2015-03-07
4023
К защитным устройствам в установках ниже 1000 В относятся плавкие предохранители и автоматические воздушные выключатели.
Плавкие предохранители – простейшие защитные аппараты. Основные типы: ПР – разборные с закрытой фибровой трубкой, без наполнителя; ПН2 – разборные с наполнителем (кварцевый песок); НПН – неразборные с наполнителем. Технические данные предохранителей типа НПН приведены в табл. 5.3.
Автоматические выключатели с естественным воздушным охлаждением (автоматы) используются для защиты сети от перегрузок, коротких замыканий или снижений напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электродвигателей. Конструкции автоматов различаются расцепителями – устройствами, выполненными в виде реле для дистанционного отключения. Различают расцепители максимального тока (электромагнитные и термобиметаллические), минимального напряжения и независимые. Электромагнитные расцепители срабатывают практически мгновенно, время действия теплового расцепителя зависит от величины тока. Если автомат имеет комбинированный расцепитель (электромагнитный и тепловой), то мгновенно срабатывает при коротких замыканиях и с выдержкой времени или перегрузках. Независимый расцепитель предназначен для дистанционного отключения выключателя.
|
|
|
Таблица 5.3
Технические данные предохранителей типов НПН и ПН2
| Тип | Номинальное напряжение, В | Номинальный ток, А | Номинальный ток отключения, кА (при напряжении 380 В) | |
| предохранителя | плавкой вставки | |||
| НПН-60 | 6, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 60 | |||
| ПН2-100 | 380, 220 | 30, 40, 50, 60, 80, 100 | ||
| ПН2-250 | 380, 220 | 80, 100, 125, 150, 200, 250 | ||
| ПН2-400 | 380, 220 | 200, 250, 300, 400 | ||
| ПН2-600 | 380, 220 | 300, 400, 500, 600 | ||
| ПН2-1000 | 380,220 | 500, 600, 750, 800, 1000 |
Автоматические выключатели могут иметь различные защитные характеристики. Для выбора типа защиты необходимо определить рабочий ток линии на каждом участке сети.
Наиболее современными являются автоматические выключатели серии ВА, предназначенные для замены устаревших А31, А37, АЕ, АВМ и «Электрон» [13]. Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы. Работают в сетях переменного и постоянного тока.
Основные технические данные автоматов даны в табл. 5.4.
При защите проводов и кабелей плавкими предохранителями или автоматическими выключателями расчет электрической сети начинают с выбора плавких вставок предохранителей или уставок автоматов, а затем определяют по условию срабатывания защитных автоматов сечение проводов и кабелей и проводят остальные расчеты (определяют потерю напряжения, токи КЗ и т. д.).
|
|
|
Таблица 5.4
Основные технические данные автоматических выключателей серии ВА
| Тип | U ном, В | I ном, А | Число полюсов | Вид расцепителя максимального тока | Номинальные токи расцепителя, А | Уставка срабатывания расцепителя | Время срабатывания, с | Предельная отключающая способность, кА | Вид привода | ||||
| в зоне перегрузки | в зоне КЗ | в зоне перегрузки | в зоне КЗ | при токе 1,05 I ном | при токе 6 I ном | в зоне КЗ | |||||||
| ВА13-25 | ~1140 | 3,15; 5; 16; 25 | - | - | - | - | 1,5 | - | |||||
| ВА13-29 | ~660 | 2; 3 | Электромагнитный с гидравлическим за- медлением срабатыв. | Электромагнитный | 0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32,5; 40; 50; 61 | 6; 12 | 3; 6; 12 | - | - | - | - | ||
| =440 | |||||||||||||
| ВА16 | ~380 | 6,3−31,5 | Тепловой | - | - | 95−440 | - | - | - | - | |||
