Розрахунок захисту автоматичними вимикачами

 

При виборі автоматичних вимикачів для захисту електроустановок мережі живлення від коротких замикань і перевантажень необхідно дотримати ряд вимог:

1. Номінальна напруга автоматичного вимикача не повинна бути нижче номінальної напруги мережі живлення , тобто:

(9)

2. За своєю вимикаючою здатністю контактна система вимикача повинна бути спроможною витримати максимальні струми короткого замикання, які можуть виникнути на ділянці, що захищається. Ця вимога для освітлювальних і цехових силових мереж напругою до 1000В зазвичай виконується якщо  автоматичного вимикача більша номінального струму навантаження.

(10)

3. Робочий максимальний струм навантаження  не повинен перевищувати номінальний струм теплового розчіплювача , а максимальний допустимий струм для провідників, що захищаються  повинен бути меншим ніж струм спрацювання електромагнітного розчіплювача :

	(11)
	(12)

де  – коефіцієнт запасу, рівний 1,25;

 – коефіцієнт надійності, приймається рівним 1,25.

В більшості випадків електроустановки захищаються як від струмів короткого замикання, так і від струмів перевантаження. Для цього співвідношення між довготривалим допустимим струмом навантаження  проводів мережі живлення і струмом вставки апарата захисту повинно задовольняти слідуючим умовам:

для автоматичних вимикачів, що мають тільки елемагнітні розчіплювачі

(13)

для автоматичних вимикачів, що мають теплові розчіплювачі

(14)

Якщо проводка захищена тільки від к.з., то повинні бути дотримані слідуючі співвідношення:

для автоматичних вимикачів, що мають тільки електромагнітні розчіплювачі,

(15)

для вимикачів із регульованими тепловими розчіплювачами

(16)

для автоматичних вимикачів з тепловими розчіплювачами, що не мають пристроїв регулювання струмів спрацювання,

(17)

Після вибору перерізу жил провідників необхідно перевірити чутливість захисту і її спроможність захищати дану мережу від недопустимого перегрівання при перевантаженнях і к.з. Для автоматичних вимикачів з тепловими розчіплювачами чутливість захисту перевіряють за співвідношенням

(18)

Для автоматичних вимикачів із електромагнітними розчіплювачами і номінальним струмом до 100А цю перевірку виконують за формулою [14].

(19)

де  – струм короткого замикання в кінці ділянки яку захищає даний вимикач.

Вид к.з. для визначення струму  беруть такий, при якому цей струм має найменше значення, тобто частіше всього це струм однофазного короткого замикання.

Розрахунки показують, що з достатньою для практики точністю  приймають (10-11) кратним значенням по відношенню до номінального струму навантаження захищаємої ділянки мережі, тобто

(20)

 

Задача 2.Розрахувати необхідні параметри та вибрати автоматичний вимикач, замість запобіжника FU1 для захисту ділянки кола асинхронного двигуна М1 від коротких замикань (Рис.1)

Розв’язання.

1. За попередніми розрахунками для асинхронного двигуна потужністю

 7 кВт (див. задача 1., рис 1): номінальний струм двигуна I_ном = 14,4А; максимальний струм I_макс=I_{ном ˙}к_і = 14,4_˙5,5=80А; довготривалий допустимий струм вибраної електропроводки перерізом 6 мм²I_доп=50А.

2. Визначаємо струм електромагнітного розчіплювача I_ем автоматичного вимикача за формулою (12)

3. За таблицею Д.8.1 вибираємо автоматичний вимикач типу А3114/5 із параметрами:

 I_ном= 100А, I_ем= 100А.

4. Перевіряємо чутливість захисту автоматичного вимикача від коротких замикань,формула 19

 ,

Умова виконується.

5. Згідно формули (15) для автоматичних вимикачів, що мають тільки електромагнітні розчіплювачі повинна виконуватися умова:

Умова виконується.

6. Таким чином замість запобіжника FU1 (Рис. 1) для захисту двигуна М1 від коротких замикань вибираємо автоматичний вимикач типу А3414/5 з номінальним струмом 100А і номінальним струмом електромагнітного розчіплювала також 100А.

