close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

4209 lenkov yu.a. musin a.h. barukin a.s vibor kabeley i kommutacionnih apparatov v elektroustanovkah do 1000 v. sobstvennih nujd elektrostanciy i podstanciy

код для вставкиСкачать
Ю. А . Леньков, А . X. М усин, А. С. Барукин
ВЫБОР КАБЕЛЕЙ И
КОММУТАЦИОННЫХ
АППАРАТОВ В
ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО
1000 В СОБСТВЕННЫХ НУЖД
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И
ПОДСТАНЦИЙ
шлжн
йАСПАСЫ
П ав л одар
М инистерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственны й университет
им. С. Торайгырова
Алтайский государственны й технический университет
им. И. И. П олзунова
Ю . А . Л ен ьк ов, А . X . М уси
ВЫБОР КАБЕЛЕЙ И
КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ В
ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1ОООВ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ
Учебное пособие
Павлодар
Кереку
2016
УДК 621.311/315.21(075.8)
ББК 31.277.1
Л46
Рекомендовано к изданию Ученым советом Павлодарского
государственного университета им. С. Торайгырова
Рецензенты:
B. И Марковский - канд. техн. наук, профессор;
C. О. Хомутов —д-р техн. наук, профессор Алтайского государственного
технического университета им. И. И. Ползунова;
К. И. Никитин - д-р техн. наук, профессор Омского государственного
технического университета
Леньков Ю. А., Мусин А. X., Барукин А. С.
Л46 Выбор кабелей и коммутационных аппаратов в электроустановках до
1000 В собственных нужд электрических станций и подстанций :
учебное пособие / Ю. А. Леньков,
А. X. Мусин, А. С. Барукин. - Павлодар: Кереку, 2016. —296 с.
І5ВЫ 978-601-238-619-6 1
В учебном пособии рассмотрены вопросы расчета токов короткого
замыкания, выбора кабелей, плавких предохранителей, магнитных
пускателей и автоматических выключателей в электроустановках
напряжением до 1000 В. Рассмотрены принципы работы коммутационных
аппаратов и их конструкции и приведены их основные номинальные
параметры и защитные характеристики.
Учебное пособие предназначено для студентов электроэнергетических
специальностей
и
может
быть
использовано
специалистамиэлектроэнергетиками.
?демик С.ьоисем
. ''"атундағы ғыяы**
I.
ІЗВЫІЗВЫ 978-601-238-619-6
УДК 621.311/315.21(075.8)
ББК 31.277.1
© Леньков Ю. А. и др., 2016
© ПГУ им. С. Торайгырова, 2016
За достоверность материалов, грамматические и орфографические ошибки
ответственность несут авторы и составители
ра"ТИЧНЫХ механизмов широко применяются электрический сети
напряжением до I ООО В.
р іеские сети
„пп
ЩИТЙ электРИческих сетей напряжением до 1000 В от токов
коропсого замыкания и перегрузки осуществляется различными
пуГкатели^етоматичес^
~ „ и т е л и ,
необходимы как для выбора аппаратов, так и для расчета’ их уставок
срабатывания. В учебном пособии приведены формулы для расчета
сопротивлении элементов питающей сети до 1000 В а также
необходимые данные для их расчета. Рассмотрен расчет тошв
короткого смыкания с учетом сопротивления электрической дуги я
месте повреждения.
грическои дуги в
В учебном пособии рассмотрены принципы действия и
I ( Х ю Т Г Р“ ” 1ЧНЫХ коммУташюнных аппаратов напряжением до
У0ИвО,< • » * » —
• Приведены
технические данные коммутационных аппаратов.
конце каждой главы приведены примеры выбопа
коммутационных аппаратов и расчет их уставок срабатывания
ІГ
ИР—
иях
приведены
защитные
характеристики
утационных аппаратов напряжением до IОООВ.
При составлении пособия авторами учтен многолетний опыт
руководства курсовыми и дипломными проектами студентов
-У Д а р ^ н Г о
университета им. С. Тораигырова и Алтайского государственного
технического университета им. И. И. Ползунова
Авторы
считают,
что
изложенный
материал окажет
/и Г
м
1 7 п ~
С1УДеНТЗМ ВУЗОВ ПРИ —
и№
*
и
1 Расчет параметров элементов сети 0,4 кВ и токов короткого
замыкання
1.1
Допущения, принимаемые при расчете токов коротког
замыкания
Напряжение 0,4 кВ широко применяется на электростанциях и
подстанциях. На электростанциях напряжение 0,4 кВ применяется для
питания электродвигателей мощностью менее 160 кВт. На
подстанциях мощность потребителей собственных нужд невелика и
поэтому они подключаются на напряжение 0,4 кВ.
Питание потребителей 0,4 кВ может осуществляться по
радиальным, магистральным и смешанным схемам [1]. На тепловых
электростанциях для питания собственных нужд 0,4 кВ
преимущественно нашла применение смешанная схема, рисунок 1.1.
РУСН-бкВ
РУСН-0,4кВ
Рисунок 1.1 электростанций
ЮСА
Схема собственных нужд 0,4 кВ тепловых
Двигатели мощностью 75 кВт и выше (М1, М2, М3 и М4),
подключаются к основным секциям 0,4 кВ, 1СА, 2СА, ЗСА и 4Са !
Двигатели средней мощности от 10 до 55 кВт, М5 - М12
подключаются к сборным секциям 0,4 кВ, 5СА - 8СА. К сборным
секциям 9СА і 12СА, подключенным по магистральной схеме и
имеющими устройство автоматического включения резерва (АВР) на
вводах, подключаются двигатели задвижек мощностью до 10 кВт.
Секции собственных нужд электростанций напряжением 0,4 кВ
питаются от трансформаторов напряжением 6-10/0,4 кВ и мощностью
НСЙ Лее
® кВ-А. Так как применение трансформаторов
собственных нужд большей мощности приводит к значительному
увеличению токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ.
На подстанциях мощность трансформаторов собственных нужд
не должна превышать 630 кВ А.
Построение схемы питания секций 0,4 кВ в значительной степени
зависит от уровней токов КЗ.
Расчет токов КЗ выполняется с целью выбора и проверки на
термическую и динамическую стойкость шинопроводов, кабелей
коммутационных аппаратов, а также для проверки чувствительности
встроенных в автоматические выключатели защит и проверки
селективности действия плавких предохранителей.
Согласно [2,3] при расчете токов КЗ в электроустановках
напряжением до 1000 В принимаются следующие допущения- можно использовать упрощенные методы расчета, если
погрешность не более 10%;
- можно учитывать индивидуально только автономные источники
электроэнергии и электродвигатели, непосредственно подключенные
к месту КЗ, а всю внешнюю сеть эквивалентировать относительно
точки КЗ;
- можно не учитывать ток намагничивания трансформаторов и
насыщение магнитных систем электрических машин;
- можно принимать номинальные коэффициенты трансформации
трансформаторов, используя при этом шкалу средних номинальных
напряжении: 37; 24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4 и
можно не учитывать влияние синхронных и асинхронных
электродвигателей или комплексной нагрузки, если их суммарный
номинальный ток не превышает 1 % начального значения
периодическои составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без
учета электродвигателей или комплексной нагрузки;
при питании от энергосистемы не учитывается затухание
периодической составляющей тока КЗ ввиду большой электрической
удаленности генераторов;
- не учитывается апериодическая составляющая тока КЗ, которая
вследствие большого значения активного сопротивления затухает
очень быстро, за сотые доли секунды;
- ток двухфазного КЗ не вычисляется, а определяется по току
трёхфазного КЗ.
,
^ V
При расчете токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В
необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех
элементов цепи КЗ.
■2'А \
1.2 Выбор кабелей в цепях электродвигателей
Для присоединения электродвигателей к шинам 0,4 кВ
используются различные марки кабелей. Эти кабели прокладываются
в кабельных полуэтажах, в кабельных туннелях, на металлических
лотках, укрепленных на стенах и конструкциях зданий.
Температура нагрева кабеля в нормальном режиме не должна
превышать допустимого значения. Для этого выбор сечений кабелей
производят по таблицам [4] или по таблицам 1.1 и 1.2, в которых
приводятся значения сечений и соответствующие им допустимые токи
нагрузки для кабелей различных конструкций. Значения длительных
допустимых токов указаны для определенных условий работы
кабелей и способов их прокладки.
При отклонении условий работы кабелей от нормальных
значение длительных допустимых токов, приведенных в [4] и в
таблицах 1.1 и 1.2, должны быть умножены на поправочные
коэффициенты. Поправочные коэффициенты учитывают характер
нагрузки, отклонение температуры окружающей среды от
нормированной температуры, которая принята для окружающего
воздуха + 2 5 ° С, а для земли 4*25° С, и количество совместно
проложенных кабелей.
Условие выбора кабелей по допустимому току имеет вид
•макс й Ідоп Щ к і • К2 - кпер *Ідоп,ном.
(I I)
где Ідоп, ном ” допустимый ток кабеля, который определяется
по таблицам 1.1 и 1.2, А;
—
поправочный коэффициент на количество работ
кабелей, проложенных рядом в земле (в трубах или без труб),
значения, которого приведены в [4,5] и в таблице 1.3;
«2 - поправочный коэффициент на ток кабеля в зависимости
от температуры окружающей среды (земли или воздуха), значения
которого приведены в [2, 3,6] и в таблице 1.4;
Таблица 1.1 - Длительные допустимые токи для кабелей напряжением
°
с бумажной пропитанной маслоканифольиой и
нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой
ооолочке
IСечение
жилы | прокладываемых в земле
І кабеля, I с медными
с алюминиежилами
выми жилами
Количество
Количество
жил в
жил в кабеле
кабеле
П Л Г * ( /П
кпер
коэффициент,
учитывающий
допустимую
Перегру3ку кабелей’ значения, которого приведены
Сечения кабелей должны быть проверены по экономической
плотности тока. Экономически целесообразное сечение определяется
по формуле
5эк = Іраб, ном /Ь к
(1.2)
где *раб, ном “ наибольший ток нормального режима, А ;
Щ0'
! Ьк ~ экономическая плотность тока, А /м м 2 , значение
которой приведены в таблице 1.6.
Полученное в результате расчета сечение кабеля округляется до
стандартного ближайшего значения.
Таблица 1.2 - Допустимые длительные токи для кабелей напряжением
до 1000 В с резиновой или пластмассовой (кабели с алюминиевыми
жилами) изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой
оболочках, бронированных и небронированных__________________
Длительный допустимый ток, А, для кабелей
ние
прокладываемых в земле
прокладываемых в воздухе
жилы
медными с алюминие с медными с алюминие
кабе- жилами
выми жилами жилами______ выми жилами
Количество
Количество
Количество
Количество
жил в кабеле жил в кабеле
жил в кабеле жил в кабеле
Таблица 1.3 Поправочный коэффициент на количество работающих
проложенных
Юм в земле (в трубах или без труб)_______
Расстояние между
Коэффициент К| при количестве
9
кабелями в свету, мм
кабелей
В нормальном режиме работы сечение и длина кабеля должны
обеспечивать
- отклонение напряжения на зажимах электродвигателя не более
±0,05 • Ццб, ном- Падение напряжения в кабеле определяется по
выражению:
А1/ = л/з 1дВ( ном • /каб • (Куд • С05 <р + Худ • 5іп ф ) • 103, (1.3)
■
дв, ном номинальный ток электродвигателя, А;
^каб \ Длина кабеля, м;
Ф угол нагрузки;
КУД' ХУД
удельные
активное
индуктивное
сопротивления прямой последовательности кабелей, мОм/м.
Таблица 1.4 -
Поправочные коэффициенты
на токи кабелей в
ііЕрчіуры окружающей среды (земли или п т ,
Поправочные коэффициенты на токи
асчетной темпепя-п/™»
И. °п
ниже_____ "
1,14 I 1.11
1,24
1І 0
Ц .2 9
1,24
1,18 I 1.14
1,32
1,27
1,20
1.15
_ 1,36
1,31
1,22
1.17
1,41
1.5Г
1.25
1.20'
1,48 I 1,41
Поправочные
Ц
I 1,08
+10
+15
I
|
+20
I 1,04
1,00
0 96
----- Щ
3
1,09
1 04
----- 1,20
ЙБ
1.11
1,05
___ Ш
1 Ш
I 1-00
ПО?
1 ЙЩ
М7
1,12 Р Г о б
4__1.12 I 1,06 | Ш
Г 0,94
I 1#>
1.20
1,13 |~Т 07~
І— 1.12
1,07
1.00 | 0 9з
I— !»29
1,23
1,15
1.08
|__ 1.14
1,07
1,00
09з
1— 1.34 [ 1,26
1.18 I 1,09
коэффициенты
на токи при
расчетной темпе >атуре среды. 0 С
+35 I +40 1 +45 1+50
_ 0.83
0,78
0.73
0_6й
_ 0.90
0,85
0.80
0,74
_0.88
0,81
0.74 ~ 0,67
- °>77
0.71
0,63
0.55
—0,87 1 0,79
0,710,61 ~
_ 0.75
0,67
0.57 I 0.47 і
_ °.85
0,76
0,66
0.54
-0.71
0,61 I 0.50 I о 'ц I
-М 2
0,71
058
0.41
0.66
0,54
0,37
7 |
0.78
0.63
0,45
I
I
I
I
Г
нормальный пуск электродвигателя. Пусковой ток создает
I
увеличенную по сравнению с нормальным режимом работы потерю
напряжения в питающем кабеле, в результате чего напряжение на
зажимах электродвигателя снижается.
