Выбор коммутационной аппаратуры напряжением до 1000 В.

В сетях и установках напряжением до 1000 В возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением силы тока. Аварийные режимы могут привести к повреждению изоляции и контактов электрических сетей, оборудования, созданию опасности для персонала. Поэтому электрические сети должны быть защищены от токов короткого замыкания и перегрузок.

Согласно ПУЭ, электрические сети могут иметь защиту от токов короткого замыкания и перегрузок или только от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок должна осуществляться в сетях:

- внутри помещений при прокладке открыто незащищенными изолированными проводами и с горючей оболочкой, а также при прокладке защищенными проводниками в трубах, в несгораемых строительных конструкциях и т. п.;

- осветительных общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий;

- силовых – в промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводов и кабелей;

- всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от технологического процесса.

Все остальные сети не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от токов короткого замыкания.

Основные аппараты защиты сетей напряжением до 1000 В – предохранители и автоматические выключатели. От защиты требуется кратчайшее время отключения и селективность (избирательность). Номинальные токи плавких вставок и токи срабатывания расцепителей автоматов должны быть минимально возможными, но не отключать цепь при запуске электродвигателей и при кратковременных перегрузках.

Защитные аппараты устанавливаются в начале каждой ветви сети, т. е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции, силовых пунктах, на каждом ответвлении от линий, на трансформаторных вводах.

 

Коммутационные аппараты, применяемые в системах электроснабжения предприятий, по отключающей способности можно разделить на следующие классы:

1) аппараты, способные отключить токи к. з. (выключатели ВН, автоматические выключатели НН, плавкие предохранители ВН и НН);

2) аппараты, способные отключить токи нормальных нагрузок и перегрузок (выключатели нагрузки ВН, рубильники нагрузки НН, контакторы и т. п.);

3) аппараты для коммутации обесточенных (или практически обесточенных) цепей (разъединители и отделители ВН, рубильники и т, п.);

4) аппараты для включения на токи к. з. и отключения в бестоковом состоянии (короткозамыкатели).

Выбор аппаратов производится по следующим параметрам и условиям:
1) параметрам рабочего режима (по току, напряжению, роду тока и частоте сети, по частоте включений);

2) расчетным климатическим условиям и по характеру окружающей среды;

3) требуемой защищенности от попадания внутрь аппарата посторонних предметов, пыли и воды (по требуемой стандартной степени защиты);

4) предусмотренным в данной установке мерам электро- и пожаробезопасности и по требуемой степени взрывозащищенности;

5) условиям установки и присоединения, по сочетанию с другими аппаратами и по допускаемым габаритам;

6) с учетом применяемых систем защиты (защиты при помощи встроенных расцепителей, защиты с плавкими предохранителями, релейной защиты);
7) требуемому быстродействию;

8) требуемому способу управления (местного, дистанционного или телеуправления);
9) первоначальным и эксплуатационным затратам;

10) требуемым надежности и сроку службы;

11) воздействию на окружающую среду;

12) соображениям промышленной эстетики;

13) включающей и отключающей способности (с учетом при необходимости автоматического повторного включения);

14) термической и динамической стойкости к токам к. з.

Так, например, выбор основной коммутационной аппаратуры промышленных сетей ВН и НН производится в первую очередь на основании схемных решений, рассмотренных в предыдущих параграфах, по токовым нагрузкам в рабочих и аварийных режимах и по требуемой коммутационной способности. На выбор коммутационной аппаратуры НН большое влияние могут оказать требования избирательности защиты многоступенчатых сетей, а на выбор выключателей ВН — требования надежности и простоты эксплуатации в условиях промышленного предприятия. Этим требованиям в настоящее время лучше всего соответствуют малообъемные масляные выключатели для закрытых установок и такие же или баковые масляные выключатели для открытых установок.

Довольно часто, а именно при узкой номенклатуре аппаратов по какому-нибудь конкретному показателю, решающим может оказаться только один из вышеперечисленных факторов. Так, например, во взрывоопасных зонах промышленных помещений и установок выбор аппаратов часто однозначно определяется классом взрыво-опасности этой зоны и показателями взрывоопасной среды. Точно так же иногда исключительно малые располагаемые для электроустановки площадь и кубатура могут требовать применения малогабаритной аппаратуры совершенно определенного типа. Поэтому выбор аппаратов всегда начинается с установления наиболее определяющих факторов.