| ВА19 (ВА 19-29) | ~380 | 0,6−63 | 1; 2 | Тепловой | Электромагнитный | 0,6−63 | - | 2−10 | - | - | - | 1,2−6 | - |
| =220 | 1,3−10 | - | - | - | 2−10 | - | |||||||
| ВА 22-27 | ~380 | 3; 2 | 6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5; 40 | - | - | - | - | - | Электродвигательный | ||||
| =220 | 1,7−3 | ||||||||||||
| ВА 51-25 ВА 51Г-25 | ~380 | 0,3−0,25 | Тепловой | Электромагнитный | 0,3−4 (ВА51-25) 5−25 (ВА51Г-25) | 1,2; 1,35 | 7; 10; 14 | - | - | - | 1,5−3,8 | Ручной | |
| ~660 | 1,2−3 |
Продолжение табл. 5.4
| ВА51 | =220 | 100; 160 | 1; 2; 3 | Для 100 А 6,3−100 для160 А 80−160 | 1,2; 1,25; 1,35 | 3; 6; 7 | - | - | - | 2−28 | |||
| ~660 | 3; 7; 10 | 1,5−12 | |||||||||||
| ВА 51-35 | =220 | 2; 3 | Тепловой | Электромагнитный | 80; 100; 125; 200; 250 | - | 6; 8; 10 | - | - | - | 25−35 | Ручной электромагнитный | |
| ~660 | 10−12 | ||||||||||||
| ВА51 ВА52 | =400 | 250; 300; 400 | - | - | - | - | 35−85 | ||||||
| ~500 | 12−20 | ||||||||||||
| ВА 37-35 ВА 57-37 | =400 | 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250 | - | 6; 8; 10 | - | - | - | 5−110 | |||||
| ~660 | 3,5−20 | ||||||||||||
| ВА 51-39 | =220 | 2; 3 | 400; 500; 630 | 2500; 3200; 4000 | - | - | - | ||||||
| ~380 | |||||||||||||
| ~660 | 2500; 3200; 4000; 5000; 6300 | ||||||||||||
| ВА 52-39 | =440 | Тепловой | Электромагнитный | 250; 320; 400; 500; 630 | 2500; 3200; 4000 | - | - | - | Ручной электромагнитный | ||||
| ВА 52-39 | ~380 | Тепловой | Электромагнитный | 250; 320; 400; 500; 630 | 2500; 3200; 4000; 5000; 6300 | - | - | - | Ручной электромагнитный | ||||
| ~660 |
Окончание табл. 5.4
| |||
 | |||
| ВА 53-41 | ~380 | Полупроводниковый | Электромагнитный | Для полупроводникового 630; 800; 1000 Для электромагнитного 250; 400; 630; 1000 | 1,25 | 2; 3; 5; 7 | 4;8;16 | - | 0,04 | Ручной электромагнитный | |||
| ~660 | 33,5 | ||||||||||||
| =440 | 2; 4; 6 | ||||||||||||
| ВА 55-41 | ~380 | 2; 3; 5; 7 | 0,1; 0,2; 0;3 | ||||||||||
| ~660 | 33,5 | ||||||||||||
| =440 | 2; 4; 6 | 0,1; 0,2 | |||||||||||
| ВА 56-41 | ~380 | - | - | 33,5 | |||||||||
| ~660 | |||||||||||||
| =440 | |||||||||||||
| ВА 53-43 | =440 | 1000; 1280; 1600 | 2; 4; 6 | - | - | ||||||||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | 47,5 | |||||||||||
| ВА 55-43 | =440 | 2; 4; 6 | 0,1; 0,2 | - | |||||||||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | 0,1; 0,2; 0,3 | 47,5 | ||||||||||
| ВА 56-43 | =440 | - | - | - | |||||||||
| ~660 | 47,5 | ||||||||||||
| ВА 75-45 | =440 | 1575; 2000; 2500 | 2; 4; 6 | - | - | ||||||||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | ||||||||||||
| ВА 75-47 | =440 | Полупроводниковый | Электромагнитный | 2520; 3200; 4000 | 1,25 | 2; 4; 6 | 4; 8; 16 | - | - | Ручной электромагнитный | |||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | ||||||||||||
| ВА 81-41 | =440 | 250; 400; 630; 1000 | 2; 4; 6 | ||||||||||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | ||||||||||||
| ВА 83-41 | =440 | 2; 4; 6 | |||||||||||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | ||||||||||||
| ВА 85-41 | =440 | 2; 4; 6 | 0,1; 0,2 | ||||||||||
| ~660 | 2; 3; 5; 7 | 0,1; 0,2; 0,3 |
5.3.2.1. Выбор плавких вставок предохранителей
Номинальный ток плавкой вставки выбирается наибольшим из следующих условий:
1. Номинальный ток плавкой вставки должен быть больше рабочего тока защищаемого участка сети:
I ном. вст ≥ I раб max. (5.5)
По этому условию выбираются плавкие вставки для защиты осветительных сетей. Для защиты электродвигателей этого условия недостаточно [8].