Таблица 1.5 - Допустимая кратковременная перегрузка для кабелей
напряжением
до
10
кВ
с
бумажной
пропитанной
изоляцией
■
1
Коэффициент
Вид прокладки Допустимая
перегрузка
по
предварительной кабеля
| отношению к номинальной в
нагрузки кабеля
течение, ч
кпер
0,5
1,0
3,0
в земле
1,35
1,30
1,15
в воздухе
1,25
I
1,15
1,10
0,6
1 в трубах (в
1,20
1,10
1,00
земле)
в земле
1,20
1,15
1,10
в воздухе
1,15
1,10
1,05
0,8
в трубах (в I
1,10
1,05
1,00
земле)
_
Таблица 1.6 - Экономическая плотность тока
Экономическая плотность тока,
А/мм , при числе часов использования
Проводники
_____ максимума нагрузки в год_____
более
более
более
1ОООдо 3000 3000 до 5000
5000
Кабели с бумажной
изоляцией с жилами:
медными
Кабели с резиновой и
пластмассовой изоляцией
_______с жилами:
медными
алюминиевыми
Возможность
разворота
электродвигателя
определяется
значением остаточного напряжения 11ост на его зажимах. Считается,
что пуск электродвигателей с легкими условиями пуска, длительность
пуска менее 5 с, обеспечивается при 1)ост > 0,7 ■ЦДВ( ном. Это
условие выполняется, если
I©
А
•> у
пО, мин' Дв»пуск ^ £,
где пО, мин
электродвигателя
системы;
ток ^ х ф а зн о го металлического КЗ на зажимах
при минимальном режиме работы питающей
'дв, пуск ~ пусковой ток электродвигателя.
Пуск электродвигателя с тяжелыми условиями
длительность пуска 5-10 с, обеспечивается при Ііогт > 0 8 •
г
—
'
пуска,
Д В , НОМ*
Это условие выполняется, если * п 2 мин/1дв, пуск > 3,5 [1].
Выбранные кабели должны быть проверены на термическую
стойкость при КЗ в начале кабеля. Проверка кабеля на термическую
стойкость выполняется по формуле
5эк — 5мин = у / в ; / С щ
,(3 )
г— __________
0
* п0,расч ' лЛоткл +Т’а,ср • Ю 00/С ,м м ^(
( 1 .4)
где С - постоянная, которая принимается по [2] или по таблице
1.7;
,(3 )
_ .(3 )
пО, расч “ пО, макс ~ расчетный ток КЗ, А, для
металлических КЗ;
т(3)
_ .(3 )
пО ,д расч ~ пО, д, макс § Расчетный ток КЗ, А, для КЗ
через переходное сопротивление;
*откл = *ср, о + *а “ время отключения КЗ, с;
гср, о
время срабатывания отсечки селективного
автоматического выключателя, с;
*а ~ время гашения дуги, которое составляет для
автоматического выключателя серии АЗ700 - 0,01 с, для
автоматических выключателей серии АВМ и Электрон 1 0,06 с; ’
Та, ср ~ усредненное значение времени затухания свободных
токов КЗ, равное 0,03 с.
1.3 Расчет параметров элементов сети 0,4 кВ
В зависимости от цели расчета учитывают различные режимы
работы электрической схемы. При выборе аппаратуры расчетным
считается максимальный режим, при котором токи КЗ имеют
максимальные значения. При проверке чувствительности защит
расчётным является минимальный режим, при котором токи КЗ
имеют минимальные значения.
При расчётах металлических КЗ определяют следующие
значения токов:
- IП®и , М аК С - максимальный ток трёхфазного металлического КЗ
при максимальном режиме
используется для выбора
селективности их действия:
работы питающей энергосистемы,
аппаратуры и защит, проверки
Таблица 1.7 - Значение постоянной С для кабелей
Характеристика кабелей
Значение С, А • с0,5/м м 2
Кабели до 10 кВ:
с медными жилами
140
с алюминиевыми жилами
90
Кабели с поливинилхлоридной или
резиновой изоляцией:
с медными жилами
120
с алюминиевыми жилами
75
Кабели
с
полиэтиленовой
изоляцией
103
с медными жилами
с алюминиевыми жилами
65
.(2)
„
■ 'пО, мин ~ минимальный ток двухфазного металлического КЗ
при минимальном режиме работы энергосистемы, используется для
проверки чувствительности защит;
^пО, мин ~ минимальный ток однофазного металлического КЗ,
определяется для проверки чувствительности и селективности
действия защит;
т(3)
,(2 )
.(1 ) *
I
пО,д' пО,д' пО,д ~ минимальный ток трехфазного,
двухфазного и однофазного коротких замыканий, с учетом
сопротивления
электрической дуги
в месте
повреждения,
используется для проверки чувствительности защит при дуговых КЗ и
селективности их действия.
В четырёхпроводных сетях 0,4 кВ с заземлённым нулём
приходится выполнять расчёт токов как трёхфазного, так и
однофазного КЗ. Вызвано зто тем, что ток однофазного КЗ . таких
С
Г
п
?
'
1
Г
еНЬ
СИЛЬН°
1МИСИТ
О
Т
СЧемы
с°еді.неннм
обмоток
питающего
трансформатора.
Расчет токов КЗ удобнее вести в именованных единицах
ВГ ,ДаННЫе в справочниках приводятся в имеГва ых
—
РаСЧеТИЫе ^ авнения
приводятся в именованных
Для расчёта токов КЗ составляют схему замещения, в которую
"
=
сонротишкии. цепи КЗ. Значения пнх сопротивлений
выражают в миллионах (мОм). При расчётах токов КЗ в
™
Г Т Каи Д° 1000 8 Не0бХОДИМО В °бшем случае учитывать
активные
и
индуктивные
сопротивления
всех
элементов
короткозамкнутой цепи, в том числе:
а) активное
и индуктивное сопротивление
питающей
энергосистемы. Для практических расчётов допустимо не учитывать
Г
"
РГ Г Ие ЭНерГОСИСТеМЫ- Д и в н о е сопротивление
Значение
Г Г
П° ЛН° МУ сопРоти^ н и ю
энергосистемы.
Значение
индуктивного
сопротивления
энергосистемы
рассчитывается по известному току КЗ, кА, мощности КЗ МВА на
Ж
» Г к в Т Г НЗПРЯЖеНИЯ ПОНИЖающего р е ф о р м а т о р а (6>0,4
0/0,4 кВ) или по номинальному току отключения выключателя
или
К Ж
З р а [Г з, 7 ° ”
“
~
х С вн - ис в н / ( ^ з ■I ® в н ) = ис2 в н / ( з ®
- У с в н Л Т з - ^ОТКЛ, ном)/
ВН
(] ,5)
где Ц свн ~ среднее напряжение энергосистемы со стороны
1
^
| ж
,(3)
ПО, ВН
_
ж
орма^
действующее
прикотором
значение
периодической
—
Г еЙ ТО1? ПРИ тРехфазном КЗ у выводов обмотки высшего
напряжения трансформатора, кА‘
сО )
кз, ВН
мощность короткого замыкания у выводов
обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ А;
•откл, ном “ номинальный ток отключения выключателя,
установленного на стороне высшего напряжения понижающего
трансформатора цепи.
Сопротивление системы Хс щң должно быть приведено к стороне
низшего напряжения по выражению:
«
2
^с = Хсвн '10 ’ (^ном НН/^ном Вн) '
(1-6)
где Хс индуктивное сопротивление энергосистемы,
приведённое к стороне низкого напряжения трансформатора, мОм;
^ном НН' ^ном ВН
соответственно номинальные
напряжения обмоток низкого и высокого напряжений понижающего
трансформатора, кВ.
б) активное и индуктивное сопротивления понижающего
трансформатора, приведённые к стороне низкого напряжения:
2Т = 10^ • ик • (0ном /5ном )*
(1.7)
Кт = 106 • Рк • (^ном/^ном)»
(1.8)
Хт = ^
?
.
(1.9)
где 5Н0М - номинальная мощность трансформатора, кВА;
^ном _ номинальное линейное напряжение обмотки НН, кВ;
Рк - мощность потерь КЗ в трансформаторе, кВт;
ик —напряжение КЗ трансформатора, %.
Активные
и
индуктивные
сопротивления
прямой
последовательности, мОм, понижающих трансформаторов с низшим
напряжением до 1 кВ определяется по [3, 8] или по таблице 1.8.
Указанные в таблице 1.8 значения сопротивлений приведены к
напряжению 0,4 кВ.
в) активное и индуктивное сопротивление кабелей определяют
по выражениям;
*каб —худ ‘ *каб;
^каб 1 куд **каб*
0-10)
где Худ, Куд - соответственно индуктивное и активное удельные
сопротивления кабелей, принимаются по [31 или по таблицам 1.9 I
1.12, мОм/м;
/каб ~~Длина кабеля, м.
Таблица 1.8 - Сопротивление понижающих трансформаторов с
вторичным напряжением 0.4 кВ
5 ном » , Схема
Значения сопротивлений, мОм
І
кВ А | соедине- ------- = -------і ---------Нулевой
НИЯ
ПРЯМОИ
! обмоток
Л?следовательности
последовательности
---------- ------------------ г----------------- ,--------------------------------------------------------------------- _ --------------------------------------------- ------ -----------------------------
Активные сопротивления кабелей, приведенные в таблицах 1.9 и
1.10, условно принимаются при температуре +20°С, поскольку
невозможно учесть изменение сопротивления от окружающей
температуры, времени года, времени суток, нагрева током нагрузки,
током КЗ.
При расчете минимального значения тока КЗ в произвольный
момент времени необходимо учитывать увеличение активного
сопротивления кабеля вследствие его нагрева током КЗ.
В соответствии с [2, 7] величина активного сопротивления кабеля
с учетом его температуры рассчитывается по формуле
^каб, Ө = ^каб, Ө0 ’ КӨ*
(1-11)
где Кд - коэффициент, учитывающий увеличение активного
сопротивления кабеля;
Ккаб,30
~
активное
сопротивление
кабеля
при
температуре 30 = 20° С, мОм.
Таблица 1.9 - Значения удельных сопротивлений трехжильных
алюминиевых кабелей
Сопротивления кабелей, мОм/м
^каб>
Алюминиевая
Непроводящая
оболочка
оболочка
оболочка
При приближенных расчетах значение коэффициента к»
допускается принимать равным 1,5. При уточненных расчетах
коэффициент Кф следует определять в соответствии с [2, 7] по
формуле
ном
( 1. 12)
где | | | - условная температура, равная: для меди дус = 234,5° С.
для алюминия % с = 2 3 6 ° С;
®нач ~ начальная температура кабеля;
“ном ~ номинальная температура, для которой задано
сопротивление кабеля.
Таолица 1.10 - Значения удельных сопротивлений четырехжильных
алюминиевых кабелей
ум и л ьн ы х
Таблица 1.11 - Значения удельных сопротивлений трехжильных
медных кабелей в стальной оболочке
«ильных
Сечение
Сопротивление кабеля, мОм/м, при температуре
кабеля,
:_____ £
жилы 6 5 ° С
Начальная температура кабеля, т.е. температура кабеля до КЗ
определяется по формуле:
*
^нач = (Інорм, расч/ідоп, прод) *(вдоп, прод ~ бнорм) +
+ вокр,
(1.13)
гДе •норм, расч “ расчетный ток нормального режима, А;
Ідоп, прод “ допустимый ток продолжительного режима для
кабеля данного сечения, А;
®доп,прод- ^норм
1
соответственно
допустимая
температура кабеля в продолжительном режиме ( для ПХВ
®доп, прод = 7 0 ° С, для бумажной изоляции ӨдОП Прод == 8 0 ° С ) и
нормированная температура окружающей среды, 0 С (для кабельных
каналов внутри зданий электростанций Өокр = 4 0 ° С) [7].
Таблица И 2 - Значения удельных сопротивлений четырехжильных
медных кабелей в стальной оболочке
Сечение кабеля,
мм
ВОЙ
ШШ
Сопротивление кабеля, мОм/м, при
_________ температуре жилы 6 5 ° С
активных
и
индуктивных
сопротивлений
прямой
и
П О РП Р ЛППСІТапі ИЛЛ'ГЛ.Ч
______ _
по
прямой последовательности
1
^ іш
^1уд,ш'^ш*
(1.14)
где Х1уд щ - индуктивное удельное сопротивление шинопровода
прямой последовательности, мОм/м;
/ш ~ длина шинопровода, м.
