Дипломчик (1089131), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижение напряжения на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты. Для этого ток короткого замы­кания должен значительно превышать установку защиты или номинальный ток плавких вставок.

1. Расчет зануления

Таблица 6.1 Потребляемая мощность

Наименование потребителя	Мощность, Вт	Кол‑во, шт.	Итого, Вт
Системный блок ATX	200	1	200
ЖК Монитор 17”	50	1	50
Блок питания лазера	50	1	50
Осциллограф	100	1	100
Итого:			400

Питающая прибор магистраль состоит из трех участков и трансформатора (рис.2) на другом конце линии.

Рис. 6.1 Схема питания оборудования

TT - трансформатор

ТП - трансформаторная подстанция

РП - распределительный пункт

СП - силовой пункт.

Первый участок магистрали выполнен четырехжильным кабелем марки АВРЕ с алюминиевыми жилами сечением (3*50+1*25) мм² в полихлорвиниловой оболочке. Длина первого участка - 0,25 км. Участок защищен автоматом А3110 с комбинированным расщепителем на ток I_ном=100 А.

Второй участок проложен кабелем АВРЕ (3*25+1*10) мм² длиной 0,075 км. Участок защищен автоматическим выключателем А3134 на ток 80 А. Магистраль питается от трансформатора типа ТМ=1000 с первичным напряжением 10 кВ и вторичным 400/220 В.

Для питания электрооборудования от цеховой силовой сборки используется провод марки АЛП, прокладываемый в стальной трубе. Выбираем сечение алюминиевого провода S=2.5 мм². Установка подключена к третьему участку питающей магистрали.

Магистраль зануления на первых двух участках выполнена четвертой жилой питающего кабеля, на третьем участке - стальной трубой.

Применим для защиты автоматический выключатель АП-50 с электромагнитным расцепителем по току 6,4 А.

, где

I_НП - номинальный ток, потребляемый установкой,
I_Наз - номинальный ток аппарата защиты.
k - коэффициент надежности срабатывания

Так как в схеме приведен участок магистрали больше 200 м, то необходимо повторное зануление. Значение сопротивления зануления не должно превышать 10 Ом.

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода для каждого из участков:

где L - длина провода

S - сечение провода

 - удельное сопротивление материала (для алюминия =0,028 0м_*мм²/м).

Рассчитаем активное сопротивление фазных проводов для трех участков:

Ом

Ом

Ом

R_Ф1=0,14 0м; R_Ф2=0,084 0м; R_Ф3= 0,336 0м:

Полное активное сопротивление фазного провода: R_Фå =О, 56 0м;

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода с учетом температурной поправки, считая нагрев проводов на всех участках равным Т=55 С.

Ом, где

град ^-1 - температурный коэффициент сопротивления алюминия.

Активное сопротивление нулевого защитного проводника:

Ом

Ом

Для трубы из стали: =1,8 Ом/км

Ом

Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:

R_{M3 å} =R_{M3 1}+R_{МЗ 2}+R_{M3 3}=0,544 Oм

Определяем внешние индуктивные сопротивления. Для фазового провода:

Х'_Ф= Х'_ФМ - Х_ФL ;

Для магистрали зануления:

Х'_М3= Х'_{М3 М} - Х_{М3 L} ; где

Х'_М3 и Х'_ФМ- индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоин­дукцией фазового провода и магистрали зануления;

Х_М3 и Х_Ф1- внешние индуктивные сопротивления самоиндукции.

Индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления определяются по формуле:

Х'_ФМ = Х'_{М3 М} = 0145Llg(d_ФМ3) ,

где d - расстояние между фазным и ну­левым проводом. (для 1 и 2 d=15 мм, для 3 d=9.5 мм)

Х’_ФМ1 = Х'_{М3 М} = 0,1450,25lg15=0,043 Ом

Х’_ФМ2 = Х'_{М3 М} = 0,1450,075lg15=0,013 Ом

Х’_ФМ3 = Х'_{М3 М} = 0,1450,03lg9,5=0,004 Ом

Суммарное сопротивление на всех участках:

Х’_ФМ = Х'_{М3 М} = Х’_ФМ1 + Х’_ФМ2 + Х’_ФМ3 =0,06 Ом

Внешние индуктивные сопротивления определяются по формуле:

X_ФL = X'_L* L ,

где X'_L- индуктивные сопротивление, Ом/м.

X'_L1 =0,09_*0,25=0,023 Oм

X'_L2=0,068_*0,075=0,005 Oм

X'_L3 =0,03_*0,03=0,001 Oм

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление фазового провода:

Х_ФL=0,029 Oм

X_M3L1 =0,068_*0,25=0,017 Oм

X_M3L2 =0,03_*0,075=0,002 Oм

X_M3L3=0,138_*0,03=0,004 Oм.

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление магистрали зануления:

X_M3L=0,023 Oм

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление:

Х_Ф'=0,06-0,029=0,031 Ом

Х_М3'=0,06-0,023=0,037 Ом

Определяем внутреннее индуктивное сопротивление:

Х_Ф"_1-2= X_M3"_1-2=0,0157_*0,075=0,001 Ом

Х_Ф"₃=0,0157_*0,03=0,0005 Oм

Находим полное сопротивление фазного провода и магистрали зануления:

,

.

Рассчитываем ток однофазного короткого замыкания:

.

Сравниваем расчетные параметры с допустимыми:

Напряжение корпуса:

Ток через человека:

Допустимое время отключения поврежденного участка цепи:

Выбранный автоматический выключатель имеет время срабатывания t_откл = 0,03с. Условие t_откл ≤ t_доп выполняется.

Строгое соблюдение выше перечисленных мер может гарантировать безопасность работ при проведении эксперимента.

6.3 Устройство защитного отключения

В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают ситуации, когда в результате несоблюдения правил техники безопасности или невнимательности, персонал попадает под напряжение. Такая опасность может возникнуть, в частности, при прикосновении человека непосредственно к токоведущей части электроустановки, находящейся под напряжением в рабочем (неаварийном) режиме. В этом случае защитное зануление не обеспечивает безопасности работающего, поскольку они действуют в аварийных режимах работы электроустановок. Для защиты персонала лаборатории применяется защитное отключение — быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. В настоящее время применение устройств защитного отключения (УЗО) является наиболее эффективным электрозащитным средством.

УЗО — это быстродействующий автоматический выключатель, реагирующий на дифференциальный ток (ток утечки), в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. Основными элементами УЗО являются прибор защитного отключения и исполнительное устройство (автоматический выключатель). Прибор защитного отключения — это совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входной сигнал, реагируют на его изменение и при заданном значении сигнала воздействуют на выключатель. Исполнительное устройство — автоматический выключатель, обеспечивающий отключение соответствующего участка электроустановки (электрической сети) при получении сигнала от прибора защитного отключения.

6.4 Схема включения УЗО

Рис. 6.2 Структура УЗО

1–дифференциальный трансформатор тока; 2–пусковой орган (пороговый элемент); 3–исполнительный механизм; 4 – цепь тестирования.

6.5 Принцип работы УЗО

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1 (см. рис. 3.), используется в качестве датчика дифференциального тока.

Пусковой орган (пороговый элемент) 2 выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах. Исполнительный механизм 3 включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода.

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока — тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1 протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I₁, а от нагрузки как I₂, то можно записать равенство:

Характеристики

Список файлов ВКР