л5(21); СВ(27); Т6(34); Д(29) | Т1; Д | М, 10 | ||
| Т2(18); Л3,4(4,8); Л6(23); СВ(15); Т3(30); М(35) | Т2; СВ | А, 30 | ||
| Т1(16); Л1,2(6,2); Л5(21); СВ(20); Т5(33); Д(32) | Т1; Д | М, 65 | ||
| Т2(18); Л3,4(3,7); Л6(23); СВ(27); Т6(34); М(35) | Т2, М | А, 80 | ||
| Т1(16); Л1,2(1,5); Л5(21); СВ(15); Т3(30); Д(29) | Т1; Д | М, 10 | ||
| Т2(18); Л3,4(4,8); Л6(23); СВ(20); Т5(33); М(35); БСК(28) | Т2, СВ | А, 70 | ||
| Т1(16); Л1,2(1,5); Л5(21); СВ(27); Т6(34); Д(32) | Т1, Л6 | М, 80 | ||
| Т2(18); Л3,4(4,8); Л6(23); СВ(15); Т3(30); М(35) | Т2; СВ | А, 100 | ||
| Т1(16); Л1,2(6,2); Л5(21); СВ(20); Т5(33); Д(29) | Т1, Д | М, 30 | ||
| Т2(18); Л3,4(3,7); Л6(23); СВ(27); Т6(34); М(35) | Т2; Л3,4 | А, 110 | ||
| Т1(16); Л1,2(1,5); Л5(21); СВ(15); Т3(30); Д(32) | Т1; СВ | М, 100 | ||
| Т2(18); Л3,4(3,7); Л6(23); СВ(20); Т5(33); М(35) | Т2; Л3,4 | А, 60 |
Таблица П5 – Характеристики трансформаторов
| № | Т1, Т2 | Т3 | |||||
| Мощ-ность S, МВА | Тип | Uк, % | Пределы регу-лиро-вания, % | Мощ-ностьS, МВА | Тип | Uк, % | |
| ТМН-4000/35 | 7,5 | 1,0 | ТМ-1000/10 | 7,5 | |||
| 6,3 | ТМ-6300/35 | 7,5 | 1,6 | ТСЗ-1600/6 | 5,5 | ||
| 10,0 | ТДН-10000/35 | 1,6 | ТМ-1600/6 | 5,5 | |||
| 16,0 | ТД-16000/35 | 1,0 | ТМ-1000/10 | 7,5 | |||
| 40,0 | ТРДН-40000/110 | 10,5 | 2,5 | ТМ-2500/10 | 6,5 | ||
| 32,0 | ТД-32000/110 | 10,5 | 2,5 | Тм-2500/6 | 6,5 | ||
| 63,0 | ТРДЦН-63000/220 | 1,6 | ТМ-1600/10 | 5,5 | |||
| 16,0 | ТДН-16000/110 | 10,5 | 0,63 | ТМ-630/10 | 5,5 | ||
| 25,0 | ТРДН-25000/220 | 1,0 | ТСЗ-1000/10 | 5,5 | |||
| 10,0 | ТДН – 10000/110 | 10,5 | 0,4 | ТСЗ-400/10 | 5,5 |