к 1ш = К1 у А ш , / ш к в Кд + пк. с -К к.с,
(115)
ГДС КІУАШ § активное удельное сопротивление шинопровода
прямой последовательности, мОм/м;
Кд I коэффициент, учитывающий увеличение активного
сопротивления шинопровода, который рассчитывается по формуле
Кд - коэффициент добавочных потерь в шинопроводе ог
мияния поверхностного эффекта и эффекта близости, который
согласно [7] принимается равным:
- кд = 1,18 при одной шине;
- Кд = 1,25 при двух шинах;
- Кд = 1,6 при трех шинах на фазу;
пк. с І число разборных контактных соединений по длине
шинопровода;
Кк- с
сопротивление одного разборного контактного
соединения шинопровода, мОм.
' нулевой последовательности
^Ош ~ ^Оуд, ш '
( Г. 16)
гдеХ
с Оуд, ш “ индуктивное удельное сопротивление шинопровода
нулевой последовательности, мОм/м.
к 0ш = КО у А ш і ш К Ө кд + пк. с Кк. с,
(|.1 7 )
где КОуд ш ~ активное удельное сопротивление шинопровода
нулевой последовательности, мОм/м.
Удельные сопротивления прямоугольных шин и шинопроводов,
мОм/м, приведены в таблицах 1.13 и 1.14.
Сопротивление шин и шинопроводов длиной менее 10 м можно
не учитывать, т. к. их влияние на ток КЗ невелико.
Длина одной секции шинопровода равна:
“ ЧНМА4 = 2 или 3 м;
■^шра7з = 3 м;
' ^ШМА68Н Ш3 или 4,5 м.
Таблица 113 - Удельное сопротивление шин при 65°С. мОм/м
уд ПРИсреднем геометрическом
расстоянии между фазами, мм
мм
25x3
30x3
30x4
~ 40x4
40x5
50x5
50x6
60x6
60x8
80x8
80x10
100x10
медь
0,2860
"0,2230
10 ,1670
0 ,1250~
0,1000
0,0800 I
0,0167
0,0558
0,0418
0,0313
0,0250
0,0200
алюминии
0,4750
0,3940
0,2960
0,2220
0,1770
0,1420
0,1180
0,0990
0,0740
^0550
0,0445
0,0355
|
(
Таблица 1.14
гТЙп
комплектного
шинопровода
Д) активные и индуктивные сопротивления первичных обмоток
измерительных трансформаторов тока при расчёте токов КЗ
учитываются только для многовитковых трансформаторов тока с
номинальным первичным током до 500 А.
Значения сопротивлений первичных обмоток катушечных
трансформаторов тока, напряжением ниже I кВ приведены в ГЗ 91 и в
таблице 1.15.
1' 1
Таблица 1.15 - Ориентировочные значения сопротивлений первичных
обмоток катушечных трансформаторов
Коэффициент
Значения сопротивлений, мОм, для класса
трансформации
трансформаторов
_____ тока
20/5
30/5
40/5
50/5
75/5
I
[
X
1
150/5
200/5
300/5
400/5
500/5
I
1
1
— 7
|
I[
1
1
[
-- ---------
Л
’
1,20
0,67
0,30
0,17
0,07
~
я
г
1
Г
у
¥
V
0,75
0,42
0,20
0,11
0,05
я
х
и,/и
0,30
0,17
0,08
0,04
"
0,02
У
7
____
,.1
Г
е) активные и индуктивные сопротивления электрических
аппаратов и переходные сопротивления контактов отключающих
аппаратов принимают по справочникам и каталогам. Эти
сопротивления часто не учитывают, поскольку их влияние на
значение тока КЗ не превышает 5 % вблизи трансформатора и ещё
меньше при_ удалении точки КЗ. При выборе автоматических
выключателей, отключающих КЗ, их сопротивление не учитывают т
к. определение его отключающей способности рассчитывается из
токов, которые были в цепи при отсутствии этого выключателя.
Значения сопротивлений автоматических выключателей и
переходных сопротивлений аппаратов приведены в ГЗ 7 91 и и
таблицах 1.16 и 1.17.
’ 1
ж)
активные
переходные
сопротивления
неподвижных
контактных соединений кабелей и шинопроводов принимаются также
по справочникам и каталогам.
Активные сопротивления контактов и контактных соединений
для практических расчетов с соответствии с [3] можно принимать
равными:
- Кк — ОД мОм - для контактных соединений кабелей;
- Кк = 0,01 мОм - для шинопроводов;
- Кк = 1 мОм - для коммутационных аппаратов.
Для болтовых контактных соединений Кк = 0,003 мОм.
Таблица
1.16
выключателей
Значение
сопротивлений
автоматических
Таблица 1.17 | Приближённые значения активных сопротивлений
разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1
Номинальный (_________ Активное с о т ютивление. мОм
ток аппарата, А
рубильника }
разъединителя
50
7П
шт
контаВ™ Г Т п І І 1 ПРТ ДеН« ЗНаЧеНИЯ сопР°™в^ н и й неподвижных
хагактеоных
шинопРов°Д°в Дяя наиболее
характерных мест соединения: шинопровод шинопоовол
шинопровод - автоматический выключатель, кабель - автоматический
йвИ
Я
М
кабеля
с
*И
э шинопроводом
д в І пере™ можно
того Я определить
Н ш Шкак
среднее
арифметическое переходных сопротивлений кабел.
шинопровод - шинопровод.
I
кабель и
Таблица 1.18 - Значения активных
переходных сопротивлений
неподвижных контактных
соединения
Сопротивление. мОм
Кабель
алюминиевый
сечением, мм2
Шинопроводы
ШРА-73,
ШРА-4 на номинальный ток, А
630
Шинопроводы
ШМА-73,
ШМА-68Н на номинальный ток,
0,850
0,064
0,056
0,043
0,029
0,027
0,024
0,021
0,012
0,009
0,006
4000
электрической
целесообразно учитывать, поскольку
как
показывает
опыт,
оно
возникает практически
любом
остаётся металлическим.
» 1 а М
І 1 ^| согласно [2] можно определять
в
*по формуле
6* 0*
Кд
К 12
в
(118)
-те К 3 0П„ Г , “ “ 0' 3“ ЧеКИе теР"М»неской составляющей тока
мес-те
КЗ, при металлическом КЗ, кА;
иср, нн
среднее напряжение низкой стороны, В;
^12
суммарное
активное
и
сопротивления цепи КЗ, мОм;
индуктивное
КС 1 поправочный коэффициент, учитывающий
тока в начальный момент дугового К? ^
ЩИи снижение
металлического КЗ
сравнению с током
Поправочный коэффициент кс в соответствии г п
определяется по формулам:
- для начального момента короткого замыкания
Кс = ° '6 - °-025 ' 2К + 0 .П 4 • ^
- 0.13 ■
ъ -п
’
(1.19)
- для момента отключения короткого заі
замыкания
кг Щ0,55
- 0 ,0 0 2 - 2 к + 0 , 1 . ^ - 0 , 1 2 . 3^
™ р ^ х ПГ „ 1 С°юР0™Е,'еКИе
К3>
о
т
,
( ,.20)
вида КЗ:
при двухфазном КЗ
В
2к--2 ) - ( 2 ' к і і : + Хі і ; ) л / з ,
при однофазном КЗ
7 (О
II Й х 0 і)
1.2.
^
™
™
^
с
с
™
™
Г
п
Г
(
/з
(1.23)
' - ^ и (1 -20), приведены на рисунке
1
С
™
)
Т
(
1
2
о 7
“
к
о
р
о
т
к
о
г
^
о
электрической Ц /^ Г т еп л ^ ю г о КОр° ТКОГО замы*акия с учетом
методом последовательных приближений* д Г п М° ЖН° Пр° ИЗВОДИТЬ
расчетов с погрешностью не ППр»,
* получения результатов
итераций.
’
ышающеи 1 % достаточно 3-^5
20
о
40
60
80
100 120 140 2 к,мОм
1 ^ значение £ для начального момента короткого замыканиязначение кс для момента отключения короткого замыкания
■
И
И
~
“ Г
При
первой
Г
г
~
—
“ “
» » ‘ °* Р °™ М еиия „ . „ I
итерации „ значение тока дуги
рекомендуется
зодыкания ГЛ^Зате П°Л° ВИНе Ш
коР < ™ > металлического
замыкания [7]. Затем рассчитывается сопротивление дуги К по
аппроксимирующей формуле
д
Кд = ( 4 7 /|0 - 28) _ 15,
(,.2 4 ,
где Iд - ток дуги, кА.
После
этого
РИТА ПГ1.І.//Ч
~
ь~
определяется
*___ __ Ві ■: 4
корот
°
активное
сопротивление
‘
з—
■
При "” ' д1,юш“
итерациях по рассчитанному значению
периодической составляющей ток, короткого замыкания п р е д ™ " ”
Итера“"и' ло Ф°Р“ У”
О М ), рассчитывают новое Я
в
сопротивления луга и действующее значение п е р и о д и к о й
составляющей тока короткого замыкания.
периодической
Сопротивление дуга, рассчитанное на последней итерации.
можно вводить в схемы замещения всех последовательностей [71
и) активное сопротивление прямой последовательности
асинхронного электродвигателя, согласно [7], в начальный момент КЗ
можно рассчитывать по формуле:
к 1,дв = К1(М
5ном I М*п-С05<р- дном - ( 1 ,6 2 - 0,0054 • пНОм)
1
0
0
«
I
Щ
Щ
--------------------------------------------- ---------
* (« т о м • Чном • С05 ф ) /(1 0 0 ■Рд„, ном),
( , 25)
где 5Н0М - номинальное скольжение, %;
М* п кратность пускового момента электродвигателя*
Пном I коэффициент полезного действия электродвигателя,
%
электродмгателя;
номинальный
коэффициент
мощное™
у ном - номинальное напряжение электродвигателя. В;
рП § кратность пускового тока электродвигателя;
дв, ном - номинальная мощность электродвигателя кВт
Индуктивное
сопротивление
прямой
последовательности
асинхронного двигателя Хі
- у
*^*сдовательности
А1, дв ~ х 1 , М определяется по формуле:
Ү
■
_
), (^НОМ ‘ С05 Ф • Ином) 1
I и •и •Ш
ном)
Ж І
»•
В
к) сопротивление обобщенной нагрузки, которая
сетях н и э і г л һ п
____
о электрических
собственных И
I пРеДприятий и
сАо/
'
п подстанции состав.
0 ощности всей нагрузки, определяется по формуле [7]:
К
И
_____________
I И !1 1 ! В •І І I Ш
І •Зном),
(1.27)
гд- ином_- номинальное напряжение обобщенной нагрузки, В:
кп - 5 - кратность пускового тока обобщенной н е у зк и ;
ІНОМ - номинальный ток обобщ енной нагрузки ( суммяпн-
ток группы эквивалентных электродвигателей), Аэлектродвигателей, к Г Г ”"
с о г л » Г ГТ и ^ ™ " е " В
„Г
(с>ммаРнь,и
М° ЩН° ИЬ
С° ПРОТИ“ МИе * « « ■ < > *
Хнагр = 0,922 • 2НагР; Кнагр = 0,42 • Хнагр.
( | ,28)
1.4 Расчет токов коротких замыканий
- а
~ : г г к з т т ческ0й Я И
радиальной схеме определяется по формуле [2, 6^ ° ЧНИКЗ питания в
I о------- —'
*й0, С = Еэкв, с / у к 1 £ + ^ 1 2 »
(а )
(1.29)
К 8
ЕэКВ' с | эквивалентная фазная ЭДС сетевого источника
приведенная к ступени напряжения 0,4 кВ, В;
К1І' Х11 соответственно активное и реактивное
суммарные
сопротивления
прямой
последовательности
всех
элементов сети, по которым протекает ток КЗ, мОм
тока
Г Г , ДеЙСТВУЮЩее 3?аЧенИе ^ о д и ч е с к о й составляющей
ока
трехфазного
металлического
КЗ
от
асинхоонных
электродвигателей определяется по выражению:
.(3 )
"
/ //
\2
2
ПО, АД = ЕФ,Ад / / ( Х1,дв + * 1 ,в н ) + ( К1,дв + К1#вн) , (1.30)
VI
где ЕФ, АД - сверхпереходная фазная ЭДС электродвигателя, В;
1,ДВ'^1 ,д в
электродвигателя, мОм;
I
1 2 Ию
вн' К1.вн
7
о
~
индуктивное и активное сопротивления
I
индуктивное и активное сопротивления
т С П ' К0Т0РЫМИ В
Я
Ш
связан с
. Р в ^ 'Р 'х В Д н а я фазная ЭДС асинхронного электродвигателя
ЕФ, АД Рассчитывается по формуле [7]
еф, а д
[ К д в + )*1,Дв) р ф ( | +
[О
где
' р* ( 0) ' рдв, ном ) /
НОМ
(хІ>дв - ) К і , д В)
(уз ■Ином ■Со5
'5і„<р(0 )] X
• Пном)]. (1.31)
Р
(0)
“
относительная
механическая
мощность
электродвигателя в предшествующем режиме;
с°5 ф (о) - коэффициент мощности в предшествующем
режиме;
Пном
1
электродвигателя, %.
коэффициент
■
Я
двухФ^ного металлического
определяется по формуле :
.(2 )
полезного
КЗ от источника питания
итания
_ л/З • ЕЭ[СНг /
1
.
I
В
Ток двухфазного металлического КЗ
лектродвигателей определяют по формуле
сверхпереходной фазной ЭДС злекчх.д.итателей ■
=
действия
действия
■
£
1
1
1
от асинхшндаых
(1.32) с ^ ет о м
I активных н
=
- от системы
*п(?с 1 1 Еэкв1
(2 1 И I к02)2 1 (2 •Щ I х02)2
от асинхронного электродвигателя
В
по, АД
З Еф ,А д /> /(2 к 11 + Ко2:) + (2 • Хц; + Х02;)2, (1.34)
1 1 »
произвол^ного^ом ента°^е^ніи^ссч^тта^яТпо^ормуле:аНИЯ * “
% £ = а/2 • 1п0 • е~1/та
где I время от момента начала короткого замыкания, са
постоянная времени ^ятуүаиип
составляющей тока короткого замыкания с
периодической
Постоянная времени Та рассчитывается по формуле:
Та = ^ЭК
( 2 - Л / , к эк )'
(1.36)
где Кэ к . Хэк 1 эквивалентное индуктивно*.
сопротивления цени короткого замыкания, мОм
/ - частота сети, Гц.
~
—
„
Ш
"о Формулам:
Я с Щ Й 1 П0, С ■Й | е {001'(0-5+<рк /^ ]/т а> с
^
' *п0, С ’ ку<
(1.37)
от асинхронных электродвигателей
0,01
*у, АД - у 2 • ІП0 ДД • [ е ТРасчАД + е
_ 0,01 (0 ,5 + Ф и / Т ( )
л/2 - 1пО, АД ку
1аАА
(1.38)
где Ку - ударный коэффициент тока короткого замыкания
который ~
ь
расс
а„ или опреаелен „о крнаым Л
Н
агсгЯ лэк/К эк - угол сдвига по фазе меж™
напряжением источника «
............. ф е междУ
периодической составляющей тока
короткого з&мыкания;
Трасч, АД “ расчетная постоянная времени затухания
амплитуды периодической составляющей тока короткого замыкания
асинхронного электродвигателя, с;
^а,АД - постоянная времени затухания
периодической
составляющей
тока
короткого
асинхронного электродвигателя, с.
1.0 К/Х
амплитуды
замыкания
0.5 1,0 2,0 5,0 10,0 20,0 50.0 100,0 Х/К.
Рисунок 1.3 - Кривые для определения ударного коэффициента
^а, АД и Т р а с ч , АД ~ рассчитываются по формулам [7]:
Та,А Д й ( х 1, ДВ
п п + Х 1, вн
ш
К ДВ + к 1,вн
(1.39)
Т
расч,АД - ( х 1 ,д В + х 1 ,в н ) /( й) ; К
11-40)
ГДС К іДВ- В активное сопротивление обмотки статора, мОм
определяемое по формуле (1.25);
’
элементовКВиЬ & Н „гГ аКТИВНОе и индуктивное сопротивления
асинхгюнным
чп
'*
Между
точкой
короткого
замыкания
и
асинхронным электродвигателем;
К*Р “ активное сопротивление ротора электродвигателя
приведенное к статору, мОм.
сопротивление ротора,
рассчитывается по формуле [2,4, 6, 7]:
приведенное
К* р = 0,36 ■М* п х
к
статооу
*
Я
ном
И
I Л •10«/|кі • Я 1 . 11 1ном/100)], (, .41)
ймех! := 0,012
Г
Г• Рдв,"ном/п
Г
МОМСНТа электродвигателя;
электродвигателе, кВт.
Токи коротких дуговых замыканий
(
3
)
I
пО.д
г(2 )
п0,д
Еэкв
механические потери в
определяются по формулам:
( К11 + К д ) 2 + х
л/3 ЕЭКВ
Ки + Кд)
(
1
)
I
(1 42)
II
+ ( 2 Х Х1) 2,
(1.43)
экв С
л0,д
“ ц + Ящ: + з - * « )
* (1 ■%
+ у
2
• (1 4 4 )
1.5 Пример выбора н проверки кабелей
Н І И Н Н І 1 1 ГГ ГГгг
__
Для электродвигате
кВ
кабелей и проверить их по п Т Г
Р УНК6 1Л' выбРать Учения
помощью И
Ш
" 1" 2" Т о
Ш"Н“ °'4 КВ *
трансформатора мощностью 400 кВ А. В т а Г Г Г Г г о Т " " ' "
режимные параметпы
гаолице 1.20, приведены
Температура окружающей среды « о іф ^ З О 0 С. *
Кабелей’
Таблица 1 1 9 - Параметры электродвигателей
Обозна­
чение
Тип
двигателя
4 А 18054УЗ
ДВ, н о м I Пном
ІкВІГ- !
%
(С05*
900
4А25056УЗ
4АН25056УЗ
0,87
4АН28088УЗ
0,85
4А200М2УЗ
90,0
4 АН 18054УЗ
90,0
0,89
Кп
ном I Л
% I м* П
Для выбора сечения кабелей определим номинальный
каждого электродвигателя по формуле
Пвн=10,5 кВ
/ і £>н=20 кА
Пңн= 0,4кВ
«габ.ІІ
І „ * ,|
яв
Ікабл)
1»яб.41 ІкгбЗ
ак
Ікаб.бІ
эк
Рисунок 1 .4 - Схема питания электродвигателей
I
^НОМ, Щ / (■'/з • р н о м ' Пі ■С05 Ф |)#
НОМ, М(
кВт;
где Рном, М
1
номинальная мощность і-го электродвигателя,
^ном
1 _ ™ ,Г Г ИНаЛЬНОе на17Ряжение электродвигателя, кВ;
|
К° эфФициент полезного действия і-го электродвигателя;
—номинальный коэффициент мощности і-п,
электродвигателя.
Iном, М,
22
у З • 0,4 • 0 ,9 10,9
Значения токов всех электродвигателей
39,20 А.
в номинальном режиме.
'%
Р * н « пуска |
технологической перефузке приведены в таблице
Таблица 1.20 Режимные
параметры
электродвигателей
и
длина
каоелей
IОбозна­
чение
Тип
двигателя
4 А 18084УЗ
4А25056УЗ
4АН25086УЗ
4АН28058УЗ
4А200М2УЗ
4АН18054УЗ I
дв, ном
кВт
разв
тех
кпер
5 эк, каб. 1, расч
каб,м
2.7
Таблица 1.21 - Значения токов элекл •двигателей
Обоз^ном,дв«| •ном.дв* пуск, дв
Iначение I двигателя
А
4А 18054УЗ
22
39,20
254,80
4А25056УЗ
79,76
518,44
4АН25056УЗ
98,65
6 4 1,23
4АН28088УЗ
138,43
761,37
4А200М2УЗ
66,67
500,02
4 АН 18084УЗ
57,28
372,32
Ш
Ш
Ь
Ш
тока по формуле ( 1 .2 )
пер.с
Я
раб, дв, макс
54,88
107,68
138,11
173,04
100,01
83,06
» экономической плотности
Iном, М 1
Ьк
39,20
1,2 0
32,67 мм2,
ІЭК “ 12 0 А / мм2 ~ принимаем по таблице 1.6 для кабелей
алюминиевыми жилами при Тмакс > 5000 ч
Согласно таблице 1.2 и 5М каб 1 , ра„ . 32.67мм2 принимаем
к установке четырехжильиые алюминиевые кабели, в свинцовой
оболочке прокладываемые в воздухе, сечением 5 каб 1 = 35 мм2
'ДЛ, доп
= 83 А
Падение напряжения в кабеле определяем по формуле ( 1 .3 )
где 1ном, дв ~ ток электродвигателя, А;
^каб ~ Длина кабеля, м;
Ф —угол нагрузки;
КУД' худ
~ удельные
активное
И
■ Ш В и6мей’ м0м/м'в И Я В адГЗ™
Ркуд*- ' —
г
г
ш
= 1,1 м О м /м , Худ = Хі
в
0 ОАЙ мПм /
0,068 мОм/м, тогда падение напряжения в кабеле составляет
л/З
М1
3,46 В
или 0,86 % от номинального напряжения.
Результаты выбора сечения кабелей
напряжения в них сведены в таблицу 1.22.
и
расчета
падения
Таблица 1.22 - Выбранные сечения кабелей и падения напряжения
Обозна­
чение
мм
Сопротивления кабелей,
мОм/м
мм
32,67
66,47
/
82,21
115,36
55,56
47,73
3,46
й00
0,068
0,647
4,30
0.549
0,065
0,393
0,405
0,064
0,317
0,320
0,064
0^301
0,549
0,065
033
0,769
0,066
одоо
падению напряжения2 ВИДН° ’ ЧТ° ВСе выбРанные кабели проходят по
в
Ш
о
т
I *
В
І
с Г о Т : в * г а""я • -
»ол„„Ф
азГ 11“
м
-
ь;Щ 1В
в
Схемы
замещения
-------,«
1ЧСЩСИИЯ прямой и нулевой
представлены соответственно на рисунках 1 5 и 1 ^°СЛедоаательностей
СХ№ З Ш
п о с л ^ Г о с Г " ^
со Ц
В
§
§
В
Ш
П
" нулевой
Ч«®Форматор Ш
ТСЗ-400/ІО
напряжению 0,4 к” ^ н ^ Г т о и б Х Г Г в Т ' | ™ ""нольиом)'
К1Т = «2Т = «ОТ = 5,9 мОм,
Х1Т =
х2т = хот =
17,0 „Ом.
Сопротивление системы опрелеляем с учетом формул ( 1 .5) и ( 1.6)
X 1с
ҢсВН -1 0 3
^
п 0 ВН
(У„пми и \ 2
10,5 • 103 / 0 ,4 ч2
у/3 - 2 0
' ° номВН''
( ю ,5 /
15Ғ7
15Ғ 7
Г*а* 1 1^15Ғ2
15Ғ1 и к 15Ғ2
1кабіГ|^1каб2
1кабіУ^-1каб2
1 1 К2
М1 Т ( ХМ2 4
мі
Ік а б З
ІоҒб
Ія18Ғ5
№
■І*ЧЗҒ5 Ш 18
ІЗҒб
1каб 4 |^1каб5І|Х|К
Ік а б б
|
1каб4 '^■1каб5М^іК
Ікабб
К5
ІКб
|*М5 Л^Мб
' М5 и&мб
Рисунок 1 .5 1 Схема замещения прямой последовательности
0,44 м0м-
Эквивалентная фазная ЭДС сетевого источника, приведенная к
-ни напряжения 0,4 кВ, при условии, что У/п, = п .„ ,,
ср. ном
Еэкв С
цср. ном • и номНН
3 _ 10,5 • 0,4
3
10
10
л /з -и номВН
у/3 • 10,0
242,5 В
*0$Ғ6
05Ғ6
"О кабб
Окабб
Кб
Рисунок 1 .6
Схема замещения нулевой последовательности
Определим максимальный
С у ч е ™ его переңзузкн „а Ц
■
Ш
___ 5н о м ,Т кпер
'раб, макс, Т ~
--------- -
’ ^номНН
По
II
таблице
Ш
Щ
Й Й Й Й
°'4 9
400 • 1,4
л/3-0.4
808,29 А.
1.14 принимаем
к
установке
комплектный
ШМА4
---с Номинальным ттгпм I
—1
1250 А
Г о о я Г Г ; ОПРОТИВЛеНгаМИ К!уд = Ш И м О м /м ;° К 0:
м м / м ; Х1уд _ 0,0176 мОм/м; Хп.._ = П паяо
Л
Индуктивное
сопротивление
;Тм~Ти7к, —
о
прямой
и
г
нулевой
о
Х1Ш = х 1уд •
= 0,0176 • 40 = 0,704 мОм,
Х0Ш = х 0уд *
= 0,0689 ■40 = 2,756 мОм.
I
Н
В и И
і
акТИВН0Г0
сопротивления
комплектного
шинопровода определим коэффициент % учитывающий увеличение
его активного сопротивления по формуле (1.12)
к0 = (®ус + &нач)/(9ус + 0НОМ),
где Вус Яусл = 236° С;
условная
температура,
равная для алюминия
Энач В
начальная температура
температура шинопровода до КЗ;
шинопровода
те
I
#ном
номинальная температура, для которой задано
сопротивление шинопровода.
(1 ]3? ПРеДеЛИМ НаЧЭЛЬНуЮ темпеРатУРУ шинопровода по формуле
®нач = Онорм, расчЛдоп, прод)
• (вдОП, прод 1 «норм ) 1 0 окр,
где ^норм, расч ~ расчетный ток нормального режима, А;
!доп, прод ~ допустимый ток продолжительного режима для
кабеля данного сечения, А;
^Доп, прод
допустимая температура
продолжительном режиме (0ДОП \ Прод = 7 0 ° С);
шинопровода
в
^норм — 20 С —нормированная температура окружающей
среды;
докр - температура окружающей среды, согласно заданию
равна 3 0 ° С.