2. При защите одиночного асинхронного электродвигателя плавкая вставка не должна срабатывать при пуске и самозапуске двигателя:
, (5.6)
где α – коэффициент, зависящий от условий пуска и типа электродвигателя. При защите двигателя с короткозамкнутым ротором и легкими условиями пуска (длительность не более 5 с) принимается 2,5; при тяжелых и частых пусках (длительность более 10 с, частота более 15 раз в час) принимается 1,6; при защите двигателей с фазным ротором – 0,9; I пуск – пусковой ток электродвигателя.
|
|
|
, (5.7)
где K пуск – кратность пускового тока электродвигателя по каталогу; I ном. дв – номинальный ток электродвигателя, А.
, (5.8)
где Р ном. дв – номинальная мощность на валу электродвигателя по каталогу, кВт; cos φдв – коэффициент мощности электродвигателя; U ном – номинальное напряжение, кВ; η – коэффициент полезного действия электродвигателя.
Для магистральных линий (линий, питающих несколько нагрузок), а также для защиты сборок (щитков) при выборе плавких вставок должны соблюдаться следующие условия:
, (5.9)
где K 0 – коэффициент одновременности работы потребителей, принимается равным при числе потребителей меньше трех K 0 = 1; при числе потребителей три и более K 0 = 0,9; 
− сумма рабочих токов всех (n) потребителей.
Для электродвигателей рабочий ток определяется по формуле
, (5.10)
где K з – коэффициент загрузки электродвигателей по каталогу.
При защите магистральных линий, сборок, щитков к условию (6.9) добавляется условие несрабатывания плавкой вставки при полной нагрузке линии (сборки, щитка) и пуска наиболее мощного электродвигателя:
, (5.11)
где I пуск.max – пусковой ток наиболее мощного электродвигателя.
В выражении (5.11) необходимо учесть, что суммироваться должны рабочие токи всех потребителей, за исключением рабочего тока наиболее мощного электродвигателя, так как этот двигатель должен запуститься при остальных работающих.
Защитные аппараты надо выбирать с учетом селективности (избирательности) действия. Условие селективности сводится к тому, чтобы номинальный ток каждого последующего защитного аппарата (от потребителя к источнику питания) был на 1−2 ступени больше предыдущего.
5.3.2.2. Выбор автоматов
Выбор автоматов можно разделить на следующие этапы [8]:
1. Выбор типа автомата.
2. Выбор номинального тока автомата по условию
|
|
|
I ном. а ≥ I раб. (5.12)
3. Выбор номинального тока расцепителей автоматов электромагнитного, I ном. расц э, и теплового, I ном. расц т, по условию
I ном. расц э ≥ I раб, I ном. расц т ≥ I раб. (5.13)
4. Проверка по току срабатывания (уставки) электромагнитного расцепителя
I сраб. расц э ≥ 1,25 I max, (5.14)
где I сраб. расц э – ток срабатывания электромагнитного расцепителя
I сраб.расц э = I ном.расц э ∙ K сраб э, (5.15)
где K сраб. э – кратность срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу; I max = I пуск – при защите одиночного двигателя; при защите щитка (сборки) I max определяется по следующей формуле:
. (5.15)
