🗊Презентация Расчёт электрической сети 0,4 кВ

Расчёт электрической сети 0,4 кВ Денис Седых

филиал Курганские электрические сети производство

Расчёт сети 0,4 кВ Расчёт нагрузок Выбор проводника Выбор автоматического выключателя Расчёт параметров сети Разработка мероприятий

Здесь и далее В данной теме рассматривается трёхфазная сеть номинальным линейным напряжением 380 В с глухозаземлённой нейтралью

Расчёт нагрузок Расчёт электрической сети 0,4 кВ

Расчёт мощности Расчёт мощности электроустановок потребителей производится по следующей формуле (Вт): ) × где: - сумма мощностей всех электроприёмников (Вт); = 0,8 – поправочный коэффициент (одновременности). Из всех электроприёмников одновременно будет работать только 80%

Коэффициент одновременности

Трёхфазная активная Электрическая мощность (Вт) Линейные величины

Токовые нагрузки трёхфазной сети (А) Линейные величины

Токовая нагрузка Всё электрооборудование (трансформаторы, проводники) следует подбирать так, чтобы их нагрузочный ток составлял 70% от номинального

Выбор проводника Расчёт электрической сети 0,4 кВ

Выбор проводника При активной нагрузке трёхфазной сети (220/380 В), равной 100 кВт токовая нагрузка составит: 100000/(3×220×0,9) = 168 А Из таблицы выбираем ближайшее наибольшее значение допустимого длительного тока 195 А при отсутствии перспективы развития сети и 240 А, в случае наличия перспективы развития 168 А = 70% (240 А) Следовательно, для данной токовой нагрузки выбираем провод СИП-2 номинальным сечением 50 мм2 Допустимые длительные токи для прочих проводов, шнуров и кабелей приведены в ПУЭ-7 глава 1.3, либо в паспорте самого провода (кабеля)

Выбор проводника Выбору по экономической плотности тока данные сети (до 1000 В) не подлежат [мм2]

Выбор проводника Согласно технической политике нашей компании для магистральных ЛЭП 0,4 кВ следует всегда применять СИП-2 3×50 + 1×54,6

Выбор автоматического выключателя Расчёт электрической сети 0,4 кВ

Выбор автоматического выключателя Номинальный ток автоматического выключателя не должен превышать допустимый длительный ток проводника, которого он защищает и не должен быть меньше тока нагрузки сети

Выбор автоматического выключателя Установлен следующий ряд номинальных токов (А) для автоматических выключателей до 1000 В 1 3 6 8 10 13 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 180 200 225 250 400 630 750 800 1000 1250 1600 2500 4000

Выбор автоматического выключателя Для расчётного тока нагрузки, равного 168 А, следует выбрать автоматический выключатель с номинальным током 180 А Величина номинального тока которого меньше допустимой токовой нагрузки СИП-2 3×50, которая составляет 195 А

Конструкция

Устройство

Устройство

Время-токовая характеристика Типы мгновенного расцепления по ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-1 2003) B – электромагнитный расцепитель срабатывает в пределах от 3 до 5-кратного номинального тока C – электромагнитный расцепитель срабатывает в пределах от 5 до 10-кратного номинального тока D – электромагнитный расцепитель срабатывает в пределах от 10 до 20-кратного номинального тока Нестандартизированные типы мнгновенного расцепителя Z – электромагнитный расцепитель срабатывает в пределах от 2 до 3-кратного номинального тока. Применяется для защиты электронных устройств K – электромагнитный расцепитель срабатывает в пределах от 10 до 14-кратного номинального тока. Применяется для защиты индуктивной нагрузки с тяжёлыми пусками МЭК – международная электротехническая комиссия (IEC - International Electrotechnical Commission)

Время-токовая характеристика (тип В) Верхняя кривая – для холодного состояния Нижняя кривая – для нагретого состояния При токе «условного нерасцепления» (1,13In) автоматический выключатель не отключится в течение 1 часа (для ≤63А) и в течение 2 часов (для >63А) При токе «условного расцепления» (1,45In) автоматический выключатель гарантированно отключится в течение не более 1 часа (для ≤63А) и в течение не более 2 часов (для >63А) ВТХ всегда (!) изображена для температуры +30оС