Начальная температура шинопровода при коэффициенте загрузки
кз - ‘норм, расч/1доп, прод = 1 равна
^нач =
• (7 0 —2 0 ) + 30 = 80°С.
Коэффициент к |
сопротивления равен
учитывающий увеличение его активного
236 + 80
^ “ 236 + 20 = 1,234
Активные сопротивления прямой и нулевой последовательности
ш о п р о в о д а с учетом контакты* Й И Ы
п р Г Х ^
температуре определим по формулам (1.15) и(1.17)
к 1ш = К 1 у д щ / ш К Ө -кд + пк. с -К к. с,
к 0ш =
Оуд,ш 1Ж •■Щ • кд + пк. с • Кк.с
1улш - к0уд,ш
активное удельное сопротивление
шинопровода прямой и нулевой последовательностей, мОм/м;
гппппти К&
коэффициент, учитывающий увеличение аіставного
сопротивления шинопровода;
кд I коэффициент добавочных потерь в шинопроводе от
™
Ш
Ш
Ш
■**—
і
И
Я
«
З
Щ
огласно [7] принимается равным 1,18 при одной шинеП__ —
м
___ I
шинопровода (при длине секции 3 м и да,„ е
Т „ '
Я I 0,0332 ■40 • ^23411 .1 8 113 • 0,003 1 1,973 мОм,
Кош =* 0,0882 • 40 • 1,234 • 1,18 + 13 • 0,003 | 5,201 мОм.
Сопротивления трансформатора тока К ітл = 0 -п
при первичном токе свыше 500 А угт
' 1ТА ~
так
трансформаторы Тока.
устанавливаются одновитковые
В качестве автоматического выключателя 5Ғ7 таблица 1 тй
предполагаем использовать выключатель сепии V *
номинальным током 1НОм = Ю 00А и К
о
«Электрон» с
ХІ5р7 1 Х пер, - 0 1 * 1
р
15Ғ7 I 05Ғ7 я 0,10 мОм;
05Ғ7 В °'08 м0м- ІК. с 5Ғ7 1 0,10 мОм.
Активное суммарное переходное сопротивление
различных контактных соединений до точки КЗ К7 равно:
К
” Р
К„ер7 = « с - ш + ЯШ. Т + Кт. щ + Кш_д а + Кк с 5р7 +
где Яс-ш - переходное сопротивление система - шиныш
К...-Т переходное сопротивление шины - транс,|ю„маТОп^ т -ш ]
переходное
сопротивление
трансформатор
шинопроводК.,.
Кш- 5Ғ7
переходное
сопротивление
ти.
Р
’
автоматический выключатель;
имение
шинопровод
-
К-с 5Ғ7
переходное
автоматического выключателя;
в ы х л ю ™ . ш'„„ыПеРеХОДНОе
сопротивление
Ротиаление
сопротивление
контактов
автоматический
по величине 0,003 м й Г Т * й б о ех " Р°™ ВЛ<!Н,И і В ш ш равными
автоматического в ы к ^ я
~
к пер7 = 0.003 • 5 + 0Д0 = 0Д15 мОм
Сопротивления
автоматических
выключателей
яй Ж
Ш
Ш
Щ
' ‘-23, (вторые п р и н я т ы ? соответствии
М
с
таблицей 1,16в зависимости от номинального тока выключателя.
ыключателей
П
Н
" ‘ ■ч* « Ч » » — < Я
формулам ( , . , 0, и по
Ікаб. 1 “ К1уд,каб. 1 ‘ *каб. 1 = ІД • 50 = 55 мОм.
Х1каб. 1
х 1 у л каб ! • /каб 1 = 0,068 • 50
3,4 мОм,
К0каб. 1 - К0уд, каб. 1 1'каб. 1 = 2,63 50 = 131,5 мОм,
V
''
вЗй-і
Окаб. 1 = Х0уД( каб 1 ■/каб 1 = 0,647
последовательностей г а ^ і е й п Х ™
И
11 1 3"аЧеН"е Н
И
кабеля
^каб'
мм2
" " а б л ™ Г 1*24 н"
И
Т в б ^ а | .2 5 1 Значения
50 § 32,35 мОм.
последовательное™
нулеаой последовательное™
I
мОм/м
мОм
Окаб
Жаб
90,35
32,35
23,58
20,60
я
I
0,301
0,393
формуле (1.25)
.іІШ
° Пр0ТИШ,ения электродвигателей рассчитываем по
I
ном + іМ
! ! і п - с о 5 ф - П ном. ( 1)62_ 0 0 0 5 4 . Пном)
к Ідв
100
КП • (100 — 5Н0М)
(^ном
где $ном
Пном СО8ф ) / ( і 0 0 • Рцв,НОм),
I номинальное скольжение
ІЯ
Д Д Д
""Г"0™
коэффициен
электродвигателя,%;
электродвигателя;
номинальный
%•
ШЙЙЙ;
полезного
действия
коэффициент
мощности
^ном - номинальное напряжение электродвигателя Вкп | кратность пускового тока электрадвигателя
'И
\ДВ, ном ~ номинальная мощность электродвигателя кВт
■
■
И
И
приведенными в таблице 1.19, равно
К1М1
100
параметрами
1,4 • 0,9 • 90 • (1,62 - 0,0054 ■90)
— — ------- —
6,52 • (ЮО - 2,0)
3 8 0 2 • 90 0,9
100 22
•
271,45 мОм.
Индуктивное сопротивление
X
1д
^ ( ином ' Пном • С 05ф /(кп • 100 - р
ДВ, ном
X1 М 1
2
2
К
Дв, 1
271,452 = 771,57 мОм
Сопротивления остальных
электродвигателей рассчитываются
аналогично.
^
/
аССЧИТаеМ
П
О
формуле
каждого электродвигателя
сверхпереходную фазную
ЭЛГ
ную
_ Шт
р"
Ч а д --^ = --
| ^ КіДВ + |Х і™ ) ■003ф(0 )
I
(Х1дв | і« 1 д » ) • 5ІП<р(0 )] X
* К 1 0 0 1 1 (0 ) • 1>дв,тж )/(л/3 • ином„ с„5<рС0) : Щ ] :
где
Р* ( 0)
относительная
механическая
электродвигателя в предшествующем режиме;
режиме
С° 5 Щ
мощность
І К°эффициент м°Щности в предшествующем
II
Е
ф,М1
380
ш
((271,45 * (771,57) • 0,9 | (771,57 - )271,45) . 0.4361 X
1 0 0 -1
22
195,41 —/2 3 ,7 9 В = 196,85 В
л/З
о б р а з о м ^ ь "“ыИ
в
электродвигателей с к л е и в
Н
Ш
1
,
соиротиилеии, и с„ерхнерех„д„Ые ЭДС
Электро- |
двигатель
Сопротивления, мОм
174,3 8
395,54
531,98
79=196
195,11 -['23,48=196.5?
195,82-124,24=197,31
19-І24
-120,45=199.63
193,30-І21.24=194,46
Произведем расчет токов короткого трехфазного, двухфазного и
однофазного замыкания в точках К7 и ІЙ показанных на рисунке 1 5
тока
61
9
1
1
І
значение периодической
короткого трехфазноп, Н
, Ш
1
тока
определяем по формуле ( 1.29)
1п0, С
составляющей
ы
системы
Еэкв с /л /К1 £ +
где Еэкв С | эквивалентная фазная ЭДС сетевого источника
приведенная к ступени напряжения 0,4 кВ, В;
К12' Х 1 1 “ соответственно активное и реактивное
элемЛ ГЫе СОПротивления прямой последовательности
всех
элементов сети, по которым протекает ток КЗ, мОм.
И В
ТОЧКИ К3 К7 активные и реактивные
сопротивления прямой последовательности равны:
К12 =
суммарные
+ К1ш + к 15Ғ7 + к пер7 =
= 5,9 + 1,973 + ОД + 0,115 = 8,088 мОм,
X
I I | Х1С + Х1Т + Х1Ш + % |§ 7 = 0,44 1 17,0 | 0,704 | 0,08 =
= 18,224 мОм,
,(3 ) _
242,5
пО, С I Т "
1 12,16 кА.
8,0882 + 18.2242
токя ЛіЯ раСЧета « Н О Г О значения периодической составляющей
тока
короткого
дугового
замыкания
определим
активное
ротивление дуги методом последовательных приближений Г7]
Произведем три итерации.
* Первая итерация
При первой итерации начальное значение тока дуги I™
принимается равным половине тока короткого металлического
замыкания
г _ ,( 3 ) н
12,16 ^
Д ~ п0, С /2 ------ 2— Г '
кА*
Активное сопротивление дуги рассчитываем по формуле (1.24)
Кд
= (47/1°'28) - 15,
где 1д - ток дуги, кА.
~
47
^ о 80,28
“
15 =
1
3
' 3
5
м
0
м
-
Активное эквивалентное сопротивление, относительно точки
короткого замыкания К7 с учетом сопротивления дуги равно
К 1д£ ~
+ Кд - 8,088 + 13,35 = 21,44 мОм.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого трехфазного замыкания при дуговом замыкании равно
і(3) _
^экв С____ ___
242,5
пО,дС
г~х----- — ~ ~г=:
~
= 8,62 кА.
К 1д1 + Х1Г .Л21,442 + 18,2242
- Вторая итерация
(3)
= {п0,дС = 8'62 **>
о _
47
,0,28
д
„г
47
15 ~ 8 620,28 “ 15 = 10'71 м0м-
к 1дХ = К 1Г + Кд = 8,088 + 10,71 = 18,80 мОм,
___ ^экв С
I(3)
п0,дС
2
2
К 1д5: + ХЦ
242,5
9,26 кА.
./18,802 + 18,2242
•Третья итерация
Гд - 'пО^дС = 9'26 к*'
К \
д
47
|0 ,2 8
ХіР®
9,260'28
1 ~ 10'20 м0м*
.
а » .
‘
КІД І = К1Г + Кд = 8,088 + 10,20 = 18,288 мОм,
,(3 )
_
п°, дС
ЕэквС
12
Т
242,5
2 ~
УІК1ді: + Х1Е ^ Ів .2 8 8 2 + 18,2242
=9,39кА'
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого трехфазного замыкания в точке К7 от асинхронных
электродвигателей определяем по формуле (1.30)
г'пО,
3) АД -~ еЕф,
"
где Еф, АД “ сверхпереходная фазная ЭДС электродвигателя, В;
ХДВ, 11Кдв, 1
индуктивное и активное сопротивления
электродвигателя, мОм;
Хвн- Квн
индуктивное и активное сопротивления,
которыми электродвигатель связан с точкой КЗ, мОм.
Рассчитаем активные сопротивления прямой и нулевой
последовательности кабелей, проложенных в кабельных каналах с
учетом их температуры по формуле (1.11)
Ккаб, в = Ккаб, в0 ’ кв >
где кд - коэффициент, учитывающий увеличение активного
сопротивления кабеля;
‘'каб, Ө0
~
активное
температуре Ө0 » 20°С, мОм.
сопротивление
кабеля
при
Для расчета коэффициента кд, учитывающего увеличение
активного сопротивления кабеля, определим начальные рабочие
температуры кабелей по формуле (1.13)
внач = ('норм, расчЛдоп, прод)
■(«доп, прод - ^норм) + б0Кр,
где Ін°рм- расч I
(таблица 1.21);
расчетный ток нормального режима
А
ГДоп, прод в допустимый ток продолжительного режима
для кабеля данного сечения, А ( таблица 1.24);
®доп, прод* ®йорм
1
соответственно
допустимая
температура кабеля в продолжительном режиме ( для ПХВ
I
_ 7п0 Г
Г
г .....
V
цьл.0
доп, прод
/и С, для бумажной изоляции вд0П прод = 8 0 ° С и
нормированная температура окружающей среды, 0 С (для кабельных
каналов внутри зданий электростанций 0окр = 40° С) [7]
о
_ /39,2ч2
нач, каб. 1 ~
• (70 - 40) + 40 = 46,7° С,
д
( 79,76 \ 2 ;
нач, каб. 2 | Щ р Щ
; (70 - 40) + 40 | 51,5° С,
о
/ 98,65 \ 2
нач, каб. 3 * Ш Щ
| (70 1 40) + 40 = 52,0° С,
я
_ /138,43ч2
нач, каб. 4 ■
‘ (70 - 40) + 40 = 57,0° С,
о
/3 9 ,2 \2
нач, каб. 5 ~
| (70 - 40) + 40 = 46,7° С,
я
/ 57,28 \ 2
нач, каб. 6 - І Ү о Щ ; ' (7 ° 1 40) + 40 = 49,6° С.
