Вибір автоматичних вимикачів

Автоматичні вимикачі вибираються за наступними умовами:

– по номінальній напрузі:

 

,

 

– по робочому струму:

 

,

 

– по конструктивному виконанню;

– по граничному вимикаючому струму:

 

 

– на електродинамічну стійкість перевіряються усі автомати за виключенням швидкодіючих автоматів :

 

.

 

– перевірка на термічну стійкості робиться тільки для селективних автоматів:

.

 

– по чутливості.

Мінімальний струм КЗ у найвіддаленішій точці мережі повинен бути більшим за номінальний струм автомата не менше ніж в 3 рази:

 

.

 

Для автоматів миттєвої дії:

 

,

 

де – струм при якому автомат спрацьовує.

– по селективності.

Для забезпечення селективної дії послідовно встановлених автоматів їх захисні характеристики не повинні пересікатися. Причому, уставка струму спрацювання у головного автомата SF1 повинна бути більшою ніж у лінійних автоматів SF2 (рисунок 6.1).

 

 

Рисунок 6.1 – Ступені селективності автоматів

 

У зв’язку з тим, що час спрацювання автоматів однієї марки має деяку розбіжність при перевірці селективності необхідно її враховувати. Середню похибку дії розчіплювачів автоматів приймають рівною ±20%.

В такому випадку для будь-якого значення струму перевантаження або струму КЗ селективність забезпечується за умови:

 

.

 

Вибір контакторів та магнітних пускачів

Контактори та магнітні пускачі вибираються за такими умовами:

– по номінальній напрузі:

 

,

 

– по робочому струму(+ за родом струму – постійний/змінний):

 

,

 

– по потужності приєднаного навантаження:

 

.

 

Вибір пристроїв захисного вимкнення

Пристрої захисного вимкнення вибираються за такими умовами:

– по номінальній напрузі:

,

 

– по робочому струму:

,

– по номінальному диференційному струму відключення ;

– по селективності.

Вибір необхідної величини диференційного струму відключення залежить від призначення диференційного автомату. Для захисту головної ділянки мережі зазвичай встановлюють диференційний автомат зі струмом відключення 300мА, цим забезпечується захист від пожежі (при пробої ізоляції та утворенні повзучих струмів по будівельній конструкції). Для захисту споживачів від прямого або непрямого доторкування до струмоведучих частин електроустановки достатньо диференційного автомату з витримкою або без витримки часу (для забезпечення селективної роботи) з величиною диференційного струму 30мА. У деяких випадках слід застосовувати диференційні автомати зі струмом 10мА, але при цьому, для забезпечення завадоздатності вищим гармонікам, необхідно на один диференційний автомат підключати якомога менше навантаження.

Диференційні автомати мають умовну стійкість проти струмів КЗ, тому для їх захисту необхідно вибирати автоматичний вимикач або запобіжник. Величина умовної стійкості приводиться у паспорті диференційного автомата і є параметром вибору запобіжників та автоматів.

Останнім часом широко застосовують диференційні автомати з вбудованим автоматичним вимикачем. Така конструкція одночасно забезпечує захист від диференційного струму та від аварійних режимів роботи (струм перевантаження або КЗ).

Більш докладна інформація по вибору диференційних автоматів приведена в [10].

 

Вибір запобіжників

Запобіжники вибираються за такими умовами:

– по номінальній напрузі:

 

,

 

– по робочому струму:

 

,

 

– по конструкції та роду установки (внутрішня/зовнішня);

– по струму відключення:

 

,

 

де – граничний вимикаємий струм.

Номінальний струм плавкої вставки запобіжника в установках до 1000В вибирається за умовами захисту мережі та селективності [7,8].

Вибір номінального струму плавкої вставки в установках вище 1000В проводиться з урахуванням стрибків струму намагнічування трансформаторів (таблиця 6.1).

 

 

Таблиця 6.1 – Номінальний струм плавкої вставки для захисту трансформаторів

Ном. струм тр-ра	0,5		1,9					14,5
Ном. струм пл. вставки				7,5

 

 

Приклад 6.1. Вибрати вимикач потужності лінії 10кВ. Відомо, що ударний коефіцієнт при КЗ на шинах 10кВ складає 1,6. потужність короткого замикання на шинах 110кВ можна вважати нескінченною.

 

 

Рисунок 6.2 – Схема мережі для прикладу 6.1

 

– найбільший струм КЗ, який може проходити через вимикач буде за умови, коли точка КЗ буде безпосередньо за вимикачем. Тому в даному випадку розрахунковою умовою буде КЗ на шинах 10кВ.

 

 

Рисунок 6.3 – Розрахункова схема мережі для прикладу 6.1

 

– задаємося базисною потужністю: :

 

.

 

– струм КЗ на шинах 10кВ:

.

.

 

– для захисту лінії 10кВ вибираємо вакуумний вимикач марки ВВ/TEL-10-20/630 з такими параметрами: ; ;

 

,

,

 

– перевіряємо вибраний вимикач на комутаційну здатність симетричного та асиметричного струму:

 

,

,

,

,

,

 

як бачимо обидві умови виконуються;

– перевіримо вимикач на електродинамічну та термічну стійкість:

 

,

.

 

 

Контрольні завдання

Контрольні завдання з курсів "Електричні станції та підстанції” та “Електричні апарати” містять у собі задачі, які охоплюють основний лекційний матеріал. Ці дві дисципліні є нерозривною складовою у підготовці бакалаврів за спеціальністю 6.090600 - Електричні системи і мережі.

Завдання з курсу “Електричні станції та підстанції” полягають у:

– розрахунку струмів КЗ;

– виборі реакторів для обмеження струмів КЗ;

– виборі шинних конструкцій та ізоляторів;

– виборі кількості та потужності трансформаторів на електростанціях та підстанціях.

Завдання з курсу “Електричні апарати” полягають у:

– виборі та перевірці термічної та електродинамічної стійкості комутаційних апаратів на напругу до 1000В;

– виборі та перевірці термічної та електродинамічної стійкості комутаційних апаратів напругою вище 1000В.

 

Використані при рішенні задач довідкові дані необхідно супроводити посиланнями на літературу.

При виборі комутаційної апаратури бажано використовувати сучасні їх моделі, та враховувати економічні аспекти при їх виборі.