Время-токовая характеристика (тип В) Верхняя кривая – для холодного состояния Нижняя кривая – для нагретого состояния При токе 2,55In автоматический выключатель должен отключиться за время не менее 1 секунды из нагретого состояния и не более 60 секунд из холодного сотояния (для ≤32А) и не более 120 секунд из холодного состояния (для >32А) ВТХ всегда (!) изображена для температуры +30оС

Время-токовая характеристика (тип В) Верхняя кривая – для холодного состояния Нижняя кривая – для нагретого состояния При токе 3In автоматический выключатель должен отключаться за время не менее 0,1 секунды Верхний предел времени не определён При таком токе электромагнитный расцепитель ещё не срабатывает, и по факту, автоматический выключатель отключается от теплового расцепителя ВТХ всегда (!) изображена для температуры +30оС

Время-токовая характеристика (тип B) Верхняя кривая – для холодного состояния Нижняя кривая – для нагретого состояния При токе 5In автоматический выключатель должен отключаться за время менее 0,1 секунды ВТХ всегда (!) изображена для температуры +30оС

Время-токовая характеристика для других типов мгновенного расцепления – аналогична

Температурный коэффициент окружающего воздуха Все время-токовые характеристики автоматических выключателей изображаются для температуры окружающей среды (воздуха) +30оС Для того чтобы определить величину номинального тока при других температурах следует учитывать поправочный температурный коэффициент (kt) где: - приведённый номинальный ток; - температурный коэффициент; - номинальный ток при +30оС

Коэффициент конвекции Когда в одном ряду установлено несколько автоматических выключателей, то они передают своё тепло соседним выключателям (конвекция) Для того чтобы определить величину номинального тока в ряд стоящих автоматических выключателей следует учитывать поправочный коэффициент (kn) где: - приведённый номинальный ток; - температурный коэффициент; - номинальный ток

Пример расчёта Вводно-распределительное устройство с 5-ю автоматическими выключателями, расположено на открытом воздухе при температуре -10оС Величина тока, приведённого к данным условиям составляет: 1,1×0,8×16 = 14,08 А При определении времени срабатывания автоматического выключателя по ВТХ кратность тока следует брать не как отношение ( ), а как () Например, при величине нагрузочного тока равной 30 А время отключения составит не 3 минуты, а 2 минуты (расчёт произведён для ВТХ тип «В»)

Электронный расцепитель Электронный расцепитель MP211 (панель представлена на рисунке ниже) позволяет настраивать параметры защиты от сверхтоков автоматических выключателей ВА88 в широком диапазоне значений при высокой точности значений уставок. Это позволяет расширить круг задач, решаемых данной серией выключателей. Защитные характеристики (уставки срабатывания) устанавливаются потребителем на передней панели автоматических выключателей переключением DIP-переключателей согласно задаче потребителя

Настройка автоматических выключателей с электронным расцепителем Уставка срабатывания защиты от перегрузки Коэффициент K срабатывания защиты от перегрузки позволяет установить ток уставки срабатывания защиты от перегрузки в соответствии с формулой: Ir=K×In где In – номинальный ток автоматического выключателя Возможна установка следующих значений коэффициента K: 0,4-0,5-0,6-0,7-0,8r0,9-0,95-1,0

Настройка автоматических выключателей с электронным расцепителем Уставка срабатывания защиты при коротком замыкании Коэффициент M срабатывания защиты при коротком замыкании позволяет установить ток срабатывания при коротком замыкании в соответствии с формулой: Im=M×In Возможна установка следующих значений коэффициента M: OFF-1,5-2-4-6-8-10-12 (режим OFF позволяет отключить за щи ту при коротком замыкании при выполнении испытаний или в случае больших пусковых токов)