Коэффициенты приведения активного
сопротивления кабелей к
рабочей температуре определяем по формуле (1.12)
КЭ - ( V + ЭНач)/(Эус | Эном) 1
где Ә
'ус
236” С - условная температура для алюминиа;
задано сопротишіение^кабедя°МИНаЛЬНаЛ
»*
В
_ 236 + 46,7
нач,каб1 “ 236 + 20 ~ 1>104'
236 + 51,5
Кд
------------------- — 11 оо
нач,каб2
236 + 20
236 + 52,0
®нач, кабЗ ~ 236 + 20 ~ 1,125 >
236 + 57,0
Кл
------------ -
нач,каб4
236 + 20
= 1 1№
_ 236 + 46,7
^нач, каб5 “ 236 + 20 = ^ 104-
_ 236 + 49,6
^ н а ^ к а б б “ 236 + 20 = *'116-
Активные сопротивления
кабелей
прямой
и нулевой
последовательностей с учетом формул (1.11) , (1.12) и таблиц 1 24 и
1.25 равны:
К1каб, 1Ө = К1каб, 1 ’ «внач каб1 = 55 х 1,104 = 60,72 мОм,
К0каб, 16 = К0каб, 1 х
^ наЧ)Ка^1
= 131'5 х 1(104 = 145,18 мОм.
Расчет сопротивлений остальных кабелей
производится
аналогичным образом. Результаты расчета сопротивлений прямой и
нулевой последовательности кабелей приведены в таблице 1.27.
Таблица 1.27 температуры
кабеля
Значения сопротивлений кабелей с учетом их
Сопротивления кабелей
мОм
Рассчитаем
сопротивления
прямой
и
нулевой
последовательности от выводов электродвигателя М 1 до шин 0,4 кВ и
суммарное
сопротивление
ветви с учетом
сопротивления
электродвигателя М 1:
К1М1 § I § «15Ғ1 I « 1 каб, 1 6 1 к пер1«
К0М1 - Ш = «05Ғ1 + к 0 каб, 16 + Кпер1«
Х1М1 - Ш = Х15Ғ1 + Х 1 каб, 1'
Х0М1 - Ш = Х05Ғ1 + х 0 каб, 1'
-
где Кпер1 І переходное сопротивление контактных соединений
от выводов электродвигателя до шин 0,4 кВ.
Кпер1 = Кщ - 5Ғ1 + К5Ғ1 _ каб> 1 + Ккаб ! —М1 + Кк с 5Ғ1,
где Н 1 5Ғ1 і Переходное сопротивление шины автоматический
выключатель 5Ғ1;
К$Ғ1 —каб, 1 I переходное сопротивление автоматический
выключатель ЗҒ1 кабель 1;
Ккаб. 1 —М1
электродвигатель М 1;
1
переходное
сопротивление
кабель
''
I
I
^к. с 5Ғ1
переходное
сопротивление
контактов
автоматического выключателя 8Ғ1, принимается по таблице 1.23.
^ п ер і = 3 • 0,003 + 1,3 = 1,31 мОм,
К1М1 В Ш р 5,5 1 60,72 + 1,31 | 67,53 мОм,
К0М1 - Ш | 5,5 1 145,18 + 1,31 = 151,99 мОм,
Х1М1 —Ш = 2,7 + 3,4 = 6,1 мОм,
Х0М1 - Ш = 2,7 + 32,35 = 35,05 мОм.
Суммарные
сопротивления
прямой
и
последовательности
ветвей
электродвигателей
с
нулевой
учетом
сопротивления электродвигателей равны:
Я11,М1 = К1 М 1 - Ш + К 1М1 = 67,53 + 271,45 = 338,98 мОм,
к01, М1 = К0М1 - Ш + &1М1 = 151,99 + 271,45 = 423,44 мОм,
Х1Г,М1 = Х1 М 1 - Ш + Х 1М1 = 6,1 + 771,57 = 777,67 мОм,
Х02,М1 = Х0М1 - Ш + Х1М1 = 35,05 + 771,57 = 806,62 мОм.
Результаты расчета сопротивлений
электродвигателей сведены в таблицу 1.28.
ветвей
для
остальных
Таблица 1.28 - Значения сопротивлений етвей электродвигателей
Электро­
Сопротивления, мОм
двигатель 1М-ш |Ком-»н
щи
_0Е,М Лім-ш ром-Ш
ОЕ.М
423
35,05 777.67 806,62
247
*
24,43 [385.26 404.94
■ ■ Ш Ш із ^ з
27,09 | 103.19 118,54 194.64
21,62 [263.05 279.64
21.54
191,44
13,09 1358.79' 408,63
207.
259,77
18,80 1535.591550.78
Рассчитаем по формуле (1.30) начальное значение периодической
составляющей тока короткого трехфазного металлического замыкания
от асинхронных электродвигателей
(
3
)
1
п0, АД
П
где Еф, АД
сверхпереходная фазная ЭДС электродвигателя, В;
Хдв, 1'^ дв, 1 ~
электродвигателя, мОм;
индуктивное и активное сопротивления
х вн> Кен — индуктивное и активное сопротивления,
которыми электродвигатель связан с точкой КЗ мОм.
(3)
пО.МІ
,(3)
пО, М2
196,52
0,467 кА,
168,812 + 385,262
IV
,(3)
пО, М3
197,31
0,582 кА,
К1І,М З + Х 1І,
II
.(3 )
пО, М4
189,84
0,658 кА,
II
(
3
)
I
199,63
пО, М5
0,512 кА,
К1І,М 5 + Х1І,
II
Еф, М6
(
3
)
I
194,46
пО, М6
0,338 кА.
К1І, М6 + Х1Е,
пР°веРки коммутационных аппаратов по отключающей
способности определим максимальное значение периодической
составляющей тока короткого трехфазного металлического замыкания
на их вводах, с учетом подпитки от асинхронных электродвигателей
Для проверки по отключающей способности автоматического
выключателя^ 5Ғ1
максимальное
значение
периодической
составляющей тока короткого трехфазного металлического замыкания
на его вводах рассчитывается по выражению
і(3 )
п0,5Ғ1
.(3 )
пО, С
(3)
пО, М2
(3)
пО, М3
(3) КА А + .(^г,Л
3)
+
,(
3
)
“
Һ
I
пО, М4 ^ пО, М5 + ‘пО, Мб
Г тП
к і Г
- 12,16 + 0,467 + 0,582 + 0,658 + 0,512 + 0,338 = 14,717 кА.
г
* НШЮГИ™Ь,М ° бразом Расчитываются значения периодической
составляющей тока короткого трехфазного металлического замыкания
на вводах остальных автоматических выключателей. Результаты
расчета периодической составляющей тока короткого трехфазного
еталлического замыкания на вводах автоматических выключателей
электродвигателей сведены в таблицу 1 .29.
Ток двухфазного металлического КЗ в точке К7 от источника
питания определяем по формуле (1.32):
0 ,8 6 6 • I
( 3)
п0,С = 0 ,8 6 6 ' 12' 16 = Ю ,53 кА.
Таблица 1.29 - Значения тока короткого трехфазного металлического
замыкания
на
вволя*
____
вводах
автоматических
выключателей
электродвигателей
“ Начальное значение периодической с ^ ^ ія ю щ е й тока к а т к о г о
-------- --------- трехфазного металлического замыкания кА
__ в
___
ж
I
1
:т
Ток двухфазного металлического КЗ
электродвигателей определяем по формуле
гтжгпмг
от асинхронных
(1.32) с учетом
сверхпереходной фазной ЭДС электродвигателей Еф
и активных и
индуктивных суммарных сопротивлений прямой последовательности
относительно точки КЗ с учетом сопротивлений электродвигателей
таблица 1.28.
’
пО, АД
а д 6 6 ' ’п м д .
»(2)
_ л ЯЛА [(3)
пО, М1 ~ 0,866 1пО,М1
0,866 ■0,232 = 0,201 кА,
1(2)
-П ЯЛ й ?СЗ)
пО, М2 ~ 0,866 ' 1пО, М2
0,866 • 0,467 = 0,404 кА,
пО, М3 ~ 0,866 ' 1пО, М3
0,866 • 0,582 = 0,504 кА,
(
2)
I
■(3■)
пО, М4 ~ °>866 ’ 1П0 ^ 4 = 0,866 ■0,658 = 0,570 кА,
](2)
— П Яйб і(3 )
пО, М5 ~ 0,866 ' по,м5
|С2)
— о ЯАЛ |^3)
пО, Мб - 0'866 ‘ 1пО, Мб
0,866 • 0,512 = 0,443 кА,
0,866 • 0,338 = 0,293 кА.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого двухфазного замыкания в точке К7 при дуговом
замыкании от системы определим по формуле (1.43):
,(2)
л/З- Еэкв С
пО, дС
(
2
)
I
л/З • 242,5
п0,дС
9,34 кА
действующее
тока однофазного металлического КЗ
определяется по формуле (1.33):
'по, с
з • е экв с Д /(2 •
точке К7 от системы
+ К ое) + (2 • Х1г + Х0у )2,
где К02> Х02
активное и индуктивное сопротивления нулевой
последовательности от шин системы до шин 0,4 кВ.
СО“
°..СХеМе
ЗЗМещения
нУ
левой
последовательности,
рисунок
1.6,
активное
и
индуктивное
сопротивления
нулевой
последовательности от шин системы до шин 0,4 кВ равны
К
01 = «ОТ + КОШ + «05Ғ7 + Кпер + Ккс 5Ғ7=
=5,9+5,201+0,115+0,1=11,315 мОм,
X
0£ = Х0Т + Х0Ш Й Х05Ғ7= 17,0+2,756+0,08=19,836 мОм.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока однофазного металлического КЗ в точке К7 от системы равно
(
1
)
I
3 • 242,5
пО, С
11,61 кА.
(2 • 8,088 + 11,315)2 + (2 • 18,224 + 19,836)2
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого однофазного замыкания при дуговом замыкании в
точке К7 от системы определим по формуле (1.44):
(
1
)
I
п0,дС
242,5
= 9 кА.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока
однофазного
металлического
КЗ
от
асинхронного
электродвигателя в соответствии с таблицей 1.28 и формулой (1.34)
равно:
(1)
л0,М1
3 • 196,85
338,98 + 4 2 3,4 4 )2 + (2 ■777,67 + 8 0 6 .62 )2
Аналогичным образом рассчитываются значения периодической
составляющей тока однофазного металлического КЗ от остальных
асинхронных электродвигателей. Результаты расчета периодической
составляющей
тока
однофазного
металлического
КЗ
от
электродвигателей сведены в таблицу 1.30
Таблица 1.30
Значения тока однофазного металлического КЗ
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого однофазного замыкания при дуговом замыкании от
электродвигателей определим по формуле (1.44):
і(1)
=
пО, дМ 1
3 • 19АЯЧ
0,225 кА.
Результаты расчета периодической составляющей тока короткого
однофазного замыкания при дуговом замыкании от электродвигателей
сведены в таблицу 1.31.
Таблица 1.31 ч- Значения тока короткого однофазного замыкания при
дуговом замыкании от электродвигателей
Электрод
Электрод
пО. дМ’
0,613
0,481
0,33
Для
автоматических вШк,чаТелей и
необходимо чняти тпігы
___
__ г
* ^юшиіьносіи
шышчсекого
а также»
двухфазного и однофазного КЗ на выводах электродви’га гел Т с
учетом сопротивления электрической дуги без учета П Ь дГ тГ от
ДРУГИХ электродвигателей
электоолпигатдапвй
*
Д
КИ ОТ
Ток трехфазного КЗ на выводах электродвигателя МІ
в
соответствии со схемой замещения
прямой
последовательности,
рисунок 1.5, без
учета подпитки от других электродвигателей
определяется по формуле
( 3)
пО,М1
Еэкв С
2
+
11М1
V
2
12М1
¥
где К1ГМ1'Х11М1 1 суммарное активное и реактивное
сопротивления от системы до выводов электродвигателя М1.
К
ш
11М1 1 к 12 + К1М1
Х12М1 “ Х12 + Х1М1
ш
гезультаты расчета сопротивлений прямой последовательности
от шин системы до выводов электродвигателей приведены в таблице
Таблица 1.32 - Значения сопротивлений прямой последовательности
от шин системы до выводов эле:— т
ЭлектроI 7
двигатель
К1М - Ш'
I
х’й
I
1ЕМ
Г 75,618 [ 18,224 1
Т
67,53
[
39,05
Т
31,68
I
27,09
35,178
Т
21,54
29,628
[
33,40
[ 41,488
1 47,138 [ 18,224 1
I[ 39,768 ][ 18,224 1
1 18,224 1
1 18,224 1
1 18,224 1
( 3)
пО,М1
Ток короткого трехфазного замыкания на выводах
электродвигателей рассчитывается аналогичным образом.
Согласно схемам замещения прямой, рисунок 1 5
последовательности, рисунок 1.6, рассчитаем токи’
двухфазного замыкания на выводах электродвигателей
электрической
остальных
и нулевой
короткого
с учетом
(
2
)
I
пО, д, М1
2
11М1
.2
11М1
, (2)
__________
УЗ • 242,5
пО, д М1 ~ ~7
= 2,49 кА.
у/ (2 • 75,618 + 10,2)2 + (2 • 24,324)2
Ток короткого двухфазного замыкания на выводах остальных
электродвигателей с учетом сопротивления электрической дуги
рассчитывается аналогичным образом.
