Расчет токов КЗ в сетях до 1000 В

Рекомендованная литература: Беляев А.В. - Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0, 4 кВ, 1988 г.

Расчет выполняется для выбора и проверки оборудования, кабелей, чувствительности защиты.

Отличие расчета от сетей высокого напряжения:

1. Учитывают активные и реактивные сопротивления так как их значения соизмеримы (шин и шинопроводов, трансформатора, фазного и нулевого проводов, переходное сопротивление контактов)

2. Сети до 1000 В удаленные в электрическом смысле, поэтому не учитывается периодическая составляющая затухания тока КЗ. В исключение входит, если на предприятии есть собственный источник питания.

3. Если на высоком напряжении считается, что замыкание является металлическим, то в сетях до 1000 В они не учитываются, так как они составляют всего 2 %. Учитывается наиболее вероятный ток КЗ - однофазный ток КЗ.

4. Рассчитывается и однофазный предельный ток КЗ, он может совпадать с предыдущим или быть больше, но меньше, чем металлическое КЗ.

5. Выбор режима работы энергосистемы (максимальный или минимальный) для проверки чувствительности защиты.

Устройство, преимущества и недостатки предохранителей

Предохранитель - электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока большой величины. Обычно предохранители бывают плавкими (одноразовыми). Для защиты электрических цепей устройствами неоднократного срабатывания обычно применяются автоматические выключатели.

Внутри патрона есть калиброванная вставка, которая имеет разнообразные формы

Она выгорает при протекании токов большой величины.

Преимущества: простой и дешевый электрический аппарат, нет подвижных частей, быстрое перегорание плавкой вставки обеспечивает быстрое отключение защищаемой цепи. Обычно это происходит до достижения ударного тока.

Недостатки: нестабильность, разброс характеристик (зависит от температуры окружающей среды и других факторов), невозможно дистанционно управлять, при выгорании одного предохранителя в трехфазной цепи возникает несимметричный режим.

Этот пример описывается ранее (влияние несимметрии напряжения на АД при обрыве фазы).

Наблюдается перенапряжение при быстром отключении КЗ: запасенная энергия магнитного поля в индуктивности при отключении даст бросок напряжения, он может достигать в импульсном смысле двукратное номинальному значению напряжения.

Предохранитель плохо защищает двигатель от перегрузки: его тепловая характеристика существенно отличается от тепловой характеристики двигателя. Например, если произошла кратковременная перегрузка двигателя, то он не успеет перегреться, а предохранитель может уже выйти из строя.

Общий случай выбора предохранителя при эксплуатационных
бросках тока

На практике был такой случай. Предприятие работало по очистке воды, а в питающую линию был установлен предохранитель. Очистительная установка является фактически конденсатором. При ее отключении произошел бросок тока и предохранитель вышел из строя. В итоге пришлось поставить новый коммутационный аппарат, но с большей уставкой.

Причинами бросков тока могут быть: трансформаторы, пуск двигателей и др. Поэтому, чтобы правильно выбрать предохранитель, необходимо решить уравнение нагрева предохранителя:

где - температура превышения;

- температура перегорания предохранителя;

- мгновенное значение тока, А;

- коэффициент перевода, ⁰С /А².

Из вышеуказанного рис. следует, что если t_пер< t_х, то предохранитель не выйдет из строя и не нарушится бесперебойность электроснабжения.

Выбор предохранителей

Выбор предохранителей осуществляется по следующим параметрам:

1. По номинальному напряжению.

Если на один и тот же ток, но разные номинальные напряжения поставить одинаковый предохранитель, то плавкая вставка перегорит у предохранителя, рассчитанного на меньшее напряжение, и дуга будет продолжать гореть. Если сделать наоборот, т.е. взять предохранитель на более высшее напряжение, то будут зря затрачены средства.

2. По номинальному току патрона (в один и тот же патрон можно поставить вставки с разными токами перегорания).

3. По длительному току.

Это необходимо, чтобы предохранитель не перегорел при длительном токе и обеспечить бесперебойность электроснабжения.

Из вышеуказанного рис. следует, что чем меньше длительный ток, тем больше время перегорания вставки.

4. По пиковому току.

Это необходимо, чтобы предохранитель не перегорел при эксплуатационных бросках тока и обеспечить бесперебойность электроснабжения.

Это требование выполняется, когда длительность и значение пикового тока лежат ниже характеристики двигателя.

Тогда ток плавкой вставки равен:

где - коэффициент, который учитывает условия пуска двигателя (равен 2, 5 при нормальных условиях пуска, а если тяжелый - 2¸ 1, 8.

Если несколько двигателей:

где - пиковый ток самого мощного двигателя;

- количество двигателей.

Тогда ток плавкой вставки равен:

Если предохранитель защищает другие электроприемники, то у них свои значения коэффициента .

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