Расчет защиты от однофазных замыканий на землю

Пример 3. Выполнить расчет защиты от однофазных замыканий на землю для карьера рис. 2.

Р е ш е н и е. Ток однофазного замыкания на землю разреза определяют по формуле:

I_зз= U_л (35ℓ_КЛЭП+ℓ_КЛЭП ) /350 ,

где ℓ_КЛЭП, ℓ_КЛЭП– суммарная длина, соответственно, кабельной и воздушной линии, км;

Uл- линейное номинальное напряжение сети, кВ.

I_зз =6(35∙0,5 + 1,2) /350 =0,321 А

На первой ступени простые токовые защиты могут успешно работать если выполняется условие:

где k_н - коэффициент надежности, учитывающий броски токов при однофазных замыканиях на землю (k_н = 4...5 для защит без выдержки времени;

k_н= 2...2,5 для защит с выдержкой времени);

k_ч - коэффициент чувствительности (k_ч= 2...3).

Проверяем неравенству

( 0,391∙2,5 )<(0,391/2)<(0,391/4), 0,978<0,196<0,098,

так как неравенство не выполняется, то принимаем к установке на фидерах подстанции направленную защиту ЗЗП-1 с уставкой по току срабатывания № 1.

Уставки тока срабатывания реле 0,01 ¸ 0,12 А. Ток срабатывания защиты на уставке 0,01 А

I_сз= I_у К_ч/ К_{тт ТА}_N = 0,01∙ 2,5/ 0,0295= 0,678 А

Iсраб.защ=I А,

где - коэффициент трансформации трансформатора тока нулевой последовательности типа ТНП-2.

Примечание:Ток срабатывания защиты с сигналом от трансформаторов тока нулевой последовательности типа ТЗЛ составляет:

- на уставке 1 = 0,07 А ±30%;

- на уставке 2 = 0,5 А ±30%;

- на уставке 3 = 2,0 А ±30%.

Для селективности действия защита на подстанции должна работать с выдержкой времени 0,5 с.

Земляная защита от однофазных коротких замыканий выполняется на базе реле типа ЗЗП-1М, РТЗ-51М или реле РТ-40.

Практическое занятие № 10

РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Цель занятия:

Научить учащихся производить расчет заземления

Теоретический материал по теме занятия:

Сопротивление защитного заземления складывается из сопротивления центрального заземлителя на подстанции R_ц и сопротивления заземляющей сети R_зс:

, Ом,

где R_з.тр– сопротивление заземляющего троса, прокладываемого по опорам ВЛ параллельно фазным проводам от подстанции до корпуса сетевого устройства, к которому присоединяется кабель электроприемника;

R_з.жк - сопротивление заземляющей жилы кабеля от корпуса сетевого устройства до корпуса электроприемника.

Сопротивление центрального заземлителя на подстанции зависит от формы, схемы расположения элементов заземлителя и сопротивления растекания грунта.

На рис. 10.1 показаны схемы устройства заземлителей. В соответствии с приведенными схемами величина сопротивления растеканию отдельных элементов заземлителей определяется по следующим формулам.

Схема рис.10.1, а

где ρ – удельное сопротивление грунта.

Схема рис.10.1, б

где .

Схема рис.10.1, в

Схема рис.10.1, г

Схема рис.10.1, д

а - труба, стержень, угловая сталь с выходом на поверхность земли; б – труба, стержень угловая сталь на глубине h от поверхности земли; в – протяженный заземлитель (полоса шириной b или труба диаметром d) на глубине h от поверхности земли; г – кольцевой заземлитель (полоса, труба, угловая сталь) на глубине h от поверхности земли; д – круглая пластина на поверхности земли

Рисунок 10.1. Схемы заземлителей

Длина полосы, соединяющей отдельные элементы заземлителя:

Общее сопротивление заземлителя с учетом коэффициентов экранирования:

где η_эк.п – коэффициент, учитывающий взаимное экранирование полосы и труб (принимается по табл.П.9.5); Rп – сопротивление растеканию полосы; η_эк.эл– коэффициент экранирования труб (для принятого количества труб).

В случае применения комбинированного заземляющего устройства в качестве местного заземлителя допускается дополнительно использовать самозаземление рабочих машин ( рис.10.1, д).

Пример. Выполнить расчет заземления. Длина воздушной ЛЭП 1,8 км, кабельной 0,25 км.

Сопротивление заземляющего провода на ЛЭП 6 кВ:

R_пр.1= 1,8 1,24 = 2,232 Ом.

Сопротивление заземляющей жилы кабеля:

R_пр.2 = Ом.

Сопротивление центрального заземлителя на подстанции:

R^′₃= R₃ = ∑ R_пр = 4 - (2,232 + 0,46) = 1,308 Ом.

Заземлитель выполнен электродами из стальных труб диаметром d_тр = 5,8 см, длиной l_тр = 300 см, соединенных между собой стальным прутом диаметром d_пр= 1 см; расстояние между трубами L_тр= 600 см.

Трубы и соединительный прут заглублены на h = 50 см от поверхности земли. Грунт имеет удельное сопротивление ρ = 0,4 10⁴ Ом см; повышающий коэффициент ψ_мах = 1,5.

Сопротивление растеканию тока с одного элемента:

R_эл = 0.366 (lg lg ) =