Для расчета однофазного КЗ на выводах электродвигателей
рассчитаем сопротивление нулевой последовательности от шин
системы до выводов каждого электродвигателя.
Для электродвигателя М 1
0ЕМ1 ~ К01 + К0М1 - НЬ
К0ХМ1 = 11.315 + 151,99 = 163,305 мОм,
Х01М1 - Х0 2 + Х0 М 1 - Ш .
Х0ГМ1 = 1Я836 + 35,05 = 54,886 мОм.
Результаты расчета сопротивлений нулевой последовательности
І П
В І
Д° ВЫ‘ 0ЛМ
ІЙ ®
- Л " - * ™
- пря “
11
Таблица 1.33 Значения сопротивлений нулевой последовательности
—Т шин системы до выводов электродвигателей
Электро­
Сопротивления. мОм
двигатель
Ток однофазного КЗ на выводах электродвигателя М1 с учетом
сопротивления электрической дуги определим по формуле
( 1)
п0.д,М1
11М1 + К01М1 + 3
V
'
\
11М1 + Х02М 1)
(
1
)
I
пО.д, М1
3 • 242,5
(2 • 75,618 + 163,305 + 3 • 10,2)2 + (2 • 24,324 + 54,886)2
2,019 кА.
однофазного
электродвигателей с учетом сопротивления электрической дуги
рассчитывается аналогичным образом.
Результаты расчета токов короткого трехфазного замыкания,
электродвигателей
с учетом сопротивления электрической дуги, без учета подпитки от
других электродвигателей, сведены в таблицу 1.34.
Таблица 1.34 —Значения токов короткого замыкания
Значения тока короткого замыкания. кА
Точка КЗ
2 Плавкие предохранители и их выбор
2.1 Общие сведения
дл, В
ЭТ° электРиче“ “ аппараты, предназначенные
для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и
“ Р ' д а и . Основными элементами П редохраним, Я
»
плавкая вставка, включаемал последовательно с защищаемой цепью
и дугогасительное устройство.
цепью,
Предохранитель имеет контактные стойки, к которым
присоединяются проводники защищаемой электрической цепи “
между которыми включена плавкая вставка. Контактные стойки
устанавливаются на изоляционном основании, которое может быть
сделано специально для предохранителя, или на общих изоляционных
плитах с другими аппаратами [ 10].
изоляционных
В электроустановках постоянного и переменного тока
напряжением до 1000В применяются плавкие предохранители с
закрытыми патронами. В зависимости от мер, используемь« при
гашении дуги различают предохранители: с наполнителем и без
—
Г ;
предохранителях с наполнителем плавкая вставка
находится в патроне, заполненном кварцевым песком а в
предохранителях без наполнителя плавкая вставка находится в
патроне, заполненном только воздухом.
Основными номинальными параметрами предохранителей
являются:
номинальное
напряжение,
номинальный
ток
предохранителя и номинальный ток плавкой вставки Под
номинальным током предохранителя понимается ток, на который
рассчитаны его токоведущие и контактные части, а под Номинальным
током плавкой вставки - ток, на который рассчитана сама плавкая
вставка. В один и тот же предохранитель можно устанавливать
плавкие вставки на различные номинальные токи, не превышающие
номинальный ток предохранителя.
Основной
характеристикой
предохранителя
является
времятоковая (защитная) характеристика, представляющая собой
л
*
’и с^ ок гТ
___
ВРСМеНИ плавления вставки от протекающего тока,
В нормальном режиме работы нагрев плавкой вставки имеет
характер установившегося процесса, при котором вся выделяемая в
ней теплота отдается в окружающую среду. При этом кроме плавкой
вставки нагреваются до установившейся температуры токоведущие и
контактные части предохранителя. Если ток, проходящий через
плавкую вставку, в 3-4 раза больше номинального, то практически
процесс нагрева считается адиабатическим т.е
се тепло, выделяемое
плавкой вставкой, идет на ее нагревание, и она перегорает.
и
Ш ІЛ ІІ
« Ь = Ь Ш
ч
ғ
т
0,051— [ I I - и щ а
т
а
■
•■
■
л
Г~" I - ■
■■■■■ж?
п ш Г
1
0,005 Н
1
1_
1
I
пни
ГГ-.
П т
\
м
0,001 Ы
_ Д
1 IIIII
11 1 I I I I
1
Рисунок 2.1
НИМ
2 3
5
10
100 200 М ном
Времятоковая характеристика предохранителя
Шение электРической дуги, возникающей после перегорания
гвремя. сВремя; гашения
должно
бы
ть
электрической
г
г
—
приттог° способа —
г
г ^
г г
Предохранители
І
І
Я
В
» ^ о ж „ —
дуги зависит от конструкции
В
— *—
получили
І
^
^
^
■м
З
Г
—
=
=
широкое
^
И
применение
І
Б
ш
I
Б
2.2 Конструкции предохранителей
2.2.1 Предохранители серии ПР2
Предохранители серии ПР2 -газогенерирующие, закрытые без
выхлопа
юла газа и с п о л ь з у ю т с я р
_______ 1
н
’ оез
ло 500 П ы о .
переменного тока напряжением
г
Цепях постоянного тока напряжением до 440 В
Г ЛОВНОГО обозначения: П- предохранитель; Р- разборный-'
2- условный номер разработки.
*
350 А ° ^ 1 ВИД ПреД° ХраНИТеЛеЙ Н
^
на номинальный ток до
350 А представлен на рисунке 2.2 [6, 10, 12, 13].
а
номинальный ток до 60 А; б - номинальный ток 100-К350 А
Рисунок 2.2 - Общий вид предохранителей серии ПР2 на
номинальный ток до 350 А
- *
—
.ПР2
жд ыряведспа на рисунке
.3. Патрон предохранителя выполнен из фибровой трубки 2, рисунок
2.3, на концы которой напрессованы латунные или дюралевые втулки
3, предотвращающие разрыв трубки. На тул к и навинчиваются
олпачки 4, которые с помощью фиксирующей шайбы 5 закрепляют
плавкую вставку в предохранителях с номинальным током до 60 А
или контактные ножи 7 в предохранителях с номинальным током 100
и выше. К контактным ножам 7 с помощью винтов присоединяется
плавкая вставка 1. В предохранителях с номинальным током 60 А и
менее концы плавкой вставки выходящие за пределы фиксирующей
шайбы 5 отгибаются и закрепляются с помощью латунных или
дюралевых колпачков.
Патрон предохранителя вставляется в неподвижные контактные
стоики, укрепленные на изоляционной плите. Необходимое
контактное нажатие между контактной стойкой и ножом патрона в
предохранителях на номинальные токи 100, 200 и 350 А
осуществляется стальной кольцевой пружиной, действующей на
пластинки контактной стойки.
а предохранитель на номинальный ток до 60 А;
б - предохранитель на номинальный ток 630 + 1000А;
1 - плавкая вставка; 2 - фибровая трубка; 3 - втулки;
колпачки; 5 - фиксирующая шайба; 6 - диск контактного ножа;
7 - контактный нож
Рисунок 2.3 - Конструкция предохранителя серии ПР2
В
В предохранителях с номинальными токами 630 и 1000 А,
контактные ножи имеют специальные вырезы А, рисунок 2 з '
Необходимое контактное нажатие между контактной стойкой и
ножом патрона осуществляется винтами 3 с пластмассовыми
рукоятками,: установленными на контактной стойке 2, рисунок 2.4 [6,
*“ /•
•
"і '
>•- 'РІ: .
В предохранителях с номинальным током 60 А и менее
необходимое контактное нажатие между контактной стойкой и
головкой патрона осуществляется за счет пружинящих свойств губок
Г'ТАТИ/П
ГІГ
-
-'4»
■
-•-чРч!
Плавкие вставки изготовляются из цинка в виде пластинок
которые могут иметь от одного до четырех сужений в зависимости от
номинального напряжения. На рисунках 2.5, 2.6 и 2.7 приведены
различные формы плавких вставок [141.
1 изоляционная плита; 2 - контактная стойка; 3 - зажимной
винт с пластмассовой рукояткой
? ’4 ~ ПРеД°хРанитель серии ПР2 с номинальным током
630 А и 1ООО А
При номинальном токе плавкой вставки избыточное тепло
благодаря теплопроводности цинка передается от узких частей
широким частям и поэтому вся плавкая вставка имеет примерно
одинаковую температуру.
При перегрузках нагрев узких частей плавкой вставки
происходит быстрее, так как только часть тепла отводится к широким
частям. Поэтому при перегрузках плавкая вставка плавится в одном
самом узком месте. При коротком замыкании узкие части нагреваются
настолько быстро, что отвода тепла почти не происходит и поэтому
плавкая вставка перегорает одновременно во всех или нескольких
узких частях [6].
При перегорании плавкой вставки и возникновении дуги
фибровая трубка выделяет газы, содержащие водород и углекислый
газ. Давление в трубке, закрытой с обоих концов, резко повышается и
достигает нескольких десятков атмосфер. Таким образом, дуга горит в
газообразных продуктах разложения фибры, которые обладают
£3
|Н г ~ —
—■■
'
"*
1.
в
____на ток 15 и 60 А, 220 В; б - плавкая вставка
..=| в 6§ А, 22Л-$ 5врВ, 9 - п ш ш в іт іім мя то» 60 А, ЗООвГ е
т к
Л еуевЕ 2.5 - Формы плавких вставок предохранителя ПР
ш
,,к *
« * « —
—
* т . о -с п »
г и 5 Г ^ Р! Н1ГГ" Ь СЛад* ГТ т'>*«»фаииЧивающими свойствами,
Р * * * "гт короткого
Д С Т гм т своего усгановившегося значения в цепи
« и Г Г Т * т ОКа ЙЛИ ут гтаго « » • * « " переменного тока,
1 ..™
|
Т°*
замыкания при этом ограничивается до
'вгр
Су»»жш «
пмттаЛ вставки позволяют так же уменьшить
’ вт* т ш ш и - возникающие при отключении тока короткого
Предохранители выпускаются двух осевых размеров - короткие и
длинные. Короткие предохранители предназначены для работы в цепи
переменного тока напряжением до 380В и имеют меньшую
отключающую
способность,
чем
длинные
предохраните!
рассчитанные на работу в сети с напряжением до 500В [10] >ХрЯННТМ,н*
3Т
ВСТаВКа На ток 1° ° - 1000 А, 220 В; б - плавкая вставка
на ток 1000 А, 220 В; в - плавкая вставка на ток 1000 А, 500 В
,™ СуН0К 2 6 ~ Формы плавких вставок предохранителя ПР-2 на
ток 100-1000 А, 220 и 500 В
а I плавкая вставка на ток 100- 630 А, 500 В; б - плавкая вставка
на ток 600 А, 500 В
Рисунок 2.7 - <
ток 100-630 А, 500 В
ПР
при постоянном токе; б —при переменном токе
Рисунок
2.8
предохранителей
В
Токоограничивающий
эффект
плавких
I
Основные технические данные плавких вставок предохранителей
ПР2 на различные номинальные токи приведены в таблицах 2.1 и 2.2
|0, 1^..
Таолица 2 1 - Параметры плавких вставок предохранителей ПР2 на
токи 1 5 и 60 А
^
I НоминальI
’
“
т-------------| ный ток, А Я ном I
Размеры плавкой вставки, мм
Номер
|
т"
I ^ |р
-------- —____ __________________
*пр Івст
І
В
а
Һ I I
Г~п
рисунка
__
1
2.2.2 Предохранители с мелкозернистым наполнителем
*
Данным предохранителям относятся предохранители серий
ПН2, НПН2-60, П П ЗI, ПП17, ПП5 7, ППН и др.
Предохранители серии ПН2 предназначены для защиты
электрических цепей напряжением до 500 В переменного тока и 440 В
постоянного тока, они выполняются на номинальные токи 100 250
400 и 630 А [6, 15].
*
Структура условного обозначения: П- предохранитель; Ннасыпной; 2- условный номер разработки, трехзначная цифраноминальный ток предохранителя, А.
Общий вид предохранителей серии ПН2 представлен на рисунке
Рисунок 2.9
Общий вид предохранителей серии ПН2
Патрон предохранителя изготовляется из фарфора и имеет
квадратна форму снаружи и круглую внутри. На торцевых сторон^
С
Г
с п о Г ° К 2‘10’ ИМееТСЯ ПО четыР® Резьбовых^ открстая для
п р « й
5
ЩЬЮ КОТОРЫХ КРеПИТСЯ КрЫШКа 4 с
с в а о к ^ Г Г т я й ? 38"3 I пРиваРена электроконтактной точечной
сваркой к шайбам врубных контактных ножей 3. Крышки 4 с
асбестовыми прокладками 5 герметично закрывают патрон
предохранителя. Патрон заполнен сухим кварцевым песком 6
Плавкая л
^
__
■
------------—
или « с к о л ь к и х мепных
ленточек толщиной 0,15-0,35 мм и шириной до 4 мм.
