Трехфазная четырехпроводная линия напряжением 380/220 В питает два электрических двигателя. Двигатели защищены от токов короткого замыкания (КЗ) плавкими предохранителями с номинальными токами Iн
Электрические провода медные, нулевой защитный проводник (НЗП) стальная полоса сечением 40×4 мм2. Источник трансформаторная подстанция 6/0,4 кВ с номинальной мощностью трансформатора SН и схемой соединения обмоток Δ/Yн. Коэффициент кратности тока k = 3.
Необходимо проверить, обеспечена ли отключающая способность зануления в линии.
Исходные данные
Вариант Мощность
тран-ра
(Sн), кВА
Номинальный
ток Iн
эл. двигателя
М1, А Номинальный
ток Iн
эл. двигателя
М2, А Сечение
Медного
Фазного
проводника, мм2
Длина
Участка
линии
l1, м Длина
Участка
линии l2, м
9 25 70 62 50 130 50
Решение
Электрическая схема подключения двигателей приведена на рисунке 2.
Рисунок 2
Проверки соблюдения условия срабатывания защиты, проводится по соотношению:
Iк ≥ k Iн ,
где I к – наименьшее допустимое значение тока КЗ по условию срабатывания зануления, А;
k – коэффициент кратности тока.
Iк ≥ 3·62=186 А
После расчета тока I к необходимо определить значение тока КЗ I к.д , зависящее от фазного напряжения сети и сопротивления петли ≪фаза -нуль≫.
Следующим этапом проверки отключающей способности зануления будет сравнение полученных значений I к и I к.д . Отключающая способность зануления будет обеспечена, если действительные значения токов однофазного КЗ будут превышать наименьшие допустимые по условиям срабатывания защиты токи.
Активное сопротивление проводников на участке линии длиной l определяется по выражению:
RФ=ρM∙lS ,
где ρм – удельное сопротивление фазного провода, для медного проводника 0,018 Ом・мм2/м;
l – длина участка линии, м;
S – сечение проводника, мм2.
RФ=0,018∙18050=0,065 Ом ,
Внутреннее индуктивное сопротивление Xф = 0 .
Активное сопротивление нулевого проводника на участке линии длиной l определяется по выражению
Rн.з = rω ⋅ l ,
Rн.з = 1,54 ⋅ 0,18=0,277 Ом
где rω –удельное активное сопротивление стального проводника при переменном токе промышленной частоты 50 Гц, Ом/км, (таблица 2.1 МУ).
Активное сопротивление стального проводника при переменном токе промышленной частоты определяется по плотности тока в проводнике:
j=IkS ,
j=18650=3,72 А/мм2 ,
Внутреннее индуктивное сопротивление стального проводника на участке линии длиной l определяется по выражению
Хн.з = хω ⋅ l ,
где хω – удельное индуктивное сопротивление стального проводника при переменном токе промышленной частоты 50 Гц, Ом/км, (таблица 2.1 МУ).
Хн.з = 0,92 ⋅ 0,18 = 0,166 Ом
Внешнее удельное индуктивное сопротивление петли ≪фаза – нуль≫ принимается равным 0,6 Ом/км
ХП = 0,6⋅ 0,18 = 0,106 Ом
Истинные значения токов однофазного КЗ, проходящей по петле ≪фаза–нуль≫, определяется по формуле:
Ik=UФzT3+(RФ+Rн.з.)2+(XФ+Xн.з.+XП)2 ,
где zТ – полное сопротивление обмоток масляных трехфазных трансформаторов, (таблица 2.2 МУ).
Ik=2200,9063+(0,065+0,277)2+(0+0,166+0,106)2=296 А,
Отключающая способность зануления будет обеспечена, если действительные значения токов однофазного КЗ будут превышать наименьшие допустимые по условиям срабатывания защиты токи.
Т.к