Настройка автоматических выключателей с электронным расцепителем Время задержки срабатывания защиты от перегрузки Время tr задержки срабатывания защиты от перегрузки при I=6·Ir может иметь следующие значения: 3-6-12-18 с. Данный параметр определяет смещение наклонного участка время-токовой кривой вдоль оси времени, что позволяет изменять задержку времени срабатывания защиты при длительной перегрузке во всём диапазоне значений тока. Точкой привязки при расчетах прогнозируемого тока срабатывания защиты принимается ток, равный по величине шестикратному току Ir защиты при перегрузке. Необходимый сдвиг наклонного участка определяется индивидуально для каждой конкретной ситуации применения автоматического выключателя, например, для обеспечения зонной селективности, для настройки задержки срабатывания защиты при пуске асинхронных двигателей в режиме тяжелого пуска, для предотвращения срабатывания защиты при коротких высокоамперных процессах

Настройка автоматических выключателей с электронным расцепителем График время-токовой характеристики срабатывания выключателя ВА88 с электронным расцепителем в зависимости от установки параметров K, M и tr. Правильный выбор коэффициентов K, M и tr позволяет обеспечить оптимальную защиту оборудования и повысить ресурс работы выключателя, снижая аварийный ток нагрузки

Фактическая величина задержки срабатывания защит от перегрузки Фактическая величина задержки T срабатывания защиты в зависимости от предполагаемого тока перегрузки может быть определена с достаточной точностью по следующей формуле: где T – расчетное время срабатывания при прогнозируемой фактической величине тока перегрузки, с; p – коэффициент кратности предполагаемого фактического тока перегрузки относительно номинального тока автоматического выключателя; tr – время задержки срабатывания защиты, устанавливаемое DIP-переключателем на лицевой панели выключателя, с. После подстановки в формулу значения Ir=K×In и преобразования получим окончательное выражение для расчета времени срабатывания защиты от перегрузки предполагаемым током:

Пример настройки электронного расцепителя MP211 Например, необходимо рассчитать время отключения автоматического выключателя ВА88-35 с номинальным током In=250 А при 40% перегрузке (коэффициент кратности предполагаемого тока перегрузки p=1,4). DIP-переключателями установлены значения K=0,7 и tr=3 с. Подставим заданные значения в формулу и получим время отключения: Если полученное время отключения (27 с) является недопустимой задержкой срабатывания, а допускается перегруз ка не более 10 с, то подбираем меньший коэффициент K из ряда значений, настраиваемых на лицевой панели выключателя, таким образом, чтобы получить необходимое время срабатывания защиты. Проверяем расчетом по формуле: при K=0,5 время отключения T=13,8 с, при K=0,4 время отключения T=8,8 с. Подобранное значение коэффициента K=0,4 при предполагаемом токе перегрузки удовлетворяет поставленной задаче

назначение Автоматический выключатель Предназначен для защиты проводов и кабелей (их изоляции) от недопустимых токовых перегрузов Номинальный ток выключателя не должен превышать номинальный ток защищаемых проводов и кабелей

Расчёт параметров сети Расчёт электрической сети 0,4 кВ

Потеря напряжения ГОСТ Р 54130-2010 Качество электрической энергии. Термины и определения. Национальный стандарт Российской Федерации Разность напряжений в начальной и конечной точках электрической линии в данный момент

Потеря напряжения линейное Расчёт по мощности (P)

Потеря напряжения Удельные сопротивления алюминиевых проводов

Потеря напряжения Удельные сопротивления самонесущих изолированных проводов (СИП)

Потеря напряжения линейное 29%

Потеря напряжения Калькулятор расчёта потери напряжения расположен (N): \ КЭС \ Обмен КЭС \ ДЭБ \ Инструктивные материалы \ Презентации

Потеря напряжения Для данных показателей ГОСТ 32144-2013 устанавливает следующие нормы: отклонения напряжения в точке передачи потребителю не должны превышать ±10% номинального значения напряжения в течение 100% времени интервала в семь суток Если иное не определено договором на электроснабжение Для сетей низшего напряжения это значение ±38 В, т.е. минимальным значением напряжения должно быть не менее 342 В, а максимальным 418 В

