Вибір апаратів захисту і керування

 

Як апарати захисту цехових мереж і установок промислових підприємств напругою до 1 кВ варто застосовувати [1, 6] плавкі запобіжники й автоматичні вимикачі. Цими апаратами комплектуються типові панелі (наприклад ЩО97) і шафи, з яких набирається РП-0,4 кВ цехових трансформаторних підстанцій, силові пункти, розподільні шинопроводи, силові ящики, шафи керування, блоки керування та ін. Відповідно до вимог [1, 6] рекомендується широко застосовувати плавкі запобіжники, не допускаючи необґрунтованого використання автоматичних вимикачів.

Автоматичні вимикачі варто застосовувати:

а) при необхідності автоматизації керування (автоматичне повторне включення, автоматичне включення резерву та ін.);

б) при частих аварійних відключеннях (випробувальні, лабораторні та ін. установки);

в) при більш швидкому в порівнянні з плавкими запобіжниками відновленні живлення.

Для захисту плавкими запобіжниками останні рекомендується застосовувати з наповнювачем (наприклад, НПН, ПН2). Запобіжники без наповнювача (наприклад, ПР-2) допускаються в невеликих, переважно пересувних установках і при розширенні діючих установок з такими ж запобіжниками.

При захисті автоматичними вимикачами в цехових розподільних пристроях, на відгалуженнях від магістральних шинопроводів, на щитах підстанцій для захисту ліній, що відходять, з розрахунковими струмами до 630 А включно рекомендуються установочні автоматичні вимикачі (наприклад, серії ВА51, ВА52), якщо застосування інших вимикачів не диктується особливими умовами.

Потужні, а отже, більш важкі і дорогі вимикачі підстанційного типу (наприклад ВА 55-41, ВА 55-43,ВА 88-40,ВА 88-43) рекомендується застосовувати головним чином у розподільних пристроях підстанцій, а саме, на вводі, секційних зв'язках, а також для захисту відгалужень з номінальним струмом не менш 400 А. Для захисту менш потужних відгалужень такі вимикачі допускаються як виняток при наявності необхідних обґрунтувань.

Місця установки апаратів захисту повинні визначатися в проекті відповідно до вимог розд. 5.5.2 [1]. Не рекомендується встановлювати апарати захисту наприкінці ліній, що живлять цехові розподільні пристрої (наприклад, на вводах у шафи керування електроприймачів, у силові розподільні пункти, щити станцій керування та ін.), що дублюють захист апаратів головних ділянок ліній. Наприкінці таких ліній для можливості аварійного відключення в екстрених випадках варто передбачати рубильник.

Апарати захисту повинні встановлюватися безпосередньо в місцях приєднання провідників, що захищаються, до живлячої лінії на відстані від місця приєднання відгалуження до 6 м за умови, що переріз провідника на цій ділянці повинен бути не менш перерізу провідника після апарата захисту.

Для відгалужень, що виконуються у важкодоступних місцях, апарати захисту допускається встановлювати на відстані до 30 м від точки відгалуження за умови, що переріз провідника відгалуження, обумовлений розрахунковим струмом, повинен забезпечувати не менш 10% пропускної здатності захищеної ділянки живильної лінії. Прокладка провідників на незахищених ділянках повинна здійснюватися при горючих зовнішніх оболонках чи ізоляції провідників - у трубах, металорукавах або коробах.

Технічні характеристики захисних апаратів треба вибирати з урахуванням усіх можливих режимних станів елементів мережі і приймачів електроенергії. Апарати захисту за своєю здатністю відключення, повинні відповідати максимальному значенню струму короткого замикання на початку ділянки електричної мережі, що захищається.

Вибор автоматі в полягає дотриманні загальних умов,а саме:

— номінальна напруга

, В (кВ) (5.39)

 

— номінальний струм автомата

 

, А (5.40)

 

— номінальний струм теплового розчеплювача

 

, А (5.41)

 

де I_роз — розрахунковий струм вузла навантаження

k — коефіцієнт надійности

 

Автомати звичайно мають кілька номінальних струмів розчеплювача. Найбільше значення номінального струму ропче-плювача дорівнює номінальному струму автомата, тому

 

, А (5.42)

 

У лініях лампами ДРЛ (ДРІ) номінальний струм теплового розчеплювача вибирається як:

 

, А (5.43)

 

 

де I_роз.о — розрахунковий струм лінії освітлення

 

Для ламп розжарювання і люмісцентних:

 

, А (5.44)

 

Лінія яка живить КУ:

 

, А (5.45)

 

, А (5.46)

 

Автомати не повинні вимикати лінії чи ділянки, які захищають при короткочасних перевантаженнях (пускові струми,пікові та ін.).