 

Задача 3. Мережа освітлення напругою 220В (Рис.2) складається із трьох груп світильників EL1, EL2, EL3 з відповідними навантаженнями , , .

Мережа повинна бути захищена тільки від струмів короткого замикання автоматичними вимикачами.

Розрахувати та вибрати відповідні апарати захисту та марку і переріз живильних провідників.

 

Рис.2. Принципова електрична схема освітлювальної мережі

 

Розв’язання.

1. Розрахунок робочих (номінальних) струмів

а) Номінальний струм лінії EL1

б) Номінальний струм ліній EL2

в) Номінальний струм ліній EL3

г) Загальний струм навантаження

2. Вибір автоматичних вимикачів.

За номінальною напругою  автоматичні вимикачі повинні більше або дорівнювати 220В.

Оскільки освітлювальна мережа захищається тільки від коротких замикань, то струм електромагнітного розчіплювача апарата захисту визначається за умови (12):

–  Автоматичний вимикач SF1

–  Автоматичний вимикач SF2

–  Автоматичний вимикач SF3

– Автоматичний вимикач SF4

За таблицею Д. 8.1 вибираємо автоматичні вимикачі типу А3113/1 з електромагнітним розчіплювачем.

/1 ,
/1 ,
/1 ,
/1 ,

3. Розрахунок і вибір живильних проводів.

3.1. Провід живильної мережі групи світильників EL1.

Оскільки освітлювальна мережа захищається тільки від коротких замикань, то в разі захисту автоматичними вимикачами з електромагнітним розчіплювачем, повинна виконуватися умова (15)

Номінальний струм лінії EL1 .

За таблицею Д.2.1. вибираємо провід з алюмінієвими жилами площиною поперечного перерізу струмоведучих жил прокладених відкрито  з тривало допустимою силою струму .

Струм електромагнітного розчіплювача SF1, . Отже відношення .

Умова 15 виконується.

Вибираємо провід марки АППВ2( ) – провід з алюмінієвими жилами, плоский з роздільною основою у полівінілхлоридній ізоляції.

3.2. Провід живильної мережі групи світильників EL2.

Номінальний струм лінії EL2 .

Аналогічно попередньому вибираємо провід з алюмінієвими жилами з площиною поперечного перерізу струмоведучих жил  з тривало допустимою силою струму .

Струм електромагнітного розчіплювача SF2=35А, тоді 35/32=1,09<4,5.

Вибираємо для прокладки провід АППВ2( ).

3.3. Провід живильної мережі групи світильників EL3.

Номінальний струм лінії EL3 .

За таблицею Д.2.1. вибираємо такий же провід з алюмінієвими жилами з площиною поперечного перерізу  з тривало допустимою силою струму .

Струм електромагнітного розчіплювача автоматичного вимикача SF3 .

Відношення .

Вибираємо для прокладки провід АППВ2( ).

3.4. Кабель магістральної лінії, що живить всі групи світильників.

Номінальний струм магістральної лінії .

За таблицею Д.2.4. вибираємо кабель з алюмінієвими жилами при прокладанні кабелю в землі з площиною поперечного перерізу струмоведучих жил  і тривало допустимою силою струму 90А. З урахуванням коефіцієнта 0,92  (кабель буде чотириживильним).

Струм електромагнітного розчіплювача автоматичного вимикача SF4 .

Остаточно вибираємо для прокладання в землі кабель марки АСРБ1( ).

3.5. Перевірка чутливості захисту і її здатність захищати ділянку мережі від коротких замикань.

Перевірку чутливості автоматичних вимикачів виконуємо за виразом (19)

– Чутливість автоматичного вимикача SF1

,

– Чутливість автоматичного вимикача SF2

,

– Чутливість автоматичного вимикача SF3

,

– Чутливість автоматичного вимикача SF4

,

Як видно із розрахунків, вибрані автоматичні вимикачі мають достатньо високу чутливість.

На завершення всі розрахункові дані автоматичних вимикачів та вибраних проводів і кабелів заносимо до принципової електричної схеми освітлювальної мережі.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: