Коммерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Еңбек пен қоршаған ортаны қорғау кафедрасы
ТІРШІЛІК ҚАУІПСІЗДІГІ
«НӨЛДЕУДІ ЕСЕПТЕУ»
Барлық мамандықтардың барлық түрінде оқитын студент-бакалаврлардың бітіру жұмысына арналған әдістемелік нұсқаулар
Алматы 2011
Құрастырушылар: Санатова Т.С., Мананбаева С.Е., Абдимуратов Ж.С. Тіршілік қауіпсіздігі «Нөлдеуді есептеу». Барлық мамандықтардың барлық түрінде оқитын студент-бакалаврлардың бітіру жұмысына арналған әдістемелік нұсқаулар. - Алматы: АЭжБУ, 2011. – 16 б.
Әдістемелік нұсқау өмір тіршілігінің қауіпсіздігі бөлімі бойынша бітіруші жұмысты орындауға арналған. Әдістемелік нұсқау барлық мамандықтарда оқитын студенттерге ұсынылады.
Кесте. 4, әдебиет көрсеткіші - 4 атау.
Пікір беруші: тех. ғыл. канд, проф., Жолдыбаева З.И.
«Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011 жылғы шығару жоспары бойынша басылады.
© «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2011 ж.
2011 ж. жин.жоспары , реті 120
1 Нөлдеудің қолданылуы, іске қосылуы және қолдану аймағы
Нөлдеу - кернеуі 1000 В дейінгі бейтарабы терең жерге қосылған төрт сымды үш фазалы тораптарда қолданылады. Нөлдеу дегеніміз - кернеу астында қалуы мүмкін болған электр қондырғысының металды бөліктерін қорғаныстық нөлдік сыммен қосу.
Нөлдеу бір фазалы қысқа тұйықталуда токтың корпусқа өтіп кетуінің алдын алып, қорғанысты іске қосып және қоректену торабынан электр қондырғысын өте аз уақыт ішінде жылдам ажырату үшін қажет.
Нөлдеудің іске қосылуы. Электр құрылғысының нөлденген корпусына фазалық сым тұйықталған кезде бір фазалық қысқа тұйықталу тогының тізбегі пайда болады, яғни фазалық және нөлдік қорғаныс сымдарының тұйықталуы. Бір фазалық қысқа тұйықталу тогы максималды токтық қорғанысты іске қосады, соның нәтижесінде зақымдалған электр қондырғысы қоректену торабынан ажыратылады. Сонымен қатар, максималды токтық қорғаныс іске қосылғанға дейін жерге қатысты зақымдалған корпустың кернеуі төмендейді.
Нөлдеудің қолданыс аймағы:
- кернеуі 1 кВ дейінгі бейтарабы жерге қосылған айнымалы токтағы үш фазалы тораптардағы қондырғыларда (TN – S жүйесі, әдетте олар 220/127, 380/220, 660/380 В тораптары);
- кернеуі 1 кВ дейінгі шығысы жерге қосылған айнымалы токтағы бір фазалы тораптардағы қондырғыларда;
- кернеуі 1 кВ дейінгі қоректену көзінің орташа нүктесімен жерге қосылған тұрақты токтағы тораптар қондырғыларында;
- жарылысқа қауіпті аймақтардағы тұрақты және айнымалы токтардағы кез келген класс кернеуіндегі электр қондырғылары.
Электр машиналары, трансформаторлар және аппараттар корпустары, электр аппараттарының жетектері, өлшеу трансформаторының екіншілік орамдары, тарату құрылғыларының металды конструкциялары, бақылау және күштік кабелдердің сауыттары, жылжымалы және тасымалдаушы электрқабылдағыштарының металды қаптамалары және басқалар нөлдейтін бөліктерге жатады.
2 Нөлдік қорғаныс сымына қойылатын талаптар
Нөлдеудің мақсаты – корпусқа тұйықталғанда жанасу кернеуін азайту және адам арқылы өтетін токтың уақытын шектеу арқылы электр тогының зақымдауынан қорғауды қамтамасыз ету.