Уставка стуруму електромагнітного розчеплювача вибирається за умови:

 

, А (5.47)

 

де I_пік, I_пуск – піковий струм групи електроприймачів і пусковий струм одиночного ЕП;

1,25 – коефіцієнт, який враховує похибки від розкиду характеристик, що може досягати 15%

 

У лініях з КУ струм спрацювання електромагнітного розчеплювача (відсічки) вибирається за формулою:

 

, А (5.48)

Для освітлення:

 

 

У силових розподільчих шафах типу ШР 1 на відгалужених лініях установлені запобіжники типу НПН 2 та ПН 2.

Умови вибора запобіжників:

— номінальна напруга

, В (кВ) (5.49)

 

 

— номінальний струм

 

, А (5.50)

 

де I_роз, I_ном.ЕП – розрахунковий струм групи електроприймачів і номінальний струм одиночного ЕП

Струм плавкої вставки:

— при захисті лінії, яка живить групи ЕП

 

, А (5.51)

 

— для одиночного електроприймача з пусковим струмом (ЕД)

 

, А (5.52)

 

— для одиночного електроприймача без пускових струмів

 

, А (5.53)

 

 

де k – коефіцієнт, який для групи ЕД при легкому пуску, можно приймати k=2,5; при важкому пуску (часті пуски, або тривалість пускового періоду більше ніж 2,5 с, характерні для ЕД кранів, дробарок, центріфуг та ін.) k=1,6.

Номінальний струм плавкої вставки для захисту відгалуження до зварювального апарата при перерізі проводів більше 10 мм² обирають за формулою:

 

, А (5.54)

 

 

де I_зв – номінальний струм зварювального трансформатора (апарата) при номінальной тривалості вмикання.

Для захисту лінії з лампамиДРЛ (ДРІ) номінальний струм плавкої вставки вибирається як:

 

, А (5.55)

 

Для захисту ліній з ЛР та ЛЛ низького тиску:

 

, А

 

Оскільки в патрон запобіжника не може бути вставлена плавка вставка на більший струм, ніж I_ном патрона запобіжника, то автоматично має виконуватияс умова:

 

, А (5.56)

 

Запобіжники НПН 2 та ПН 2 з малою тепловою інерцією (безінерційні) мають струмообмежувальну дію, тому на стійкість наскрізним струмом КЗ перевіряти не треба.

Для керування електроприймачами рекомендується застосовувати:

- для керування електроприймачами тривалого режиму роботи (виняток складають відповідальні електродвигуни, для яких потрібен самозапуск) - магнітні пускачі, контактори, що забезпечують нульовий захист;

- для керування електроприймачами повторно-короткочасного режиму роботи - контактори, що забезпечують нульовий захист і розраховані на відповідну частоту включень в умовах включення і відключення пускових струмів.

Використання для керування електродвигунами автоматичних вимикачів (замість магнітних пускачів і контакторів) допускається лише відповідно до технічних умов на ці вимикачі.

Апарати керування електроприймачами в залежності від місцевих умов можуть установлюватися:

а) розподілено або групами відкрито на стінах, колонах чи конструкціях безпосередньо в цехах поблизу керованих механізмів. У цих випадках повинні застосовуватися апарати в оболонках, що задовольняють вимогам захисту від впливу навколишнього середовища цеху;

б) у шафах, що задовольняють вимогам захисту від навколишнього середовища цеху, чи на відкритих панелях, установлених на ділянках цеху з нормальним середовищем;

в) відкрито на щитах, розташованих в ізольованих електротехнічних приміщеннях станцій керування. Щит станції керування комплектується з окремих апаратів відкритого виконання, або зі станцій керування. Таке розташування апаратів керування і захисту повинне передбачатися у випадках, коли концентрація їх в одному пункті технічно й економічно доцільна як з погляду схеми розподілу електроенергії, так і керування [3-5, 11, каталоги Інформелектро та ін.].