Выбор защитных аппаратов

 

В качестве аппаратов защиты электроприёмников и электрических сетей промышленных предприятий от коротких замыканий широко следует применять плавкие предохранители, не допуская необоснованного применения автоматических выключателей. В дипломном проекте будем применять плавкие предохранители с наполнителем типа ПН2.

Выбор плавкой вставки предохранителя производим по двум условиям.

Номинальный ток плавкой вставки I_вс предохранителя определяется по величине длительного расчетного тока I_р

 

I_вс ³ I_р, (3.7)

 

и по условию перегрузок пусковыми токами

 

, (3.8)

 

где I_кр - максимальный кратковременный (пиковый) ток, А;

a - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условия пуска принимается равным 2,5, а при тяжелых - 1,6.

При выборе предохранителя для одного электродвигателя в качестве I_р принимается его номинальный ток I_ном, а в качестве I_кр - пусковой ток двигателя I_пуск.

Пиковый ток группы электроприёмников определяется по формуле, А

 

I_кр = I_пм +(I_р - к_и×I_ном.м)  (3.9)

 

где I_пм - наибольший из пусковых токов электроприемников в группе, А;

I_р - длительный расчетный ток линии, А;

к_и - коэффициент использования;

I_ном.м - номинальный ток двигателя с максимальной мощностью, А.

По условию селективности номинальные токи плавких вставок двух последовательно расположенных предохранителей по направлению потока энергии должны различаться не менее чем на две ступени.

При осуществлении защиты автоматическими выключателями в данном дипломном проекте применяем выключатели серии ВА с комбинированным расцепителем. Номинальные токи автоматического выключателя I_ном.а и его расцепителя I_ном.р выбираем по длительному расчётному току линии исходя из условий

 

I_ном.а ³ I_р; (3.10)

I_ном.р ³ I_р. (3.11)

 

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя I_ср.э. проверяем по максимальному кратковременному току линии

 

I_ср.э. ³ 1,25×I_кр. (3.12)

 

Для определения тока срабатывания электромагнитного расцепителя I_ср.э. определяем коэффициент токовой отсечки

 

 (3.13)

Принимаем стандартный коэффициент токовой отсечки. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя I_ср.э определяем по выражению, А

 

I_ср.э. =к_то ×I_ном.р. (3.14)

 

Рассмотрим пример выбора автоматических выключателей для главного и вспомогательного двигателей токарного станка №2. Данные для расчёта берём из таблицы 3.1.

Выбор автоматического выключателя для главного двигателя производим по условиям (3.10) и (3.11)

I_ном.а ³ 15,1 А;

I_ном.р ³ 15,1 А.

Выбираем автоматический выключатель из [2] типа ВА 51Г-25 с I_ном.а = 25А, I_ном.р =16 А.

Определяем коэффициент токовой отсечки по выражению (3.13)

Принимаем по [2] стандартный коэффициент токовой отсечки к_то=14.

Определяем ток срабатывания электромагнитного расцепителя по (3.14)

I_ср.э. =14×16=224 А.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя I_ср.э. проверяем по условию не срабатывания при пуске двигателя (3.12)

³1,25×113,3=141,6 А.

Условие выполняется, следовательно, автоматический выключатель при пуске не сработает. Окончательно принимаем к установке автоматический выключатель серии ВА 51Г-25 с I_на = 25 А, I_нр =16 А.

Для вспомогательного электродвигателя данного станка выбор автоматического выключателя аналогичен. Результаты вычислений сводим в таблицу 3.3.

При выборе аппарата защиты многодвигательного электропотребителя необходимо учитывать следующие формулы для определения расчётного тока.

Эффективное число группы электроприёмников определяется по формуле

 

, (3.15)

 

где п - число электроприёмников в группе, шт.;

р_ном.i - номинальная активная мощность i-го электроприёмника, кВт.

Расчётная активная нагрузка группы электроприёмников определяется по формуле, кВт

 

, (3.16)

 

где к_и - коэффициент использования электроприёмника, определяемый по [2];

к_р - коэффициент расчётной нагрузки, принимаемый в зависимости от п_эф и к_и по [2].

Расчётная реактивная нагрузка группы электроприёмников определяется по выражению.