Нөлдеу схемасындағы нөлдік қорғаныс сымының жұмысы бір фазалы қысқа тұйықталу тогының мәнін кіші кедергідегі тізбекті құру арқылы азайтып, қондырғыны ажыратуды қамтамасыз ету болып табылады.
Нөлдеуді жоспарлау кезінде ЭҚОЕ (ПУЭ) талаптарының орындалуы қажет. Нөлдік қорғаныс сымының өткізгіштігі фаза шығысының өткізгіштігінен 50 % дан аз болмауы қажет.
Нөлдеудің сенімділігі негізінен нөлдік қорғаныс сымының сенімділігімен анықталады. Осыған байланысты нөлдік қорғаныс сымының үзілуін шектеу мақсатында оны мұқият түрде жүргізу керек. Сонымен қатар, нөлдік қорғаныс сымына ажыратқыштарды, сақтандырғыштарды және басқа да аспаптарды жалғауға тыйым салынады, өйткені олар оның бүтіндігін бұзуы мүмкін.
Нөлдік қорғаныс сымдарын бір-бірімен жалғаған кезде араларында сенімді байланыс болуы қажет. Нөлдік қорғаныс сымдарын нөлдеуге жататын электр қондырғылардың бөліктеріне жалғайтын болсақ, олар болттық жалғау немесе дәнекерлеу арқылы іске асады. Электр қондырғысының жанасуға мүмкін болатын кернеу астында болуы мүмкін болған әр бір металды бөліктерімен нөлдейтін болттың арасындағы кедергінің мәні 0,1 Ом - нан аспауы қажет. Жалғануды тексеріп көруге мүмкін болатындай етіп жүргізу керек.
Нөлдік қорғаныс сымдары мен ашық жіберілген нөлдік қорғаныс сымдарының айырмашылығы болатындай түсте болуы тиіс: жасыл фонда сары жолақты болып келеді.
Нөлдеуді қолдану барысында «фаза-нөл» түйініндегі кедергі өзгеріп тұруы мүмкін, сондықтан ол кедергілердің мәнін жиі бақылап отыру қажет. «Фаза-нөл» түйініндегі кедергіні өлшеу монтаж жұмыстарынан кейін, нормативті техникалық құжаттарда бекітілген пайдалану мерзімінен кейін және күрделі жөндеу жұмыстарымен тораптың реконструкциясынан кейін жүргізілуі керек.
Апатты режимде электр қондырғысын жылдам ажыратуды қамтамасыз ететін максималды токтық қорғанысы ретінде қысқа тұйықталу тогынан қорғану үшін орнатылған балқымалы сақтандырғыштар, автоматты ажыратқыштар қолданылады. Сонымен бірге, жылулық қорғанысы тіркелген магниттік іске қосқыштар, асқын жүктемеден қорғау мақсатында жылу релесі тіркелген контакторлар, қысқа тұйықталу тогынан және асқын жүктемеден қорғайтын тармақталып біріккен автоматтарда қолданылады.
3 Нөлдеуді есептеу
Нөлдеуді есептеу зақымдалған қондырғыны тез ажырату және апатты мерзімде нөлденген металды корпусқа адамның жанасуын қауіпсіз ету үшін жүргізіледі. Осыған байланысты нөлдеудің ажыратуға қабілеттілігі есептелінеді және ЭҚОЕ - ге сәйкес анықталған талаптар орындалуы қажет.
TN жүйесінде қоректену көзінен автоматты ажырату уақыты 3.1-кестеде көрсетілген мәндерден аспауы қажет.
3.1 кесте - Қоректену көзінен автоматты ажырату уақытының ең үлкен рұқсат етілетін мәні
|
Номиналды фазалық кернеу U, В |
Ажырату уақыты, с |
|
127 |
0,8 |
|
220 |
0,4 |
|
380 |
0,2 |
|
380 - нен жоғары |
0,1 |
3.1 кестеде көрсетілген қоректену көзінен автоматты ажырату уақытының мәндері топтық тізбектерде де, тасымалдаушы және жылжымалы электр қабылдағыштарда да және I классындағы қол электр аспабында да электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін жеткілікті деп есептеледі.
Таратушы, топтық, қабаттық және басқа қалқандарды қоректейтін тізбектерде ажырату уақыты 5 с аспауы қажет.
3.1 кестеде көрсетілген ажырату уақытының мәндерінен үлкен, бірақ 5 с аспайтын мәндері таратушы қалқандардан тек ғана стационарлы электр қабылдағыштары қоректенетін тізбектерде төмендегі шарттардың біреуін орындағанда рұқсат етіледі:
1) жерге қосылған басты шинамен тарату қалқандары арасындағы қорғаныс өткізгішінің толық кедергісі төмендегі мәннен аспауы қажет, Ом
,
(3.1)
мұндағы Zт – «фаза – нөл» тізбегінің толық кедергісі, Ом;
U – тораптың номиналды фазалық кернеуі, В;
50 – жерге қосылған басты шинамен тарату қалқандары арасындағы бөлікте кернеудің құлауы, В.
2) тарату қалқанының PE шинасына потенциалдарды теңдестіруші қосымша жүйе жалғанған болады.
Нөлдеуді есептеу ажырату қабілеттілігіне байланысты нөлдік қорғаныс сымының параметрлерін (ұзындығы, ауданы, материалы) және максималды тоқтық қорғанысын анықтау болып табылады. Ол фазалық сымның тұйықталуында нөлденген корпусқа бір фазалы қысқа тұйықталу тогы әсер еткенде максималды токтық қорғаныстық 3.1 кестеде көрсетілген уақыттық мәнінде іске қосылуын көрсетеді.
Нөлдеу схемасы 3.1 суретте көрсетілген. Ол схемадан фазалық сымдағы қысқа тұйықталу тогы IК фазалық кернеуге Uф және тізбектегі толық кедергіге байланысты екендігін көреміз. Тізбектің толық кедергісі трансформатор орамдарындағы Zт/3, фазалық сымдағы Zф, нөлдік қорғаныс сымдағы Zн толық кедергілерден, фазалық сым – нөлдік қорғаныс сымы түйініндегі (фаза-нөл түйіні) сыртқы индуктивтік кедергіден Хп, кайталап жерге қосу сымының rп және трансформатор бейтарабын жерге қосудағы rо активті кедергілерден тұрады.
3.1 сурет - TN – S жүйесіндегі нөлдеу схемасы
Мұндағы 1 – электр қондырғысының (электр қозғалтқышы, трансформатор және т.б.) корпусы; 2 – қысқа тұйықталу тогынан қорғайтын аппараттар (сақтандырғыштар); r0 – трансформатор бейтарабын жерге қосудағы кедергі; rп - қайталап жерге қосылған нөлдік қорғаныстық сымының кедергісі; Iк – қысқа тұйықталу тогы; Iн - нөлдік қорғаныстық сым арқылы жүретін қысқа тұйықталу тогының бөлігі; Iз - электр қондырғысының (электр қозғалтқышы, трансформатор және т.б.) корпусы және жер арқылы жүретін қысқа тұйықталу тогының бөлігі.
 |
а – толық схема, б,в – қарапайым схема.
3.2 сурет – Айнымалы ток торабындағы ажырату қабілеттілігіне нөлдеудің есептік схемасы
rп және rо мәндері тізбектегі басқа элементтер мәндерімен салыстырғанда үлкен. Олар құратын параллель тармақтар қысқа тұйықталу тогының мәнін кішкене өсіреді, бірақ оны ескермесе де болады. Ол 3.2в суретінде көрсетілген нөлдеудің есептеу схемасын жеңілдетеді. Сонда қысқа тұйықталу тогының Iкз теңдеуі кешенді түрде төмендегідей болады:
,
(3.2)
мұндағы Uф - тораптағы фазалық кернеу, В;
ZТ - трансформатор орамдарындағы толық кедергілердің кешені, Ом;
Zф = Rф + jХф - фазалық сымдағы толық кедергілердің кешені, Ом;
Zн =Rн + jХн - нөлдік қорғаныстық сымдағы толық кедергілердің кешені, Ом;
Rф және Rн - фазалық және нөлдік қорғаныс сымдарындағы активті кедергі, Ом;
Хф және Хн - фазалық және нөлдік қорғаныс сымдарындағы ішкі индуктивті кедергілері , Ом;
Хп - фазалық сым – нөлдік қорғаныс сымы контурындағы (фаза-нөл түйіні) сыртқы индуктивті кедергі, Ом;
Zп = Zф + Zн + jХп - фаза-нөл түйініндегі толық кедергілердің кешені, Ом.
