Выбор аппаратов защиты и РУ.

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ, вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.

Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок.

Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии.

Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые.

Тепловые срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые — как при перегрузках, так и при КЗ.

Наиболее современные автоматические выключатели «ВА» предназначены для замены устаревших А 37, АЕ, АВМ и «Электрон». Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы. Работают в сетях постоянного и переменного тока.

Предохранители с плавкими вставками являются наиболее простыми и дешевыми аппаратами защиты, требующими меньшей затраты материалов на изготовление. Основное назначение — защита от токов КЗ.

Плавкие предохранители наряду с простотой их устройства и малой стоимостью имеют ряд существенных недостатков:

- не могут защищать линию от перегрузки, так как допускают длительную перегрузку до момента плавления;

- не всегда обеспечивают избирательную защиту в сети вследствие разброса их характеристик;

- при КЗ в трехфазной линии возможно перегорание одного из трех предохранителей и линия остается в работе на двух фазах.

Тепловые реле (TP) обеспечивают защиту от токов перегрузки, встраиваются в магнитный пускатель. Чтобы обеспечить защиту линии от токов КЗ и перегрузки, TP применяются в сочетании с предохранителями или автоматическими выключателями с максимальным расцепителем (обычно ЭМР).

 

Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.

1) Линия 1 – ШНН, 1SF, линия без ЭД.

Токи (в амперах) в линии определяются по формуле:

где S_т — номинальная мощность трансформатора, кВА;

V_н.т — номинальное напряжение трансформатора, кВ.

Принимается V_н.т = 0,4 кВ.

;

.

где I_Н,А – номинальный ток автомата, А;

I_Н.Р – номинальный ток расцепителя, А;

По справочнику (Приложение 8) выбираем ВА-55-39-3:

Uн.а = 380 В;

Iн.а = 630 А;

Iн.р = 630 А;

I у(п) = 1,25 Iн.р;

I у(кз) = 2 Iн.р;

Iоткл = 25 кА.

2) Автоматы выбираются согласно условиям:

 

I_н.а≥ I_н.р I_н.р≥ I_дл – для линии без ЭД;

V_н.а ≥ V_с I_н.р ≥ 1,25∙ I_дл - для линии с одним ЭД;

I_н.р ≥ 1,1 ∙ I_м - для групповой линии с несколькими ЭД (6.1)

где I_н.а – номинальный ток автомата;

I_н.р - номинальный ток расцепителя, А;

I_дл - длительный ток в линии, А;

I_м - максимальный ток в линии, А;

V_н.а - номинальное напряжение автомата, В;

V_с – напряжение сети, В.

 

3) Рассчитаем токи в линиях, отходящих от РП:

Номинальный ток двигателей станков определяется по формуле:

, (6.2)

где Р_н – номинальная мощность двигателя, кВт;

cosφ и η – средний коэффициент мощности и КПД соответственно.

Принимаем cosφ = 0,7; η = 0,88.

Для электропечей и сварочных аппаратов принимают:

(6.3)

Для токарных автоматов:

; I_н.р = 1,25*I_н.д =1,25*52,17 = 65,2 А

Соответственно из Таблицы (Приложение 8) выбираем выключатель ВА-51-31 с I_н.р =80 А;

Для зубофрезерных станков:

; I_н.р = 1,25*I_н.д =1,25*65,21 = 81,51 А

Выключатель ВА-51-31 с I_н.р =100 А;

Расчеты для других РП производятся аналогично вышеприведенным.

Полученные данные и паспортные данные автоматов заносятся в ведомость монтируемого оборудования (Таблица)

 

4) При выборе выключателя для линии с группой электродвигателей (РП) необходимо выполнить следующее условие:

I_н.р ≥ 1,1I_м (6.1)

где I_м – максимальный ток в линии, берется из сводной ведомости электрических нагрузок.

Для РП-1 I_н.р = 1,1*I_м =1,1*64,6 = 71,06 А

Выбираем выключатель ВА-51-31 с I_н.р =80 А;

 

Для РП-2 I_н.р = 1,1*I_м =1,1*151,49 = 166,63 А

Выбираем выключатель ВА-51-35 с I_н.р =200 А;

5) При выборе предохранителей необходимо выполнить следующее условие:

I вс ≥ I дл – для линии без ЭД;

I вс ≥ I п/1,6 – для линии с ЭД и тяжелым пуском;

I вс ≥ I п/2,5 – для линии с ЭД и легким пуском;

I вс ≥ (I п + I дл)/2,5 – для линии к РУ (РП или шинопровод);

I вс ≥ 1,2 I св √ПВ – для линии к сварочному трансформатору,

где I вс – ток плавкой вставки, А;

I н.п ≥ I вс,

где I н.п – номинальный ток предохранителя, А.

Наиболее современными являются предохранители серии ПР и ПН.

5.1 Определяем длительный ток в линии с одним ЭД:

5.2 Тепловое реле выбираем согласно условию:

По справочнику (Приложение 9) выбирается 2хРТЛ-80, Iср = 40 А, диапазон (30…40) А.

5.3. Определяем пусковой ток согласно условию:

где I п – пусковой ток, А;

Кп – кратность пускового тока. Принимается Кп = 6,5 … 7,5 – для АД; Кп =2…3 – для СД и МПТ;

I н.д – номинальный ток двигателя, А.

5.4 Определяем данные и выбираемАЗ типа ПН2:

где I вс – ток плавкой вставки, А;

I п – пусковой ток, А;

α = 2,5 - для легкого пуска;

α = 1,6 - для тяжелого пуска;

5.5 Номинальный ток предохранителя выбираем из условия:

I_н.п ≥ I_вс

По справочнику (Приложение 10) выбирается 3 х ПН2-50:

I_вс = 50 А;

I_откл = 10 кА.