Часто электрические аппараты и другие элементы РУ выбираются не отдельно, а комплектами, в виде комплектных панелей, шкафов и ячеек или полностью комплектных РУ. Большое внимание уделяют также унификации аппаратов и комплектных устройств по цеху или предприятию в целом, что позволяет более рационально и с меньшей затратой средств организовать эксплуатацию системы электроснабжения и ее отдельных участков. Рациональное ведение эксплуатации в свою очередь повышает надежность работы системы электроснабжения.

Дальше будет сильно грузить мозг

Выбор предохранителей

Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания.

1. Для защиты присоединений с равномерной нагрузкой:

I_{ПЛ.ВСТАВКИ} ³ I_Р

2. Для защиты ответвлений к двигателям:

I_{ПЛ.ВСТАВКИ} ³ I_ПУСК/a,

где I_ПУСК - пусковой ток наибольшего из двигателей, подключенного к данной цепи плюс расчетный ток цепи;

a - коэффициент увеличения тока при пуске двигателей.

a = 2, 5 при легких пусках (до 8 с), без нагрузки (электродвигатели металлообраба-тывающих станков, вентиляторов, насосов и т. д.).

a = 1, 6-2 при тяжелых (свыше 8 с) и редких пусках (электродвигатели кранов, центрифуг, дробилок).

3. Для магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку:

I_{ПЛ.ВСТАВКИ} ³ I_КР/a = I_КР/2, 5,

где I_КР – кратковременный ток

I_КР = I^¢ _ПУСК + I^¢ _Р,

где I^¢ _Р – расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя или группы электродвигателей, определяемый без учета рабочего тока пускаемых электродвигателей;

I^¢ _ПУСК – пусковой ток одного двигателя(обычно наибольшей мощности) или группы одновременно включаемых двигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшео значения.

I_КР = (I _Р - К_И I_ном) +I_ПУСК,

где I _Р – расчетный ток всей линии, А;

I_ном, I_ПУСК – номинальный и пусковой ток наибольшего двигателя;

К_И – коэффициент использования наибольшего двигателя.

4. Номинальный ток плавкой вставки, защищающей ответвление к сварочному аппарату, можно принимать равным:

I_ВС ³ 1, 2 I_СВ ,

где I_СВ – номинальный ток сварочного аппарата при номинальной продолжительности включения.

Кроме того, номинальный ток плавкой вставки для защиты ответвления к сварочному аппарату можно выбирать равным допустимому току провода, которым выполнено это ответвление.

5. Выбор плавких вставок последовательных участков сети производится с учетом выполнения селективности защиты.

Для защиты электроустановок напряжением до 1000 В к наиболее часто применяемым предохранителям относятся: ПР-2 – предохранитель разборный; НПН – насыпной предохранитель неразборный; ПН-2 – предохранитель насыпной разборный.

Пример. Выбрать предохранитель для защиты линии в сети 380 В к АД 80 кВт сномиеальным током 143 А (кратность пускового тока равна пяти, условия пуска легкие) и проверить соответствие проводов АПРТО-3х70, проложенных в стальных трубах, выбранной плавкой вставке для случаев: а) проводка не требует защиты от перегрузки; б) линия к двигателю проложена во взрывоопасном помещении класса В-1б.

Определяем ток плавкой вставки из услолвия: I_{ПЛ.ВСТАВКИ} ³ I_ПУСК/a,

I_{ПЛ.ВСТАВКИ} ³ I_ПУСК/2, 5 = (5^.143)/2, 5 = 286 А

По таблице справочника выбираем предохранитель ПН-2 с номинальным током патрона 400 А и плавкой вставкой на 300 А.

Проверяем соответствие проводов выбранным предохранителям по условию: I_доп Кз ^. Iз. Длительный допустимый ток I_ДОП = 145 А. Кратность тока защитного аппарата К_З определяем по таблице.