 

. (3.17)

 

Расчётный ток группы электроприёмников определяется по формуле, А:

 

 (3.18)

 

Рассмотрим пример выбора защитного аппарата (предохранителя) для токарного станка №2. Данные для расчёта берём из таблицы 3.1.

Эффективное число группы электроприёмников определяем по (3.15)

Принимаем n_эф=1. По [2] определяем коэффициент расчётной нагрузки: к_р=1,33.

Расчётную активную нагрузку группы электроприёмников определяем по (3.16)

Р_р=4,0×(7,5×0,2+1,5×0,2)=7,2 кВт.

Расчётная реактивная нагрузка группы электроприёмников определяется по (3.17)

Q_р=1,1×(7,5×0,2×1,17+1,5×0,2×1,17)=2,32 квар.

Расчётный ток группы электроприёмников определяется по (3.18)

Пиковый ток для станка определяем по выражению (3.9)

I_пик=113,55+(11,49 - 0,2×15,14)=122,01 А.

Так полученное значение расчётного тока меньше номинального значения тока наиболее мощного двигателя, то за рассчитанный ток станка принимаем ток наибольшего двигателя.

Выбор плавкой вставки предохранителя производим по условиям (3.5) и (3.6)

I_вс ³ 15,14 А_,

Исходя из расчётов выбираем предохранитель типа ПН2-100, I_вс=50 А.

Для остальных станков, имеющих 2 и более электродвигателей, все расчёты производим аналогично и результаты вычислений сводим в таблицу 3.1, 3.3.

 

Таблица 3.3 Результаты выбора и технические данные магнитных пускателей, тепловых реле, предохранителей, автоматических выключателей

№	Iнд, А	Iр, А	Iпик, А	ТИП ПУСКАТЕЛЯ	Iпик, А	ТИП ТЕПЛОВОГО РЕЛЕ	Iсред, А	ТИП ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ	Iн пр, А	Iвс, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	10,85	10,85	75,95	ПМЛ 210004	25	РТЛ 101604	12	ПН2-100	100	31,5
2	15,14 3,52	15,14	122,01	ПМЛ 210004 ПМЛ 110004	25 10	РТЛ 102104 РТЛ 100804	16 3.2	ПН2-100	100	50
3	28,61 10,85	28,61	224,59	ПМЛ 310004 ПМЛ 210004	40 25	РТЛ 20S304 РТЛ 101604	27.5 12.0	ПН2-100	100	100
4	42,69 15,14 2,75	42,69	311,64	ПМЛ 410004 2*ПМЛ210004 ПМЛ 110004	63 25 10	РТЛ 205704 2*РТЛ102104 РТЛ 100804	45 16 3.2	А3710Б	Iна= 160	Iр=50
5	21,95 4,97	21,95	183,29	ПМЛ 210004 ПМЛ 110004	25 10	РТЛ 102204 РТЛ 101004	21.5 5.0	ПН2-100	100	80
6	15,14 10,85	15,65	127,08	ПМЛ 210004 ПМЛ 210004	25 25	РТЛ 102104 РТЛ 101604	16 12	ПН2-100	100	63
7	15,14	15,14	113,65	ПМЛ 210004	25	РТЛ 102104	16	ПН2-100	100	50
8	21,95	21,95	164,63	ПМЛ 210004	25	РТЛ 102104	21,5	ПН2-100	100	80
9	15,14 1,69	15,14	125,66	ПМЛ 210004 ПМЛ 110004	25 10	РТЛ 102104 РТЛ 100704	16 2,0	ПН2-100	100	50
10	42,69	42,69	277,49	ПМЛ 410004	63	РТЛ 205704	45	А3710Б	Iна= 160	Iр=50
11	6,7	6,7	46,9	ПМЛ 110004	10	РТЛ 101204	6,8	ПН2-100	100	31,5
12	8,51	8,51	59,57	ПМЛ 110004	10	РТЛ 101404	8,5	ПН2-100	100	31,5
13	4,97	4,97	32,31	ПМЛ 110004	10	РТЛ 101004	5,0	ПН2-100	100	31,5
14	28,61	28,61	200,27	ПМЛ 310004	40	РТЛ 205304	27,5	ПН2-100	100	100
15	21,95 8,51	21,95	182,19	ПМЛ 210004 ПМЛ 110004	25 10	РТЛ 102204 РТЛ 101404	21,5 8,5	ПН2-100	100	80