Расчет и выбор аппаратов защиты ВЛ-0,38 кВ и трансформатора 10/0,4 кВ.

    Для защиты силового трансформатора 10/0,4 кВ со стороны 10 кВ устанавливаются плавкие предохранители. Для защиты ВЛ-0,38 кВ применяются автоматические выключатели или плавкие предохранители. Автоматические выключатели не всегда могут защитить линию 0,38 кВ по всей её длине без дополнительных реле. Плавкие предохранители тоже не всегда защищают линию полностью. Рассмотрим наиболее часто встречающийся вариант, когда со стороны 10 кВ установлены плавкие предохранители, а со стороны 0,38 кВ автоматические выключатели.

Пример расчета и выбора аппаратов защиты ВЛ-0,38 кВ и трансформатора 10/0,4 кВ.В качестве примера возьмем линию 1 ТП 1 10/0,4 кВ. Мощность ТП 160 кВА, длина линии 1 равна 0,35км, ток нагрузки на головном участке I_1-2 = 64,2А (табл. 5.1.), ток однофазного короткого замыкания в конце линии 1 I_к4⁽¹⁾ = 217А, ток трехфазного короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя (т. К₃) I_к3⁽³⁾ = 3,9 кА, ток трехфазного короткого замыкания в месте установки предохранителей (т. К₂) I_к2⁽³⁾ = 686А.

Выбор автоматического выключателя.Номинальное напряжение автомата должно быть не менее 380В

U_на ≥ 380 В.

Номинальный ток теплового расцепителя

где К_н – коэффициент учитывающий характер нагрузки электродвигателей, если условия работы электродвигателей неизвестны, К_н принимается равным 1,2; I_рн – ток нагрузки, равен току на головном участке линии 1 (I_рн = I_1-2).

Номинальный ток электромагнитного расцепителя

I_нэ ≥ I_рн ≥ 97,7 А.

Проверяем по устойчивости к отключению максимальных токов короткого замыкания в месте установки автомата

По таблице 14 прил. выбираем автомат ВА 88-35, имеющий следующие характеристики: U_на =400 В, I_нт  = 125 А, I_нэ = 125 А, I_{пр отк} = 25 кА. Все условия соблюдаются.

    Выбор плавких предохранителей 10 кВ.Номинальное напряжение плавкого предохранителя должно быть равно 10кВ.

U_нп = 10 кВ.

По таблице 15 прил. выбираем номинальный ток плавкой вставки по условиям отстройки от бросков намагничивающего тока трансформатора в зависимости от его мощности. Для трансформатора ТМ мощностью 160 кВА I_пв = 20 А.

Проверяем по предельному отключаемому току

I_по ≥ I_к2⁽³⁾ ≥ 0,686 кА,

где I_по – предельное значение тока, которое может отключить предохранитель;  I_к2⁽³⁾ – ток трехфазного короткого замыкания в т. К₂. По таблице 16 прил. выбираем предохранитель ПКТ-10 с плавкой вставкой на 20 А.

Согласование по условиям селективности.По условиям селективности время перегорания плавкой вставки должно соответствовать условию

где t_в – время перегорания плавкой вставки предохранителя при к.з. на стороне 0,4 кВ; t_сз – полное время срабатывания защиты со стороны 0,4 кВ (для электромагнитных расцепителей автоматов t_сз = 0,02 с.); Δt – минимальная ступень селективности (при согласовании плавкой вставки с автоматом Δt = 0,3 с.; k_п = 0,9 – коэффициент приведения каталожного времени плавления плавкой вставки к времени её разогрева.

    Для определения t_в надо рассчитать ток на шинах 0,4 кВ (т. К₃) приведённый к напряжению 10 кВ, то есть определить какой ток будет протекать по шинам 10 кВ при к.з. на шинах 0,4 кВ.

(12.4)

где I_к3⁽³⁾ – ток трехфазного короткого замыкания в т. К₃; К = 10/0,4 = 25 – коэффициент трансформации трансформатора 10/0,4 кВ.

    По время-токовым характеристикам (рис.3 прил.) определяем время горения плавкой вставки при токе к.з. равным 156 А.

t_в = 0,45 с. > 0,36 с.

Условие выполняется.

Проверяем по условию термической стойкости трансформатора к токам короткого замыкания

где t_к = 900/к² – допустимое по условию термической стойкости время протекания тока к.з. в трансформаторе; к = I_∞/I_тн – отношение установившегося тока короткого замыкания к номинальному току трансформатора на стороне 10кВ, в данном случае I_∞ = I_к3^/ = 156 А. Определяем номинальный ток для трансформатора мощностью 160 кВА

,

(12.6)

тогда к = 156/9,25 = 16,9; t_к = 900/16,9² = 900/285,6 = 3,15 с.

0,4<3,15<5.

Условие выполняется.

Выводы

    В выводах необходимо кратко описать методику решения задач сформулированных во введении. Например, нагрузки потребителей определялись по справочным таблицам, однородные нагрузки суммировались при помощи коэффициента одновременности, разнородные табличным методом и т.д. Можно также отметить сложности, с которыми пришлось столкнуться в ходе курсового проектирования и свои пожелания по его совершенствованию.

Литература

1. Правила устройства электроустановок / Минэнерго РФ. 7-е изд. , перераб. и доп. М.: ЗАО «Энергосервис», 2003.

2. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1990.

3. Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Колос, 2000.

4. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства / под ред. И.А.Будзко, 2-е изд. М.: Агропромиздат, 1982.

5. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1990.

6. Костюк В.И., Солуянов Л.Н., Хайкин А.Л. Проектирование сельского электроснабжения. Саратов, 1995.

7. Техническая информация. Комплектные трансформаторные подстанции киоскового типа мощностью от 25 до 1000 кВА. ООО «Сторге».

П Р И Л О Ж Е Н И Я

Приложение 1.

ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет

имени Н.И. Вавилова»