а) Защита от перегрузки не требуется, К_З = 0, 33; тогда Кз ^. I_ПВ = 0, 33^. 300 = 100 А< 145 А, следовательно сечение провода, выбранное по условию нагрева длительным током, соответствует выбранному предохранителю.

б) Защита от перегрузке необходима, К_З = 1, 25; тогда Кз ^. I_ПВ = 1, 25^. 300 = 375 А > 145 А, следовательно провода, выбранного сечения не могут быть защищены выбранным предохранителем, в связи с чем надо увеличить их сечение.

Выбор алюминиевых проводов или кабелей с допустимым током более 375 А затруднен. Поэтому выбираем кабель с бумажной пропитанной изоляцией марки СБГ сечением 150 мм², для которого К_З = 1, 0. При прокладке на воздухе I_ДОП = 300 А; тогда

Кз ^. I_ПВ = 1, 0^. 300 = 300 А,

Т. е. предохранитель защищает двигатель и питающий кабель.

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей осуществляется по следующим условиям: I_{ном автомата} ³ I_р

1. При равномерной нагрузке:

I_{ср.тепл.расц.} ³ I_р

I_{ср.эл.магн.расц.} ³ I_р,

где I_{ср.эл.магн.расц.} – ток срабатывания электромагнитного расцепителя;

I_{ср.тепл.расц.} – ток срабатывания теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель служит для защиты от коротких замыканий, а тепловой – от перегрузки.

 

2. Для защиты ответвлений к двигателям:

I_{ср.тепл.расц.} ³ I_ном.дв.

I_{ср.эл.магн.расц.} ³ 1, 25 I_пуск

3. Для смешанной нагрузке:

I_{ср.тепл.расц.} ³ I_р

I_{ср.эл.магн.расц.} ³ 1, 25I_кр

 

В проекте привести подробный расчет по выбору предохранителя и автоматического выключателя. Расчет сводится в таблице 4.

В этом же разделе выполнить выбор распределительных шкафов с автоматическими выключателями и предохранителями.

 

Рекомендуется применить шкафы с автоматическими выключателями типа ПР8501 и шкафы с предохранителями типа ШР11.

Для комплектации распределительных устройств 0, 4 кВ цеховых подстанций, для подключения групп электроприемников применяют различные распределительные пункты, силовые распределительные шкафы, которые снабжаются на вводе – рубильником, а на выводе автоматическими выключателями или предохранителями.

Шкафы устанавливают на подставках на полу, на стенах и колонах, а также в нишах. Устанавливать РУ в сырых, особо сырых, с химически активной средой и пожароопасных помещениях не рекомендуется. В этих случаях необходимо предусматривать специальные помещения – щитовые.

В качестве силовых распределительных пунктов применяются шкафы серии ПР 8501, предназначенные для распределения электро­энергии напряжением до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц и обеспечивающие защиту линий при перегрузках и коротких замыканиях. Шкафы этой серии имеют 157 схем и ком­плектуются автоматическими выключателями однополюсными и линейными трехполюсными выключателями ВА 51 - 31 и ВА 51 - 35 с номинальным током расцепителя от 6, 3 до 100 А и от 100 до 250 А соответственно. Степень защиты I Р21; I Р54. На вводе могут быть установлены автоматические выключатели с номинальными токами 160; 250; 400; 630 А.

1) Линейное исполнение (с автоматическим выключателем на вводе)

 

линейные выключатели

2) С зажимами на вводе

 

 

 

Шкафы комплектуются только однополюсными или только трехполюсными выключателями или их комбинацией. Количество линейных выключателей от 2 до 30.

Габариты шкафа (мм) 400 высота 1600 - 2200

Шкафы распределительные серии ШР – 11 имеют следующие габариты: 1500х1100х350. Эти шкафы комплектуются на вводе – рубильником с номинальным током 400 А; на выводе - предохранителями серии ПН 2, НПН с номинальными токами от 60 до 250 А.

ШРС – на номинальные токи 250 – 400 А, на вводе рубильник с предохранителем. На линиях предохранители ПН-2, НПН. Габариты 1510х610х350.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: