Защита электрических сетей 0,4 кВ

– коэффициент разброса принимается  по каталогу и его максимальное значение равно 1,3. При отсутствии данных о разбросе произведение 1,1∙ рекомендуется принимать равным не менее 1,4÷1,5 [7].

    Аналогичным образом проверяют чувствительность отсечки к двухфазному току КЗ в конце линии

.,                              (4.17)

где  - минимальное значение токов двухфазного и трёхфазного КЗ в расчётной точке.

     - рекомендуемое значение коэффициента чувствительности.

    Смысл проверки заключается в сравнении  расчётных и нормируемых коэффициентов чувствительности. Если проверенная таким образом чувствительность отсечки к однофазному току КЗ не будет обеспечена, то в этом случае можно использовать защиту от перегрузки для защиты от однофазных КЗ с проверкой времени её срабатывания по временной характеристике выключателя. Если время срабатывания защиты от перегрузок будет больше 5с [2], то следует в качестве основной защиты, гарантирующей эффективность защитного отключения, применить УЗО, реагирующее на дифференциальный ток. Методика его выбора представлена в [10].

    4.6. Проверка кабеля на термическую стойкость основана на расчёте теплового импульса – количества тепла, которое выделяется в активном сопротивлении кабеля при протекании через него тока короткого замыкания (от начала КЗ. до полного гашения дуги). Минимально допустимое сечение кабеля по термической стойкости S_min определяется по выражению

 ,                        (4.18)

где  – максимальный расчётный ток КЗ в начале линии, кА;

  – собственное время отключения защитного аппарата (принимается по каталогу);

 – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с. определяется по формуле [8, 11]

,                                                 (4.19)

где  и   – соответственно индуктивное и активное сопротивление результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки короткого замыкания, Ом;

 – синхронная  угловая частота напряжения сети, с^-1;

К – постоянная времени, зависящая  от изоляции и материала жил кабеля, , принимается по [3.11].

    Для селективных автоматов

                                             (4.20)

где – выдержка времени срабатывания селективного автомата, с.;

      – время гашения дуги, с. (принимается по каталогу).

    4.7. Выбор автоматических выключателей модульного исполнения производится аналогично. Следует только помнить что, уставки отсечки и их разброс определяются типами стандартной характеристики мгновенного расцепления. Более подробно смотри ГОСТ Р (МЭК 364-5-53) «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Гл.53. Коммутационные аппараты и аппаратура управления.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    5. Пример выбора автоматических выключателей

    электроустановок  зданий.

    5.1. Исходными данными для расчета: 

    схема электрической цепи;

результаты  выбора сечения проводов и кабелей, сведенные в таблицу; значения расчетных токов и токов КЗ определенные ранее. 

 
 
 
 

Рис. 1. Схема  электрооборудования части электроустановки 

 

    Таблица 1. Результаты расчета рабочих, пиковых токов и выбора проводов и кабелей.

 

    Таблица 2. Результаты расчета токов КЗ

    Выбор аппаратов защиты выполняем “снизу”, начиная от аппаратов наиболее удаленных от источника питания.

    Электроприемники  присоединены к главному распределительному щиту ГРЩ с помощью распределительных щитов ШР1 и ШР2, в их состав входят автоматические выключатели общего применения.

5.2. В качестве ГРЩ принят шкаф серии ШРЭ-3. На его вводе установлен автоматический выключатель типа ВА-57-35, оснащенный УЗО приставкой типа УЗО-5 или NS250 с номинальным отключающим дифференциальным током и имеющий временную характеристику типа “S” [6].

    Автоматический  выключатель на вводе играет роль коммутационного аппарата, а УЗО приставка, воздействующая на его независимый расцепитель, предназначена для предотвращения пожара при возникновении токов утечки на землю или корпус электрооборудования.

    Для защиты отходящих линий к шкафам ШР1 и ШР2 шкаф ШРЭ-3 укомплектован автоматическими выключателями типа ВА-57-31[6].

    В качестве ШР1 принят шкаф серии ПР11М1. В качестве коммутационного аппарата на его вводе принят автоматический выключатель типа ВА57-35. Для защиты отходящих линий от перегрузок и токов КЗ, а также нечастых включений и отключений шкаф ПР11М1 укомплектован автоматическими выключателями типа ВА51Г-25[6].

    В качестве ШР2 принят силовой шкаф серии СПА-77-1, предназначенный для распределения электрической энергии. На вводе шкафа СПА-77-1 установлен рубильник с номинальным током 250А. Отходящие линии защищаются автоматическими выключателями типа АЕ2046М [6].

    Все автоматические выключатели, входящие в комплект шкафов являются неселективными автоматами общего применения.

    5.3. К шкафу ШР1 подключена группа асинхронных двигателей.

    5.3.1. Выбор уставки расцепителей автоматического выключателя QF7 типа ВА51Г-25-34 защищающего линию к двигателю М1.

    Определение  номинального тока теплового расцепителя автомата.

    

    По  стандартной шкале уставок принято

    Определение тока срабатывания отсечки этого автомата

    

 

    Проверка  условия отстройки отсечки от пиковых токов

    

    Так как ток срабатывания отсечки больше полученного значения 98,7А, то при пуске двигателя отсечка не будет срабатывать, т.е. будет отстроена от пускового тока двигателя М1.

    Предварительно принят к установке в шкафу ШР1 автоматический выключатель ВА51Г-25-34: U_н=380В, I_н.а.=25А, I_н.т.=20А, I_с.о=280А, ПКС=3,8кА, I_с.п.=1,2I_н.т, t_с.о=0,04с. [5].

    Определение  эффективности защиты от перегрузки

    

    

    

 

    Так как это неравенство выполняется, то защита от перегрузки эффективна.

    Проверка  автоматического  выключателя на стойкость к токам КЗ.

    

    Величина  тока трехфазного короткого замыкания  в месте установки автоматического выключателя (точка3) равна 3,6кА, ПКС=3,8кА, т.к. неравенство выполняется 3,8>3,6 , то автоматический выключатель будет стоек к токам КЗ.

    Проверку  на электродинамическую и термическую стойкость не проводим из-за отсутствия данных по электродинамической и термической стойкости автоматического выключателя в каталоге.

    Проверка  чувствительности отсечки к однофазному току КЗ в конце защищаемой линии (точка 6)

    Так как неравенство выполняется, то отсечка чувствительна к однофазному току КЗ в конце линии.

    Проверка  чувствительности отсечки к двухфазному току КЗ в конце линии

    Отсечка будет чувствительна к междуфазным  коротким замыканиям не только в конце  линии, но и в любом ее месте, включая выводы аппарата защиты.

    Окончательно  принят к установке автоматический выключатель типа ВА51Г-25-34: U_н=380В, I_н.а.=25А, I_н.т=20А, I_с.о=280А, ПКС=3,8кА, I_с.п=1,2·I_н.т, t_с.о=0,04с. [5].

    5.3.2. Выбор уставки расцепителей автоматического выключателя QF8 типа ВА51Г-25-34, защищающего линию к двигателю М2.

    Номинальный ток теплового расцепителя:

    

.

    Принято

    Каталожное  значение тока срабатывания отсечки

    

    Отсечка удовлетворяет условию несрабатывания от пиковых токов

    

.

    Предварительно  принят автоматический выключатель ВА51Г-25-34: Uн=380В, I_н.а.=25А, I_н.т=25А, I_с.о=350А, ПКС=3,8кА, I_с.п=1,2·I_н.т, t_с.о=0,04с. [5].

    Определение  эффективности защиты от перегрузок

    

    Защита  от перегрузок эффективна.

    Проверка стойкости автоматического выключателя к токам КЗ.

    

  

    Условие выполняется, следовательно, автоматический выключатель стоек к токам КЗ в месте его установки (точка 3).

    Проверка на электродинамическую и термическую стойкость не проводится ввиду отсутствия данных.

    Проверка чувствительности отсечки к однофазному току КЗ в конце защищаемой линии (точка 7)