Проверка элементов силовой сети цеха по условиям КЗ

1. Аппараты защиты проверяются:

а)автоматические выключатели – по условиям стойкости при КЗ (по предельной коммутационной способности и электродинамической стойкости) и на требуемую чувствительность отсечки при КЗ. Условия проверки приведены в 2.5.4, А;

б) предохранители – на требуемую чувствительность при КЗ и по отключающей способности. Условия проверки приведены в 2.5.4, Б.

2. Кабели и изолированные провода проверяются на термическую стойкость. Хотя согласно [19] подобные проверки для сетей напряжением 0, 4 кВ не обязательны, практика эксплуатации показывает целесообразность их проведения [3]. Термическая стойкость обеспечивается, если выполняется условие

 

где S – выбранное стандартное сечение кабеля (провода), мм²;

S _тер.min– минимально допустимое сечение проводника, мм², по условию термической стойкости при КЗ.

Минимальное термически стойкое сечение определяется по формуле

 

 

где – расчётный ток трёхфазного КЗ, кА;

t _откл – время отключения КЗ (расчётная продолжительность КЗ), с;

Т _а.ср – усреднённое значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с; согласно [10] Т _а.ср = 0, 03 с;

C _т – коэффициент, зависящий от допустимой температуры нагрева кабеля (провода) при КЗ и материала жил. Значения коэффициента (функции) C _т, А ^. с^1/2/мм², приведены в [22, табл. 3.17]. Для кабелей и изолированных проводов с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и алюминиевыми жилами C _т = 75, с полиэтиленовой изоляцией и алюминиевыми жилами C _т = 65.

Время отключения КЗ при защите силовых сетей автоматическими выключателями складывается из времени срабатывания отсечки выключателя (t _с.о), с, и времени гашения дуги (t _д), с

t _откл = t _с.о + t _д.

Время срабатывания отсечки АВ с комбинированными расцепителями определяется собственным временем отключения выключателя. У неселективных АВ типов А3700, АЕ2000, ВА51, ВА52, ВА53 его можно принять 0, 04 с. Время срабатывания отсечки селективных АВ в линиях к цеховым РУ (ШРА, СРП и др.) определяется их минимальной уставкой в зоне КЗ. У АВ серии «Электрон» она равна 0, 25 с, у АВ типов А3700С и ВА55 – 0, 1 с. Время срабатывания отсечки секционных и вводных АВ цеховых ТП определяется с учётом условий селективности, которые приведены в 2.5.4, Б.

Времени гашения дуги согласно [10]у АВ серии «Электрон» принимают равным 0, 06 с, у АВ типов А3700, АЕ2000, ВА51, ВА52, ВА53, ВА55 его можно принять 0, 01 с.

На основании ряда проведённых исследований установлено, что кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ можно не проверять на термическую стойкость при КЗ, если алюминиевые жилы имеют сечение 25 мм² и более, а медные – 16 мм² и более [10].

3. Комплектные шинопроводы проверяются только на электродинамическую стойкость при КЗ. Условия проверки приведены в 2.5.5, Б.

4. Силовые РП проверяются только на электродинамическую стойкость при КЗ. Условия проверки приведены в 2.5.4, В.

Пример. Проверить по условиям КЗ элементы линии силовой сети, изображённые на расчётной схеме (рис. 2.10, а). Результаты выбора АВ, ШРА и кабелей приведены в примерах (2.5.4, А и 2.5.5, А), результаты расчётов токов КЗ – в табл. 2.18.

Р е ш е н и е

1. Проверяем по условиям КЗ автоматические выключатели:

а) по чувствительности отсечки (надёжности срабатывания) при КЗ:

 

1QF:

QF1:

QF:

Чувствительность защиты от токов КЗ обеспечена;

б) по предельной коммутационной (отключающей) способности:

1QF: 55 кА > 8, 1 кА,

где ПКС _1QF = 55 кА [10, табл. 6.35] для ВА55-41;

QF1: 32, 5 кА > 6, 5 кА,

где ПКС _QF1 = 32, 5 кА [10, табл. 6.35] для ВА55-37;

QF: 6 кА > 4 кА,

где ПКС _QF = 6 кА [10, табл. 6.37] для ВА51-31.

Предельная коммутационная способность АВ обеспечена;

в) по электродинамической стойкости ударным токам трёхфазного КЗ:

1QF: 55 кА > 12 кА;

QF1: 32, 5 кА > 9, 2 кА;

QF: 6 кА > 5, 6 кА.

Электродинамическая стойкость АВ при КЗ обеспечена.

2. Кабельные линии W1 и W2 в качестве примера проверим на термическую стойкость при КЗ (выбранные кабели этих линий марки АВВГ и сечения больше 25 мм², поэтому на термическую стойкость их можно было не проверять [10]):

а) кабельная линия W1 (два кабеля АВВГ–3х70 + 1х35).

Минимальное термически стойкое сечение кабельной линии W1, мм²

 

 

где t _откл= 0, 1 с (минимальная уставка времени срабатывания в зоне КЗ АВ типа ВА55-37).

Условие проверки на термическую стойкость кабельной линии W1

140 мм² > 31, 2 мм²;

б) кабельная линия W2 (кабель АВВГ–3х35 + 1х16).

Минимальное термически стойкое сечение кабельной линии W2, мм²

 

 

где t _откл= 0, 04 с время срабатывания отсечки АВ типа ВА51-31.

Условие проверки на термическую стойкость кабельной линии W2

35 мм² > 14, 9 мм².

Выбранные сечения кабельных линий W1 и W2 удовлетворяют условию термической стойкости при КЗ.

3. Комплектный шинопровод ШРА-250-32У3 проверяем на электродинамическую стойкость при КЗ по условию

15 кА > 9, 2 кА,

где i _дин= 15 кА [10, табл. 6.8].

Шинопровод динамически устойчив при протекании тока трёхфазного КЗ.