Измерение петли «фаза – ноль» Производится с целью предупреждения возможных нарушений в работе электрооборудования с глухозаземлённой нейтралью (система TN) в аварийных режимах Периодичность: приёмо-сдаточные испытания, эксплуатационные и по требованию Ростехнадзора Цель: определение следующих параметров: величины полного сопротивления (Z) петли «фаза – ноль»; величины тока короткого замыкания где: - номинальное фазное напряжение сети (В); – полное сопротивление петли «фаза-ноль», равная (Ом)

Измерение петли «фаза – ноль» Расчётное значение тока короткого замыкания следует сравнить с ВТХ

Измерение петли «Фаза – ноль» Активная нагрузка трёхфазной сети (220/380 В) = 40 кВт Длина ЛЭП (провод марки А-35, ПДДТН = 170 А) = 1100 м Автоматический выключатель – C80 Результат замера (расчёта) тока короткого замыкания петли «фаза – ноль» для самой дальней точки ЛЭП составил, например – 500 А Согласно требованиям п.28,4 ПТЭЭП ток однофазного короткого замыкания не должен быть менее, чем 80×1,1×10 = 880 А 500 А ˂ 880 А – условие не выполняется

Измерение петли «Фаза – ноль» Условие не выполняется При токе 500 А электромагнитный расцепитель автоматического выключателя C80 не сработает, а сработает тепловой расцепитель, выдержка времени которого составит несколько секунд. За это время технологическое нарушение разовьётся, что приведёт к более серьёзным повреждениям с возможным возгоранием Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN при номинальном фазном напряжении 220 В не должно превышать 0,4 секунды. В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и другие щиты, щитки, время отключения не должно превышать 5 секунд (ПУЭ-7 п. 1.7.79)

Разработка мероприятий Расчёт электрической сети 0,4 кВ

Разработка мероприятий В случае невыполнения условий проверке срабатывания защит, следует увеличить сечение проводов ЛЭП (при увеличении сечения провода уменьшается его сопротивление, а значит и увеличится ток однофазного короткого замыкания) установить автоматический выключатель с меньшим номинальным током 40 А (при этом снижается пропускная способность ЛЭП) Разделить ЛЭП на участки, защищаемые автоматическими выключателями

выводы Трансформаторные подстанции (ТП) следует устанавливать в центре нагрузок Длина ЛЭП не должна превышать 500 м Общая длина ЛЭП, с учётом всех отпаек не должна превышать 2000 м Для магистральных ЛЭП 0,4 кВ следует всегда применять СИП-2 3×50 + 1×54,6

AC – переменный ток DC – постоянный ток Использовано в качестве названия международное обозначение переменного и постоянного электрического тока, разделённых знаком электрического разряда Австралийская рок-группа, сформированная в Сиднее в ноябре 1973 года выходцами из Шотландии, братьями Малькольмом и Ангусом Янгами. Вместе с такими группами как Led Zeppelin, Deep Purple, Queen, Iron Maiden, Scorpions, Black Sabbath, Uriah Heep, Judas Priest и Motörhead AC/DC часто рассматриваются как пионеры хард-рока и хеви-метала

Спасибо за внимание ПАО «СУЭНКО» филиал КЭС 640032 г. Курган, ул. Бажова, 116 2018 г.

Полезные ссылки Национальные стандарты ГОСТ IEC 60934-2015 Выключатели автоматические для оборудования ГОСТ Р 50345 (МЭК 60898-1 2003) Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения ГОСТ 9098 Выключатели автоматические низковольтные. Общие технические условия (с изменениями №1,2,3). Межгосударственный стандарт ГОСТ 2.755-87 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения ГОСТ Р 54130-2010 Качество электрической энергии. Термины и определения ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения ГОСТ 10434-82 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования