Построение карты селективности

9. Построение карты селективности

Карта селективности строится в логарифмическом масштабе: по оси абсцисс откладываются токи – расчетные, пиковые и кз; по оси ординат – времена продолжительности пиковых токов и времена срабатывания защит по защитным характеристикам. Схема питания ЭД представлена на рис. 4. Проверим выбранную коммутационную аппаратуру по условию селективности.

Исходная схема для расчета токов КЗ

Рисунок 6

Схема замещения для определения ТКЗ в точках к, к0 и к1.

Рисунок 7

Определяем сопротивление системы:

х_С= U_ср²/S_кз= 0,38²/200=0,72 мОм

Полное сопротивление силового трансформатора:

z_TP= u_K U_нн²/S_ном.тр = 5,5∙0,38²∙10⁴/1000=7,94 мОм

Активное сопротивление СТ

Индуктивное сопротивление СТ

Определяем активные и индуктивные сопротивления элементов сети:

r = L · r_уд, мОм и x = L · x_уд, мОм

Сопротивление автоматического выключателя QF₁

Х_расц=0,094 мОм; r_расц=0,12 мОм; r_конт=0,25 мОм.

Сопротивление QF₂= QF₃

Х_расц=0,55 мОм; r_расц=0,74мОм; r_конт=0,65 мОм.

Сопротивление шин КТП: Rшктп=0,1, Xшктп=0,06

Сопротивление ШМА: Х_шма=Х_о·l_шма= 0,017·60 = 1,02 мОм

r_шма=r₀·l_шма= 0,031·60 = 1,86 мОм

r_ф-о=0,072 мОм/м, r_ф-о=0,072·60=4,32 мОм

Х_ф-о=0,098 мОм/м, Х_ф-о = 0,098·60=5,88 мОм

Сопротивление ШРА1: Х_шра=Х_о · l_шра= 0,13 · 66 =8,58 мОм

r_шра= r₀ · l_шра= 0,1· 66= 6,6 мОм

Сопротивление кабеля к ШРА1: Х_кл=0,06·6 = 0,36 мОм

r_кл=0,258·6 = 1,548 мОм

r_ф-о=1,25 мОм/м, r_ф-о=1,25·6=7,5 мОм

Х_ф-о=0,0622 мОм/м, Х_ф-о = 0,0622·6=0,373 мОм

Сопротивление кабеля 1 к ЭП: r₀=0,206 мОм/м Х₀=0,0596 мОм/м

Х_кл=0,0596·5 = 0,3 мОм

r_кл=0,206·5 = 1,03 мОм

Определим токи 3х-фазного К3 в указанных точках.

Точка К

Суммарное сопротивление цепи до точки К

r_1Σ = r_ТР + r_Q1 + r_шктп+ r_конт = 1,734 +0,12 +0,1+0,25=2,204 мОм

х_1Σ = х_с +х_ТР + х_Q1 +х_шктп = 0,72+7,74+0,094+0,06=8,614 мОм

= 8,891 мОм

Ток трехфазного КЗ при металлическом КЗ

 кА

Ток трехфазного КЗ при учете переходного сопротивления в месте КЗ

r΄_1Σ= r_1Σ + r_перех= 2,204 + 15 =17,204 мОм

 мОм

I⁽³⁾_к1 =380/1,73·19,37=11,33 кА

Точка К0

Суммарное сопротивление цепи до точки К0

r_2Σ = r_1Σ+ r_Q2 + r_конт+ r_шма +r_перех= 2,204+0,74 +0,65 +1,86 +20=25,454 мОм

х_2Σ = х_1Σ+ х_Q2 + х_шма = 8,614+0,55+1,02 +1,06=11,244 мОм

= 27,83 мОм

Ток трехфазного КЗ

 кА

Точка К1

Суммарное сопротивление цепи до точки КЗ

r_3Σ = r_2Σ+ r_Q3 + r_конт+ r_шра +r_кл = 25,454+0,74 +0,65 +6,6 +1,548=34,992 мОм

х_3Σ = х_2Σ+ х_Q3 + х_шра+х_кл= 11,244+0,55+8,58 +0,36=20,734 мОм

= 40,67 мОм

Ток трехфазного КЗ при металлическом КЗ

 кА

Точка К1

Суммарное сопротивление цепи до точки КЗ

r_4Σ = r΄_3Σ+ r_клэп + r_конт+ r_перех = 14,992+1,03 +1,1 +25=42,122 мОм

где r΄_3Σ= r_3Σ – r_{перехК3}=34,992–20=14,992 мОм

х_4Σ = х_3Σ+ х_клэп+ х_конт= 20,734+0,3+0,5=21,534 мОм

= 47,31 мОм

Ток трехфазного КЗ при металлическом КЗ

 кА

Расчет токов 1 – но фазного КЗ

Для расчета однофазного кз при наличии ШМА учитывается сопротивление петли фаза-нуль, тогда

I_к= U_н / (Z_п+ Z_тр/3),

где Z_п –полное сопротивление петли фаза-нуль,

Z_тр= Z_тр1 +Z_тр2 + Z_тр0 – сопротивление трансформатора, учитывающее прямую, обратную и нулевую последовательность.

Система: Х_1с = 0,72 мОм; Х_2с = Х_1с

СТ: Х_1тр = Х_2тр = 7,74 мОм; Х_0тр = Х_1тр – для данной схемы соединения обмоток СТ

Для остальных элементов Х₁ = Х₂ = Х₀; r₁ = r₂ = r₀

Точка К

Суммарное сопротивление цепи до точки К1

r_1Σ = 3r_ТР +3 r_Q1 +3 r_шктп= 3·2,204 =6,612 мОм

х_1Σ =2 х_с +3х_ТР + 3х_Q1+3 х_шктп = 2·0,72+3·8,614 =27,282 мОм

= 28,072 мОм

Ток однофазного КЗ при металлическом КЗ

 кА

Ток при учете переходного сопротивления дуги в месте КЗ

r΄_1Σ = 3r_1Σ= 3 (2,204 +15)=51,612

 кА

Точка К0

Суммарное полное сопротивление петли фаза-нуль т. к. есть ШМА

r_2п = r_Q1 + r_шктп+ r_Q2 + r_шмаф-0+ r_перех = 0,12+0,1+0,74+4,32+20 =25,28 мОм

х_2п = х_Q1 + х_шктп+ х_Q2 + х_шмаф-0= 0,094+0,06+0,55+5,88=6,584 мОм

= 26,123мОм

 кА

Точка К1

r_3п = r_2п + r_шраф-0+r_клф-0 = 25,28+66·0,1+ 7,5 =39,38 мОм

х_3п = х_2п + х_шраф-0+х_клф-0 = 6,584+66·0,129+0,373 =15,471 мОм

= 42,31 мОм

 кА

Точка К2

r_4п = r_3п + r_конт+r_клэпф-0+r_перех = 39,28+1,1+ 1,3+1,25+ 10=52,93 мОм

х_4п = х_3п + х_конт+х_клэпф-0 = 15,471+0,5+0,3 =16,271 мОм

Так как в качестве нулевой жилы кабеля используется труба, то сопротивление трубы определим по формуле

 мОм

= 55,374 мОм

 кА

Потери напряжения определяют по выражению:

Таблица 26. Проверка выбранных шинопроводов по потере напряжения

Элемент сети	Ip, А	L, м	cosφср.взв/sinφ	Сечение, мм	rуд, мОм/м	xуд, мОм/м	ΔU, %
ШМА	1101	60 6	0,5 / 0,866	300х160 3х240	0,031 0,129	0,017 0,0587	0,86 0,87
ШРА 1 КЛШРА1	284,15	66 6	0,5 / 0,866	284х95 3х120	0,1 0,258	0,13 0,06	1,32 0,392

Комплектные шинопроводы проверяют на электродинамическую стойкость по условию:

i_уд < i_{уд доп}

где – i_{уд доп} = 70 кА

Ударный ток КЗ для ШМА:

где

 кА < 70 кА

Таблица 27. Проверка шинопроводов на электродинамическую стойкость

Шинопровод	iуд, кА	i уддоп, кА	Условие проверки
ШРА1 73–400-У3	17,516	25	iуд< iуд.доп,
ШМА73УЗ-1600	50,51	70	iуд< iуд.доп,

Следовательно, выбранные шинопроводы соответствуют условиям проверки.

Для осуществления проверки по согласованию ШМА с защитой, т.е. с QF2 и ШРА с защитой, т.е. с QF3 необходимо выбрать этот автомат. Выбираем автомат типа АВМ-20Н с номинальным током расцепителя 1200 А. Номинальный ток теплового расцепителя, защищающего от перегрузки выбирается по расчетному току защищаемой линии В соответствии с требованиями автоматические выключатели проверяется по условиям:

Iном. расц > Iр.max и Iср.эл. > (1,25–1,35) Iп

где Iном. расц – номинальный ток расцепителя, А;

Iр.max – наибольший расчетный ток нагрузки, А; Iп – пиковый ток, А

Iср.эл – ток срабатывания электромагнитного расцепителя, равный

Iср.эл = 10 · Iном. расц,

Iп = Iр + (Кп-1) Iном.max,

где Iном. max – наибольший из токов группы ЭП, А;

Iр – расчетный ток группы ЭП, А.

I_нрасц ≥ I_р