Нөлдеуді есептеу барысында қысқа тұйықталу тогының Iкз нақты мәнін (модуль) есептеу үшін жуықталған теңдеуді қолдануға рұқсат етіледі. Онда трансформатор ZТ/3 және фаза - нөл түйініндегі Zп кедергілері арифметикалық тұрғыда қосылады:
. (3.3)
Бұл теңдеудің кейбір дәл еместіктері (5 % төңірегінде) қауіпсіздік талаптарын қатаңдатады және сондықтан да ол рұқсат етіледі.
Фаза - нөл түйініндегі толық кедергі нақты мәнінде (модуль) төмендегідей болады:
.
(3.4)
(3.3) және (3.4) теңдеулерінен есептік теңдеу шығады және ол төмендегідей түрде көрсетіледі:
,
(3.5)
мұндағы Iн - электр қабылдағышты қорғайтын қорғаныс аппаратының номиналды тогы; к – еселік.
Үлкен емес жіберу токтары бар электр қабылдағыштарды (электр жылыту аспаптары, электр жарық қондырғылары және т.б. лар) немесе электр торабының бөлімшелерін қорғауға арналған сақтандырғыштар үшін Iнпв балқымалы қойылым токтары электр торабы бөлімшелеріндегі есептік токтан немесе сол электр қабылдағыштарындағы номиналды токтан үлкен немесе тең болуы керек.
Iнпв ≥ Iнэ . (3.6)
Жеке асинхронды қозғалтқыштарды және олардың электр жетегін қорғайтын сақтандырғыштар үшін балқыма қойылым тогы келесідей шартты қанағаттандыру қажет:
Iнпв ≥ кп Iд /кт , (3.7)
мұндағы Iд - электр қозғалтқышының номиналды тоғы, А;
кп – қосу тоғының еселігі;
кт – электр қозғалтқышының қосылуын ескеретін коэффициент.
Жеңіл жағдайда қосылатын механизмді электр қозғалтқыштары (қосылу уақыты 10 с аспайтын, жиі қосылмайтын) үшін кт = 2,5 тең, ал күрделі жағдайда қосылатын механизмді электр қозғалтқыштары (қосылу уақыты 10 с көп, жиі қосылатын) үшін кт = 1,6 - 2,5 аралығында болады.
Жүктемесі жоқ және кіші қуаттағы электр қозғалтқыштары үшін кп = 4-5 аралығында қабылданады.
Zт мәні, трансформатор қуатына, кернеуіне және орамдарының жалғану схемасына, сонымен қатар трансформатордың конструктивтік орындалуына байланысты болады. Нөлдеуді есептеген кезде Zт мәні 3.2 кестеден алынады.
Орамдары әр түрлі схемада жалғанатын трансформатордың толық кедергілерінің мәнін салыстырғанда орамдары Δ/Y және Y/Zн схемаларында жалғанған трансформаторлардың кедергісі біршама кіші екендігін ескеру керек. Соған байланысты нөлдеу жүйесінде қауіпсіз жағдайды қамтамасыз ететін қоректену көзін таңдау керек.
Ескерту: кестеде берілген деректер төменгі кернеулі 400/230 В орамдары бар трансформаторлар 400/230 В үшін көрсетілген. Төменгі кернеуде 230/127 В кестеде көрсетілген кедергінің мәнін 3 есе азайту керек.
