Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Выбор и проверка аппаратов защиты и силовых РП




А. Выбор автоматических выключателей

В настоящее время в низковольтных комплектных распределительных устройствах (НКУ) цеховых электрических сетей используются автоматические выключатели (АВ) различных типов: ВА, АЕ20, А37, «Электрон» и др. Наиболее современными являются АВ типа ВА (ВА51, ВА52, ВА53, ВА55, ВА57, ВА75, ВА88 и др.). Они имеют уменьшенные габариты, совершенные узлы и элементы, выпускаются на номинальные токи от 25 до 6300 А и предназначены для замены устаревших выключателей типов АВМ, А37, АЕ20, «Электрон». Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.

1. По номинальному напряжению

 

,

 

где – номинальное напряжение АВ, В;

– номинальное линейное напряжение сети, В;

2. По номинальному току АВ

 

,

 

где – номинальный ток АВ, А;

– расчётный длительный ток линии, А.

3. По номинальному току максимального расцепителя АВ

 

,

 

где – номинальный ток максимального расцепителя АВ (теплового, электромагнитного или полупроводникового), А.

Номинальный ток АВ должен быть не менее выбранного номинального тока расцепителя, т.е. .

4. По кратности уставки тока срабатывания теплового или полупроводникового расцепителя в зоне токов перегрузки (только для АВ с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой, у которых непосредственно регулируется уставка по току срабатывания расцепителя в зоне перегрузки. Таким АВ является например “Электрон” с полупроводниковым реле серии РТМ)

,

 

где – кратность тока срабатывания максимального расцепителя (теплового или полупроводникового) при перегрузке к номинальному току расцепителя или иначе – кратность уставки тока срабатывания максимального расцепителя в зоне перегрузки .

– ток срабатывания теплового или полупроводникового расцепителя в зоне токов перегрузки, А. Он определяется по следующим условиям [13]:

– для линии с одним ЭП;

– для линии к группе ЭП.

Для АВ серий ВА51, ВА52, ВА53, ВА55, ВА57 и др. в каталогах и справочниках приведена кратность тока срабатывания расцепителя в зоне токов перегрузки , равная: 1.2 или 1,35 для ВА51-25; 1,25 или 1,35 для ВА51-31; 1,25 для ВА51-33; 1,25 для ВА53, ВА55; 1,3 для ВА57-33 и т. д. Для таких АВ достаточно выбрать номинальный ток расцепителя, а ток срабатывания расцепителя в зоне токов перегрузки определяется однозначно как произведение

 

.

 

Согласно [10] для электродвигателей защиту от перегрузки считают эффективной, если выполняется условие

 

.

 

Для защиты от перегрузки трансформаторов уставки тока срабатывания выбирают исходя из перегрузочной способности трансформаторов

.

Для защиты от перегрузки КУ уставку тока срабатывания выбирают исходя из условия

.

 

5. По кратности уставки тока отсечки к номинальному току расцепителя в зоне токов КЗ

,

 

где – кратность тока срабатывания отсечки к номинальному току расцепителя или иначе – кратность уставки тока срабатывания электромагнитного или полупроводникового расцепителя в зоне коротких замыканий Ку(кз); выбирается по прилож. 9 или таблицам [1], [2], [3], [10], [31], [32].

– ток срабатывания отсечки (ток срабатывания электромагнитного или полупроводникового расцепителя при КЗ), А.

В каталогах на АВ и справочниках величина уставки по току срабатывания электромагнитного или полупроводникового расцепителя в зоне КЗ, как правило, даётся в относительных значениях (в кратностях к номинальному току максимального расцепителя) и только для АВ с одними электромагнитными расцепителями она даётся в абсолютных (калибруемых) значениях.

Ток срабатывания отсечки определяется по следующему условию

 

,

 

где Кн – коэффициент надёжности отстройки отсечки от пиковых токов ЭП;

Iпик – пиковый ток ЭП, А.

Коэффициент надёжности Кн для расчёта тока срабатывания отсечки АВ, установленных в цепях электродвигателей, принимается для выбранного типа АВ по табл. 6.29 [10]. Например, для АВ серии ВА с полупроводниковыми расцепителями Кн = 1,6; для АВ серии ВА с тепловым и электромагнитным расцепителями Кн = 2,1. В остальных случаях принимается равным 1,25 для АВ с регулируемым комбинированным расцепителем и 1,5 – для АВ с нерегулируемым комбинированным расцепителем [13].

Пиковый (максимальный кратковременный) ток зависит от вида ЭП. Для ЭП, не создающих пусковые токи

Iпик = Iр.

Для одного электродвигателя

Iпик = ,

где – пусковой ток электродвигателя, А;

– кратность пускового тока электродвигателя (при отсутствии технических данных можно принять = 6 – для синхронных и асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, = 2,5 – для асинхронных электродвигателей с фазным ротором);

Iном.дв – номинальный ток электродвигателя, А.

Пиковый ток, А, группы электродвигателей (например, присоединённых к СРП) при их числе от двух до пяти

 

,

 

где – кратность пускового тока самого мощного в этой группе электродвигателя;

Iном.max – номинальный (приведённый к ПВ = 100%) ток самого мощного электродвигателя, А;

– суммарный номинальный ток, А, электродвигателей этой группы.

Пиковый ток, А, группы электродвигателей при их числе более пяти

 

,

 

где Iр – расчётный ток этой группы электродвигателей, А.

Пиковый ток, А, на ШНН цеховой ТП определяется по формуле

 

 

или (при отсутствии данных) приближённо через коэффициент, учитывающий пуск или самозапуск электродвигателей, по выражению

 

,

 

где Ксз принимают в пределах 1,2–2,4 в зависимости от соотношения видов ЭП на ШНН цеховой ТП.

Пиковый ток, А, трансформаторов сварочных агрегатов, преобразователей электрической энергии, печей и т.п.

 

,

 

где Кнам – коэффициент, учитывающий бросок тока намагничивания трансформатора (в зависимости от типа и мощности силовых трансформаторов Кнам = 3–5);

Iном.т – номинальный ток трансформатора.

Для сварочного трансформатора, кроме указанного выше условия, необходимо учитывать его режим работы и принимать пиковый ток равным паспортному, если его длительность достаточна для срабатывания отсечки

 

,

 

где – номинальный ток повторно-кратковременного режима работы трансформатора (паспортный ток).

6. По времени срабатывания отсечки tс.о. Выбор АВ начинают с защиты ЭП. Время срабатывания отсечки этих выключателей должно быть наименьшим. Как правило, это АВ с комбинированным расцепителем – неселективные. Время срабатывания отсечки таких АВ определяется собственным временем отключения выключателя, выбираемым по каталогам и справочникам: у неселективных АВ типов А3700, АЕ20, ВА51 tс.о ≤ 0,02 с, у токоограничивающих АВ типов А3700Б, ВА52, ВА53, ВА54 tс.о ≤ 0,01 с.

В РУ 0,4 кВ цеховых ТПвводные, секционные и линейные АВ наоборот выбирают селективными. Линейные АВ могут быть и неселективными, если они защищают питающие линии к одиночным крупным ЭП. Время срабатывания отсечки АВ, защищающих питающие линии к группам ЭП (линии к ШРА и СРП), секционных и вводных выключателей определяется по условию

,

 

где tс.о.п – наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей от ЭП защиты;

Δt – ступень селективности, принимаемая для АВ типов А3700С, ВА55, ВА75 равной 0,1–0,15 с, для АВ серии «Электрон» – 0,2–0,25 с.

Для соблюдения условия селективности (избирательности действия защит) время срабатывания отсечки должно возрастать последовательно по цепи: АВ ЭП, линейный, секционный, вводной.

Выбранные АВ проверяются по следующим условиям.

1. По предельной коммутационной способности выключателя

 

ПКС ≥ ,

 

где ПКС – предельная коммутационная способность АВ – максимальное значение тока КЗ, которое АВ способен включить и отключить несколько раз, оставаясь в исправном состоянии, кА.

– ток трёхфазного КЗ, кА; берётся наибольшим возможным в данной электрической цепи.

2. По электродинамической стойкости токам трёхфазного КЗ

 

ПКС ≥ ,

 

где – ударный ток трёхфазного КЗ, кА.

3. По чувствительности отсечки при КЗ

 

,

 

где Кч – коэффициент чувствительности отсечки;

Iк.min – минимальный ток КЗ в конце защищаемой зоны;

Кр – коэффициент разброса срабатывания отсечки по току.

При отсутствии данных о коэффициенте разброса произведение 1,1Кр ре- комендуется принимать равным не менее 1,4–1,5.

Подробные технические данные АВ приведены в справочниках [1], [2], [3] или каталогах. При выполнении курсового проекта выбор АВ рекомендуется выполнять по прилож. 9 или по табл. [10], [31], [32]. Результаты выбора сводятся в табл. 2.7. Типы выбранных автоматов, их номинальные токи и токи расцепителей указываются на принципиальной схеме распределительной сети и на схеме электроснабжения.

Примечания. 1. На участке «Трансформатор – ШНН» цеховой ТП или «Трансформатор – ШМА», а так же для секционирования ШНН цеховой ТП и присоединения к ШНН отходящих линий (кроме линий к отдельным мощным ЭП), с целью обеспечения избирательности работы защиты сети, рекомендуется выбиратьселективные автоматические выключатели серии ВА55. 2. Общие сведения об АВ, методика и примеры выбора приведены в [3], [10], [31]. 3. В курсовом проекте выбор АВ выполняется по условиям 1, 2, 3, 5, 6.

 

Б. Выбор предохранителей напряжением до 1 кВ

 

Наиболее широкое распространение в НКУ цеховых электрических сетей получили предохранители типа ПР2, ПН2, НПН2. Они применяются для защиты электрических сетей в основном от токов коротких замыканий. Предохранители выбираются по следующим условиям.

1. По номинальному напряжению

 

,

 

где – номинальное напряжение предохранителя, В;

– номинальное напряжение сети, В.

2. По номинальному току предохранителя

 

,

 

где – номинальный ток предохранителя, А;

– номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А.

3. По номинальному току плавкой вставки исходя из двух условий:

– для линии к одиночному ЭП по условию нагрева;

– для линии к одиночному ЭП по условию отстройки от пускового тока (например, для линии с одним электродвигателем);

– для линии к группе ЭП по условию нагрева;

– для линии к группе ЭП по условию отстройки от пикового тока (например, для групповой линии с несколькими электродвигателями),

где – расчётный длительный ток линии, А;

Iном.эп – номинальный ток ЭП, А;

Iпуск – пусковой ток электродвигателя, А (смотри выбор АВ);

Iпик – пиковый ток группы электродвигателей, А (смотри выбор АВ);

– коэффициент, учитывающий условия и длительность пуска (коэффициент пуска); принимается равным:

= 2,5 – при защите линии, идущей к одиночному электродвигателю с редкими пусками и длительностью пускового периода не более 2,5 с (с лёгкими условиями пуска);

= 1,6–2 – при защите линии, идущей к одиночному электродвигателю с частыми пусками или длительностью пускового периода более 2,5 с (с тяжёлыми условиями пуска);

= 2,5 – при защите групповой линии с несколькими электродвигателями или смешанной нагрузкой;

– для одиночного сварочного трансформатора,

где Iном.ПКР – номинальный ток сварочного трансформатора при ПКР (паспортный ток), А;

ПВ – паспортная продолжительность включения, отн. ед.;

– при защите трансформатора (учитывается бросок намагничивающего тока),

где Iном.т – номинальный ток трансформатора, А;

– для одиночной электропечи,

где Iном.печ – номинальный ток электропечи, А;

– для линии к группе ЭП без пусковых токов,

где – сумма номинальных токов ЭП группы, А;

– для линии к конденсаторной установке (КУ),

где Iр.КУ – расчётный ток в линии к конденсаторной установке, А.

Выбранные предохранители проверяются по следующим условиям.

1. По чувствительности защиты при КЗ:

в электрических сетях общего назначения

 

;

 

для взрывоопасных помещений

 

.

 

 

2. По отключающей способности

 

> ,

 

где Iп.откл – предельный ток, отключаемый предохранителем, кА;

– максимальный ток трёхфазного КЗ в месте установки предохранителя, кА.

Выбор предохранителей выполняется по табл. 3.5 [13] или 6.27 [10], результаты выбора сводятся в табл. 2.7. Типы выбранных предохранителей, их номинальные токи и токи плавких вставок указываются на принципиальной схеме распределительной сети и на схеме электроснабжения.

Примечание. В панелях распределительных щитов серии ЩО70 устанавливаются предохранители только типа ПН2, в распределительных шкафах серий ШРС1, ШР11 – предохранители типа ПН2 и (или) НПН2, в силовых ящиках – предохранители любого типа: ПН2, НПН2 или ПР2.

 

В. Выбор силовых распределительных пунктов (шкафов)

Для приёма и распределения электроэнергии по группам ЭП, защиты отходящих линий и ЭП при перегрузках и коротких замыканиях в цехах промышленных предприятий применяют СРП разных конструкций и схем. СРП изготовляются в виде шкафов или устройств, собираемых из отдельных стандартных элементов [36]. Шкафы представляют собой металлический корпус с дверью, внутри которого установлены сборные шины, аппараты и приборы. Шкафы выпускаются в навесном, утопленном и напольном исполнении, с аппаратом на вводе (рубильником, автоматическим выключателем) и без него. Многообразие различных типов СРП затрудняет их выбор, многие из них устарели и сняты с производства. В курсовом проекте рекомендуются к применению указанные ниже наиболее современные СРП,

Для цехов с нормальными условиями окружающей среды применяют шкафы серий ШРС1-20У3 и ШР11…22У3 защищенного исполнения, а для пыльных и влажных – шкафы серий ШРС1-50У3 и ШР11…54У2 закрытого исполнения. Шкафы рассчитаны на номинальные токи до 400 А и номинальное напряжение 380 В. Шкафы имеют на вводе рубильник (некоторые из них – рубильник с тремя предохранителями или два рубильника), на отходящих линиях – плавкие предохранители серий ПН2 и (или) НПН2 на номинальные токи 60, 100, 250 А. Основные технические характеристики шкафов серий ШРС1 и ШР11 приведены в табл. 7.3.7 [17].

Наряду с указанными шкафами применяют СРП серий ПР8501, ПР8503, ПР8505 с автоматическими выключателями. СРП серии ПР8501 комплектуются вводными автоматическими выключателями серии ВА51, ВА55, ВА56 или ВА57 с электромагнитными и тепловыми или полупроводниковыми расцепителями. На отходящих линиях устанавливаются автоматические выключатели:

однополюсные на токи от 10 до 63А: АЕ2046, ВА21-29, ВА51-31;

трёхполюсные на токи от 10 до 100А: ВА51-31, ВА51-35, ВА57-35;

трёхполюсные на токи от 160 до 250А: ВА51-35, ВА57-35, АЕ20.

СРП серии ПР8501 рассчитаны на номинальные токи 160, 250, 400, 630 А и номинальное напряжение 660 В, их основные технические характеристики приведены в табл. 7.3.6 [17] и табл. А.7 [31].

СРП серии ПР8503 комплектуются вводными автоматическими выключателями серии ВА57-35, ВА57-39 или ВА52-39. На отходящих линиях устанавливаются автоматические выключатели:

однополюсные на токи от 10 до 63А типа АЕ2040-10Б;

трёхполюсные на токи от 16 до 100А типа ВА57-31;

трёхполюсные на токи от 160 до 250А типа ВА57-35,

СРП серии ПР8503 рассчитаны на номинальный ток до 500 А и номинальное напряжение 660 В, их основные технические характеристики приведены в табл. 7.3.1, 7.3.2, 7.3.4 [17].

Степень защиты СРП серий ПР8501 и ПР8503 от воздействия окружающей среды – IР21 (защищенное исполнение) и IР54 (закрытое исполнение).

СРП выбирают по их комплектации аппаратами защиты (предохранителями или АВ) и степени защиты в зависимости от характера среды в цехе; с учётом количества, числа фаз и расчётных токов ЭП, подключаемых к силовому пункту, и их общей расчётной нагрузки. Номинальный ток вводного аппарата СРП Iном.СРП должен быть не меньше расчётного тока Iр группы ЭП, подключаемых к СРП

.

 

Число присоединений к СРП и их токи не должны превышать числа отходящих от СРП линий и их допустимые токи

 

; .

 

Выбранные СРП проверяются на электродинамическую стойкость по условию

iдинiу,

 

где iдин – ток электродинамической стойкости выбранного типа СРП, кА; берётся из учебной или справочной литературы;

iу – расчётный ударный ток трёхфазного КЗ на шинах СРП, кА.

Технические данные СРП приведены в [10], [17], [31], [32], [36].

Результаты выбора СРП сводятся в табл. 2.7. Типы выбранных СРП указываются на принципиальной схеме распределительной сети и на схеме электроснабжения.

Примеры выбора СРП приведены в [30].

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1665. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.057 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7