|
Содержание работы или список заданий
|
КРЗ №1. Расчет тока короткого замыкания при занулении
1.1. Цель и задачи работы
Цель работы: освоить методику расчета тока короткого замыкания в схеме зануления.
Задачи работы: изучить принцип действия зануления и методику расчета тока короткого замыкания.
1.2. Теоретические сведения
Расчет тока короткого замыкания выполняется для наиболее мощного, а также наиболее удаленного потребителя.
Методику расчета поясним на примере оборудования сварочного участка (рисунок 1.1). В цеховой подстанции 12, установлен трансформатор 6/0,4 кВ, мощностью 400 кВА. Сеть 6 кВ имеет изолированную нейтраль, а на стороне 0,4/0,23 кВ нейтраль трансформатора заземлена. Подключение сварочных выпрямителей 2 происходит медным четырехжильным кабелем 3 с сечением жил 16мм2. Сварочные выпрямители ВДУ-504 имеют защитные предохранители с номинальным током плавкого элемента 100 А. Участок от распределительного шкафа 6 до цеховой подстанции 12 выполнен алюминиевым шинопроводом ШРА с сечением шин 100×8 мм. Нулевой провод представляет собой стальную шину сечением 40×6 мм.
Целью расчета является определение надежности сгорания предохранителей, то есть ток короткого замыкания Iкз должен превышать ток плавкой вставки не менее чем в 3 раза.
Ток короткого замыкания определяется по формуле:
,(1.1)
где Iкз - ток короткого замыкания, А;
Uф - фазное напряжение сети, В;
Zф-0 - сопротивление петли "фаза - нуль", Ом,
Rтр, Xтр - активное и индуктивное сопротивления обмотки силового трансформатора, Ом;
Rф - активное сопротивления фазного провода, Ом;
R0 - активное сопротивления нулевого провода, Ом.
В нашем случае сопротивление петли "фаза - нуль" состоит из сопротивления алюминиевого фазного шинопровода длиной 28 м - Rш , медного фазного провода длиной 40 м - Rф, медного нулевого провода длиной 40 м - R0 , стальной шины длиной 40 м - Rст и индуктивного сопротивления трансформатора - Xтр :
Емкостным сопротивлением проводов и активным сопротивлением трансформатора пренебрегаем из-за их малой величины. В справочниках даны полные сопротивления обмоток трансформаторов Zтр, поэтому принимаем Xтр = Zтр / 3. Для трансформатора мощностью 400 кВА индуктивное сопротивление обмотки Xтр = 0,129 / 3 = 0,043 Ом
Рисунок 1.1 - Схема расположения оборудования на сварочном участке
1 - кабина электросварщиков; 2 - сварочные выпрямители; 3 - кабель;
4 - вентилятор; 5 - воздуховоды для подачи свежего воздуха;6 - комната отдыха; 7 - распределительный шкаф;
8 - полуавтоматические станки для сварки под слоем флюса; 9 - воздуховоды местного отсоса;
10 - алюминиевый шинопровод; 11 - стальная шина зануления; 12 - цеховая подстанция;
13 - силовой трансформатор 6 / 0,4 кВ; 14 - стена из кирпича; 15 - механический участок;
16 - металлическая перегородка высотой 3 м; 17 - металлическая стена
Активное сопротивление алюминиевого или медного проводника Rпр, Ом, вычисляется по формуле:
,(1.3)
где ρпр - удельное сопротивление проводника прохождению тока, Ом×мм2/м; (удельное сопротивление медного проводника прохождению тока ρмеди= 0,018 Ом×мм2/м, удельное сопротивление алюминиевого провода ρалюм= 0,028 Ом×мм2/м, удельное сопротивление стального проводника прохождению тока зависит от плотности тока, однако в первом приближении можно принять ρст= 0,7 Ом×мм2/м;
Lпр - длина проводника, м;
Sпр - площадь сечения проводника, мм2.
Сопротивление петли "фаза - нуль" определяется по формуле (1.2)
Ток короткого замыкания Iкз = 220 /0,24 = 916 А.
То есть ток Iкз больше тока плавкой вставки предохранителя в 9 раз, что значительно больше требуемого значения.
1.3. Задание на работу
№ варианта L1, м L2, м L3, м L4, м Sф, мм2 S0, мм2
2 30 25 25 8 80x8 40x6
1.4. Порядок выполнения работы
Изучить принцип действия зануления и методику расчета тока короткого замыкания.
Рассчитать ток короткого замыкания для заданной схемы и параметров электрической сети и сделать выводы.
1.5. Оформление отчета
Отчет должен содержать:
название и цель работы,
схему электрической сети при занулении,
основные параметры сети,
расчет тока короткого замыкания,
выводы.
1.6. Вопросы для самоконтроля
Каков принцип защитного действия зануления?
По какой цепи течет ток при коротком замыкании в схеме зануления?
Как рассчитывается сопротивление петли «фаза-нуль» с учетом активной и индуктивной составляющих сопротивления сети и трансформатора?
1.7. Список литературы
Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е изд. – М.: 2008.
Долин П.А. Справочник по технике безопасности.- М.: Энергоиздат, 1985.- 824 с.
Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. – М.: Энергия, 1979. – 407 с.
|