3.2 кесте – Трансформатор орамдарының жалғану схемаларындағы есептік толық Zт кедергісінің жуық мәндері
|
Трансфор-матор қуаты, кВ.А |
Жоғары кернеу орамдарын-дағы номиналды кернеу, кВ |
Орамдары-ның жалғану схемаларын-дағы Zт, Ом мәні |
Трансфор-матор қуаты, кВ.А |
Жоғары кернеу орамдарын-дағы номиналды кернеу, кВ |
Орамдары-ның жалғану схемаларын-дағы Zт, Ом мәні |
||
|
Y/Yн |
Δ/Yн Y/Zн |
Y|Yн |
Δ/Yн , Y/Zн |
||||
|
25 |
6-10 |
3,110 |
0,906 |
400 |
6-10 |
0,195 |
0,056 |
|
40 |
6-10 |
1,949 |
0,562 |
|
20-35 |
0,191 |
- |
|
63 |
6-10 |
1,237 |
0,360 |
630 |
6-10 |
0,129 |
0,042 |
|
|
20-35 |
1,136 |
0,407 |
|
20-35 |
0,121 |
|
|
100 |
6-10 |
0,799 |
0,226 |
1000 |
6-10 |
0,081 |
0.027 |
|
|
20-35 |
0,764 |
0,327 |
|
20-35 |
0,077 |
0,032 |
|
160 |
6-10 |
0,487 |
0,141 |
1600 |
6-10 |
0,054 |
0,017 |
|
|
20-35 |
0,478 |
0,203 |
|
20-35 |
0,051 |
0,020 |
|
250 |
6-10 |
0,312 |
0,090 |
|
|
|
|
|
|
20-35 |
0,305 |
0,130 |
|
|
|
|
Rф және Rнз мәндері түсті металды сымдар (мыс, алюминий) үшін белгілі деректер (ауданы S, мм2, ұзындығы l, м, өткізгіш материалы ρ) арқылы анықталады. Осыған байланысты кедергілер
R = ρ l/S, Ом . (3.8)
Мұндағы ρ - өткізгіштің меншікті кедергісі (мыс сым үшін 0,018 Ом . мм2/м, ал алюминий сым үшін 0,028 Ом . мм2/м тең); l - өткізгіштің ұзындығы, м; S - өткізгіштің қимасы, мм2.
Егер нөлдік қорғаныс сымы әр түрлі болаттан жасалған болса, онда олардың активті және индуктивті кедергілері (Ом/км) 50 Гц жиіліктегі токтың әр түрлі тығыздығына байланысты 3.3 кесте көмегімен анықталады. Өткізгіштің қимасы қысқа тұйықталу тогының тығыздығы 0,5-2,0 А/мм2 аралығында болатындай етіп есептеп алынады.
3.3 кесте – Әр түрлі болаттан жасалған сымдардың активті және ішкі индуктивті кедергілері
|
Қиманың өлшемі немесе диаметр, мм |
Қимасы, мм |
rw |
хw |
rw |
хw |
rw |
хw |
rw |
хw |
|
|
|
Өткізгіш тогында күтілетін тығыздық, А/мм2 |
|||||||
|
|
|
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
||||
|
|
|
Тікбұрыштық беттегі кедергілер |
|||||||
|
20 х 4 |
80 |
5,24 |
3,14 |
4,20 |
2,52 |
3,48 |
2,09 |
2,97 |
1,78 |
|
30 х 4 |
120 |
3,66 |
2,20 |
2,91 |
1,75 |
2,38 |
1,43 |
2,04 |
1,22 |
|
30 х 5 |
150 |
3,38 |
2,03 |
2,56 |
1,54 |
2,08 |
1,25 |
— |
— |
|
40 х 4 |
160 |
2,80 |
1,68 |
2,24 |
1,34 |
1,81 |
1,09 |
1,54 |
0,92 |
|
50 х 4 |
200 |
2,28 |
1,37 |
1,79 |
1,07 |
1,45 |
0,87 |
1,24 |
0,74 |
|
50 х 5 |
250 |
2,10 |
1,26 |
1,60 |
0,96 |
1,28 |
0,77 |
— |
— |
|
60 х 5 |
300 |
1,77 |
1,06 |
1,34 |
0,8 |
1,08 |
0,65 |
— |
— |
|
|
|
Дөңгелек болатты өткізгіштегі кедергілер |
|||||||
|
5 |
19,63 |
17,0 |
10,2 |
14,4 |
8,65 |
12,4 |
7,45 |
10,7 |
6,4 |
|
6 |
28,27 |
13,7 |
8,20 |
11,2 |
6,70 |
9,4 |
5,65 |
8,0 |
4,8 |
|
8 |
50,27 |
9,60 |
5,75 |
7,5 |
4,50 |
6,4 |
3,84 |
5,3 |
3,2 |
|
10 |
78,54 |
7,20 |
4,32 |
5,4 |
3,24 |
4,2 |
2,52 |
— |
— |
|
12 |
113,1 |
5,60 |
3,36 |
4,0 |
2,40 |
— |
— |
— |
— |
|
14 |
150,9 |
4,55 |
2,73 |
3,2 |
1,92 |
|
— |
— |
— |
|
16 |
201,1 |
3,72 |
2,23 |
2,7 |
1,60 |
— |
— |
— |
— |
Хф және Хнз мәндері мыс және алюминийден жасалған сымдар үшін салыстырмалы түрде аз (0,0156 Ом/км шамасында), сол себепті оларды ескермесе де болады. Болатты сымдар үшін ішкі индуктивті кедергі барынша үлкен болады және оларды кестенің көмегімен анықтайды (3.3 кестені қараңыз). Бұл жағдайда сымның түрін, ауданын және күтілетін қысқа тұйықталу тогын білу қажет.
Фаза-нөл түйініндегі бірлік желінің сыртқы индуктивті кедергісінің Хп шамасын анықтау бірдей диаметрлі 2r дөңгелек қимадағы сымы бар екі өткізгіштік желі үшін белгілі теңдеу арқылы жүргізіледі:
.
(3.9)
Мұндағы ω - бұрыштық жиілік, рад/с;
L - желінің индуктивтілігі, Гн;
μ0 = 4π . 10-7 - магниттік тұрақтылық, Гн/м;
l - желінің ұзындығы, м;
d - желі сымдарының арасындағы қашықтық, м;
r - сымның радиусы, м.
f=50 Гц (ω = 314 рад/с) және ұзындығы 1 км болған желі үшін (3.9) теңдеу келесідей болады, Ом/км:
. (3.10)
Бұл теңдеуден байқағандай, сыртқы индуктивтік кедергі сымдардың арақашықтықтары d және олардың 2r диаметріне байланысты екендігін көреміз. Бірақ 2r мәні аз өзгереді, сондықтан да оны ескермеуге болады. Сонда Xп негізінен d - ға тәуелді болады (аралық өскен сайын кедергі де өседі). Сондықтан да фаза-нөл түйінінде сыртқы индуктивті кедергіні азайту мақсатында нөлдік қорғаныс сымдарын фазалық сымдарымен бірге немесе оған жақын аралықта жүргізу керек. 3.4 кестеде әр түрлі арақашықтықтағы Xп мәндері келтірілген.
3.4 кесте - Әр түрлі арақашықтықтағы Xп мәндері
|
l, м |
0,1 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
|
Xп, Ом/км |
0,335 |
0,435 |
0,539 |
0,624 |
0,713 |
0,764
|
Фазалық және нөлдік сымдар бір-біріне жақын орналасқан жағдайда Xп кедергісінің мәні кіші (0,1 Ом/км ден көп емес), сондықтан да оны ескермесе де болады.
4 Нөлдеуді есептеудің тәртібі
Нөлдеуді есептеу келесі тәртіпте жүргізіледі:
а) тораптың және электр қабылдағыштың бастапқы мәндері беріледі;
б) бір фазалы қысқа тұйықталудағы қосалқы станциядан электр қабылдағышқа дейінгі тораптың орынбасу схемасы құрастырылады;
в) жүктеме токтары және қорғаныс аппараттарының номиналды токтары анықталады;
г) тізбектегі нөлдік, фазалық сымдарының және тізбек элементтерінің активті және индуктивті кедергілері анықталады;
д) барлық тізбектің толық кедергісі анықталады;
е) бір фазалық тұйықталу тогы анықталады;
ж) қорғаныс аппаратының номиналды тогына байланысты бір фазалы қысқа тұйықталу тогының еселігі анықталады;
з) қорғаныс аппаратының қосылу уақыты анықталады.
Есептеу кезінде трансформаторлардың және тораптың барлық бөліміндегі активті және индуктивті кедергілері анықталады. Түйіннің кедергісін анықтау барысында қосымша қателікті болдырмау үшін бөлімшелер бойынша және түйін бойынша да толық кедергілер анықталады.
Өткізгіштің меншікті кедергісі ρ мыс сым үшін 0,018 Ом . мм2/м, ал алюминий сым үшін 0,028 Ом . мм2/м тең деп алынады.
5 Нөлдеуді есептеудің мысалы
5.1 Бастапқы деректер
1) Қосалқы станциядан қоректенетін трансформатордың қуаты 1000 кВ.А, орамдарының жалғануы – «үшбұрыш-жұлдызша».
2) Қосалқы станциядан цехтың кірісіне дейінгі кабель 4 тармақты, оның ұзындығы l = 100 м, қимасы 3 х 50+1х35, AL. Қалқаннан қозғалтқышқа дейінгі арақашықтығы l =30 м, 3х10+1х6, AL.
3) Қозғалтқыштың
номиналды қуаты - 15 кВт; η = 87,5%; 
= 0,9; Iжіб /Iном
= 7,5.
4) Балқымалы қойылыммен қозғалтқышты қорғау.
5.2 Есептеу бөлімі
Қысқа тұйықталу тогын Iкз есептеу 3.3 теңдеуі арқылы орындалады:
,
мұндағы Zп мәнін 3.4 теңдеуі арқылы анықтаймыз:
ZТ мәні трансформатордың қуатына, кернеуге, олардың орамдарының жалғануына және трансформатордың конструктивтік орындалуына байланысты болады. Нөлдеуді есептеген кезде ZТ мәні 3.2 кестеден алынады. Біздің жағдайда ZТ = 0,081 Ом.
1) Қозғалтқыштың қуатын Р біле отырып, оның тоғын Iнэл.қоз. анықтаймыз:
Р = 
∙Uн∙
Iнэл.қоз /1000
[кВт]; (5.1)
Iнэл.қоз =
1000∙Р/∙ Uн
[А], (5.2)
мұндағы Р - қозғалтқыштың номиналды қуаты, кВт;
Uн - номиналды кернеуі, В;
= 0,9 - қуат коэффициенті,
ол тоқтың қандай бөлігі активті қуатты алуға
және қандай бөлігі магниттелуге кететінін көрсетеді.
Iнэл.қоз. = 1000∙15/∙380. 0,9 =
28,3 А .
2) Rн және Rф активті кедергілерін есептеу үшін алдын-ала нөлдік және фазалық сымның қимасын, ұзындығын және материалын таңдап алу керек. Соның барысында керекті ауданды таңдап алу қажет, сонымен қатар нөлдік және фазалық сымдардың ұзындығы мен материалын анықтау қажет. Түсті металды сымдардың кедергісін 3.8 теңдеуімен анықтаймыз:
R = ρ l/S [Ом];
Rф1 = 0,028 ∙100/50 = 0,056 [Ом];
Rф2 = 0,028 ∙30/10 = 0,084 [Ом];
Rф∑ = 0,056 + 0,084 = 0,14 [Ом];
Rн1 = 0,028∙100/35 = 0,08 [Ом];
Rн2 = 0,028∙30/6 = 0,14 [Ом];
Rн∑ = 0,08 + 0,014 = 0,22 [Ом].
3) Мыс және алюминийден жасалған сымдар үшін нөлдік Xо және фазалық Xф сымдардың ішкі индуктивті кедергілерінің мәні үлкен емес, яғни ол, 0,0156 Ом/км тең. Сонда Xф = 0,0156∙0,13 = 0,0020 Ом; Xо = 0,0156∙0,13 = 0,0020 Ом ды құрайды. Тәжірибелік есептерде фаза-нөл түйініндегі сыртқы индуктивті кедергінің мәні 0,6 Ом/км ге тең деп қабылданады.
4) Қозғалтқыштың негізгі техникалық сипаттамасы:
АИР160S2:
N = 15 кВт;
η = 87,5 %;
= 0,9;
Iжіб /Iном = 7,5.
5) Iнэл.қоз. мәнін біле отыра, қозғалтқыштың қосылу тогының шамасын анықтаймыз:
Iжіб. эл.қоз. = 7,5∙ Iнэл.қоз. = 7,5 ∙ 28,3 = 212,25 А.
Балқымалы қойылымның номиналды тогын анықтаймыз:
Iн тағ.қ. = Iжіб. эл.қоз / Кт = 212,25/2,5 = 84,9 А,
мұндағы Кт – жұмыс режимінің коэффициенті (Кт = 1,6…2,5); жиі қосылатын механизмді қозғалтқыштар үшін (мысалы, крандар) Кт = 1,6…1,8; жиі қосылмайтын механизмді қозғалтқыштар үшін (транспортерлер, желдеткіштер) Кт = 2…2,5. Біздің жағдайда Кт =2,5 тең деп аламыз.
6) Күтілетін қысқа тұйықталу тогының мәнін анықтаймыз:
Iкз > 3 Iн тағ.қ. = 3 ∙ 84,9 = 254,7 А.
Нөлдік және фазалық сымдардағы ток тығыздығын δ есептейміз. Алюминийден жасалған сымдар үшін рұқсат етілетін ток тығыздығы 4 - 8 А/мм2 аспауы қажет:
δ = Iнэл.қоз. /S = 28,3/10 = 2,83 А/мм2.
7) Фаза - нөл түйініндегі сыртқы индуктивті кедергісін анықтаймыз:
Хп = 0,6 ∙ 0,13 = 0,078 Ом.
8) Фаза - нөл түйініндегі Zп кедергісін анықтаймыз және 3.2 кесте арқылы ZТ мәнін алып, қысқа тұйықталу тогын табамыз.
Zп
= 
= 0,369 Ом,
А.
Қорғаныстық іске қосу сенімділік талабының орындалуын тексереміз:
Iкз > 3 Iн тағ.қ. ; 555,5 > 3 ∙ 84,9 А; 555,5 > 254,7 А.
Осыдан көрініп тұрғандай, Iкз тогы сақтандырғыштың балқымалы қойылымындағы номиналды тогынан екі еседен көп жоғарылайды, соған байланысты корпус тұйықталғанда, балқымалы қойылым 5 – 7 с ішінде күйіп кетеді де зақымдалған фазаны сөндіреді.
9) Балқымалы қойылымның есептік номиналды тогы бойынша стандартты параметрлік сақтандырғышты таңдаймыз:
ПН2 – 100; Iн тағ.қ = 100 А;
немесе Iн авт.жіб. = 1,25∙ Iн эл.қоз. = 1,25 ∙ 28,3 =35,37 А сәйкес ABB S233R C40 4,5kA түріндегі Iн авт.жіб. = 40 А тең болатын автоматты ажыратқышты таңдаймыз.
Әдебиеттер тізімі
1. Правила устройства электроустановок. РК -А., 2007.
2. Долин П.А. Основы техники безопасности в электрических установках. - М.: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с.
3. Охрана труда/ Под редакцией Б.А. Князевского. – М.: Высшая школа, 1982. – 311 с.
4. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие/ М.К. Дюсебаев, Ж.С. Абдимуратов; АУЭС. Алматы, 2011. – 79 с.
Мазмұны
|
1 |
Нөлдеудің қолданылуы, іске қосылуы және пайдалану аймағы |
3 |
|
2 |
Нөлдік қорғаныстық сымға қойылатын талаптар |
3 |
|
3 |
Нөлдеуді есептеу |
4 |
|
4 |
Нөлдеуді есептеудің тәртібі |
12 |
|
5 |
Нөлдеуді есептеуге мысал |
12 |
|
6 |
Есептік бөлім |
12 |
|
7 |
Әдебиеттер тізімі |
16 |