Для уменьшения возникающих перенапряжений плавкая вставка 2
имеет по длине прорези 7, которые уменьшают ее сечение в 2 раза
Количество прорезей зависит от номинального напряжен^'
предохранителя и выполняется из расчета 100-150 В на участок между
прорезями.
;
между
Для снижения температуры плавления плавкой вставки
используется металлургический эффект заключающийся в том что на
н а ™ тМеДИ НаПЗЯНЫ ШЭРИКИ ° Л0Ва 8‘ Шарики после Расплавления
начинают растворять в себе металл полоски плавкой вставки
способствуя ее перегоранию при более низкой температуре чем
температура плавления меди [10, 11].
Дуга, возникающая при перегорании плавкой вставки, горит в
нескольких параллельных каналах между зернами кварца. Частички
металла плавкой вставки выбрасываются в радиальном направлении в
зазоры между зернами кварца, где они быстро охлаждаются и
деионизируются.
а I общий вид предохранителя ПН2; б - предохранитель ПН2 с
передним присоединением проводников; в - предохранитель ПН2 с
задним присоединением проводников
1 1 патрон; 2 - плавкая вставка; 3 - контактные ножи;
4 - крышка; 5 - асбестовая прокладка; 6 - кварцевый песок;
7 ~ прорези, 8 — оловянные шарики; 9 — Т-образные выступы;
10 - контактные стойки; 11 - резьбовые отверстия для крепления
крышки;
12 винты для крепления контактных шайб;
13 - пружинящие стальные кольца.
Рисунок 2 .1 0 - Предохранитель серии ПН2
Сопротивление дуги увеличивается настолько быстро, что ток
резко снижается, не достигнув своего установившегося значения в
цепи постоянного тока и ударного тока в цепи переменного тока,
рисунок 2.8. Таким образом предохранитель серии ПН2 обладает
токоограничивающими свойствами.
Контактные стойки 10 предохранителя - штампованные из
твердой меди. Контактные нажатия между губками контактных стоек
и ножами патрона осуществляется разрезными пружинящими
стальными кольцами 13.
Для безопасности обслуживания предохранителя на крышках
имеются - образные выступы 9, за которые патрон предохранителя
под напряжением, при отсутствии нагрузки в цепи, с помощью
специальной изоляционной съемной ручки, может быть, вынут из
контактных стоек.
Пла
предохранители
серии
НПН
2.11,
.л
--- ----~ ^ 1 Грисунок
І
X».
1 1предназначены для защиты электрооборудования промышленных
предприятий и электрических сетей трехфазного переменного тока с
номинальным напряжением до 3 80 В и номинальными токами от 6 до
6 3 А при перегрузках и коротких замыканиях [16]. Предохранители
ш іі-і^-60 имеют два исполнения: НПН2-60-0 и НПН2-60-1
I патрон; 2 - колпачок; 3 - контактные стойки; 4 - стальная
пружина
Рисунок 2 .1 1 - Предохранитель типа НПН2-60
Структура условного обозначения: первая буква Н- неразборныйП- предохранитель; вторая буква Н- с наполнителем; 2-номер серии;’
60- номинальный ток; 0- с передним присоединением проводников, 1с задним присоединением проводников.
Предохранитель НПН2-60, рисунок 2.11, в отличие от
предохранителя ПН2 имеет круглый неразборный патрон 1 с
колпачками 2 диаметром 22 мм, к которым припаяна плавкая вставка.
Патрон вставляется в пружинящие губки контактных стоек 3,
которые совместно со стальными пружинами 4 осуществляют контакт
непосредственно с колпачками 2. Патрон 1 представляет собой
круглый стеклянный корпус, заполненный кварцевым песком.
Работа предохранителя НПН2-60 при перегрузке и коротком
замыкании аналогична работе предохранителя ПН2.
Технические данные предохранителей с мелкозернистым
наполнителем серий ПН2 и НПН2-60 приведены в таблице 2.3
Таблица
НПН2-60
Тип
предохра
нителя
- Технические данные предохранителей серии ПН2 и
Номинальное — ^ ом” нальный ток, А
напряжение, В
1Пп
Предельный
ток отключения
пред, откл
В настоящее время разработаны предохранители серии ПП31,
рисунок 2.12, с алюминиевыми вставками на номинальные токи от 40
до 1000 А.
Данные
предохранители
предназначены
для
замены
предохранителей серии ПН2.
Технические данные предохранителей с мелкозернистым
наполнителем серии ППЗІ приведены в таблице 2.4.
Для
защиты
от
перегрузки
и коротких
замыканий
электрооборудования промышленных установок и электрических
сетей на номинальное напряжение 380 В переменного тока и 220 В
постоянного тока выпускаются предохранители серии ПП17, рисунок
2.13 [17].
Предохранитель состоит из плавкого элемента, помещенного в
керамический корпус, заполненный кварцевым песком, указателя
срабатывания и свободного контакта. При расплавлении плавкого
элемента предохранителя перегорает плавкий элемент указателя
срабатывания, освобождая взведенный при сборке указателя боек,
который переключает свободный контакт и замыкает цепь
сигнализации положения предохранителя [11.
а - без указателя срабатывания, без вспомогательного контакта;
б —с указателем срабатывания
Рисунок 2.12 - Общий вид предохранителей серии ППЗ 1
Таблица 2.4 - Технические данные предохранителей серии ППЗ1
Номинальный ток,
Предельный
Тип
Номинальное
ток отключе­
предохра- напряжение,
ния
нителя
В
‘пред, откл*
кА
Рисунок 2.13 - Общий вид предохранителей серии ПП17
Для защиты электрических цепей переменного тока напряжением
до 1250 В и цепей постоянного тока напряжением до 1000 В при
коротких замыканиях в полупроводниковых преобразователях и
других
комплектных
устройствах,
содержащих
силовые
полупроводниковые приборы „ разработаны предохранители серии
ПП57, рисунок 2.14 [181.
Рисунок 2.14 - Общий вид предохранителей серии ПП57
Технические данные предохранителей с мелкозернистым
наполнителем серий ПП17 и ПП57 приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5
ПП57
Тип
Технические данные предохранителей серии
Номинальное
напряжение,В
предохра- (----------- г — •
нителя Реремен- постоян
ного
ного
______тока
тока
Номинальный
ток,А
Предельный ток
отключения
пред, откл
остоян
перемен­
ного
ного тока
тока
ПП57-3127
ПП57-3137
ПП57-3167
ПП57-3427
ПП57-3437
ПП57-3467
ПП57-3717
ПП57-3737
ПП57-3767
|
ПП57-3768
I 660
ПП57-3797I 1250 I 1НПО
ПП57-3938
ПП57-3967
ПП57-3968.
3968Б
ПП57-3997
ПГГ57-3998
ПП57-4038
ПП57-4068
настоящее время производителями электротехнической
продукции, такими как Электротехническая Компания Флавир (ЭКФ)
ОАО Кореневский завод низковольтной аппаратуры и другими
взамен предохранителей серии ПН-2 выпускаются плавкие
предохранители насыпные соответственно ППН (ЭКФ) и ППН
обладающие меньшими размерами и более высокими технико­
экономическими показателями [19,20].
Общий вид предохранителей серии ППН представлен на рисунке
2.15, а технические данные предохранителей ППН и ППН (ЭКФ)
приведены в таблицах 2.6 и 2.7.
1 — патрон; 2 — контактные ножи; 3 — крышка; 4 — картонная
прокладка; 5 — Т-образные выступы; 6 - винты для крепления
крышки; 7 - пружинящие стальные кольца; 8 - контактные стойки;
9 - пружинящие губки
Рисунок 2.15 —Общий вид предохранителей серии ППН
Патрон предохранителя 1, рисунок 2.15, изготовляется из
фарфора и имеет прямоугольную форму снаружи и круглую внутри.
На торцевых сторонах патрона имеется по четыре резьбовых
отверстия для винтов 6, с помощью которых крепится крышка 3 с
уплотняющей прокладкой 4.
Плавкая вставка приварена электроконтактной точечной сваркой
Таблица 2.7 - Предохранители плавкие серии ПЛН (ЭКФ
Тип предохра­ Номинальный I
Номинальное
Номинальная
нителя
ток, А
напряжение. В
1 отклю­
пере­ постоянно­
чающая
менного
*п р
го тока
способность
«вс
тока
I ^пред.откл > кА 1
ППН-33 ЭКФ
ППН-34 ЭКФ
В-
100
32, 40, 50,
63, 100
160
63, 80,
100, 125,
160
—
220, 400,
125, 160,
660
200, 250
ППН-35 ЭКФ
250
ППН-3 7 ЭКФ
315,350,
400
1 400
ППН-39 ЭКФ
630
I
220,440
50
500, 630
к врубным контактным ножам 2. Контактные ножи 2 имеют с одной
стороны конусную форму, что облегчает установку предохранителей
в контактные стойки 8 и уменьшает износ губок 9 контактных стоек.
Контактные нажатия между губками контактных стоек и ножами
патрона осуществляется разрезными пружинящими стальными
кольцами 7.
Крышки 3 с асбестовыми прокладками 4 герметично закрывают
патрон предохранителя. Патрон заполнен сухим кварцевым песком.
Плавкая
вставка общего
назначения типа дО имеет
прямоугольную форму, рисунок 2.16.
| ^
4
1
3
1 - контактный нож; 2 - фиксирующая шайба; 3 - отверстия;
4 —полоска из олова.
Рисунок 2.16 - Форма плавкой вставки предохранителя ППН
Для уменьшения возникающих перенапряжений плавкая вставка
имеет по ширине круглые отверстия 3, которые уменьшают ее
сечение в 2 раза. С целью снижения температуры плавления плавкой
вставки используется металлургический эффект, заключающийся в
том, что по центру плавкой вставки напаяна полоска 4 из олова
которая после расплавления начинают растворять в себе металл
п ол оса плавкой вставки, способствуя ее перегоранию при более
низкой температуре.
Для защиты полупроводниковых и преобразовательных
устройств ОАО Кореневский завод низковольтной аппаратуры
выпускает быстродействующие плавкие предохранители серии ППБ.
Общий вид предохранителей серии ППБ, исполнения 1 и 2,
приведен на рисунке 2.17, а технические данные приведены в таблице
2.8 [21]. Предохранители серии ППБ в зависимости от
типоисполнения
состоят
из
плавкой
вставки,
держателя
предохранителя и держателя плавкой вставки.
Л І1 И Р
1
патрон; 2 —вывод плавкой вставки
Рисунок 2.17 —Общий вид предохранителей серии ППБ
Плавкая вставка
предохранителя серии ППБ типа аК
неразборная и состоит из керамического патрона 1, выводов 2, к
которым привариваются плавкие элементы из серебра, рисунок 2.17
Внутренний объем патрона заполнен кварцевым песком
Таблица 2.8 - Предохранители плавкие серии
I
Тип
предохрани
-теля
Номинальная
Номинальный ток
Номинальное
отключающая
А
напряжение, В
способность.
________ 1пред, откл»
I
пере­ постопере- постоян
менного янного менного ного
тока
тока
тока
тока
Предохранители серии ППБ выпускаются с указателем
срабатывания и без него, со свободными контактами и без свободных
контактов.
Производитель электротехнической продукции под известным
брендом ІЕК (ИЭК, Россия), ТОМ ЕЬЕС Ш С и другие производят
расширенный ассортимент плавких вставок цилиндрических ПВЦ и
держателей для плавких вставок ДПВ под торговыми марками ПВЦ
ІЕК и ТОМ ЕЬЕСТШС, рисунок 2.18 [22,23).
о
а держатель плавких вставок ДВП ІЕК; б —держатель плавких
вставок ДПВ и плавкие вставки цилиндрические ПВЦ ТОМ
ЕЬЕСТШС
>жателеи для плавких вставок
ПВЦ
Данные устройства предназначены для высокоэффективной и
экономичной защиты кабельных линий, а так же бытового и
промышленного оборудования (в том числе и с большими пусковыми
токами-электродвигатели и т.д.) от перегрузок и коротких замыканий.
Комплект ДПВ и ПВЦ полностью заменяют автоматический
выключатель. Преимуществом данного комплекта является то, что он
обеспечивает создание видимого разрыва для проведения работ на
линии и имеет индикатор срабатывания плавкой вставки. Данный
комплект может быть снабжен плавкими вставками
аО,
предназначенными для защиты как от токов короткого замыкания,
так и от токов перегрузки, или быстродействующими аК для защиты
полупроводниковых приборов от токов короткого замыкания.
Держатели плавких вставок изготавливаются в 1, 2 и 3-х
полюсном исполнении.
Технические данные плавких вставок цилиндрических ПВЦ
приведены в таблице 2.9.
Таблица 2.9
ПВЦ
Технические данные плавких вставок цилиндрических
Номиналь
Наименование
ный ток
плавекой
вставки
вставки
Тип
Номинальная
Г
абариты
плавкой
отключающая
плавкой
вставки
способность,
вставки.
Іпред, откл'
кА
ном
ПВЦ-С2
ТОМ
пвц-сз
ТОМ
ПВЦ-В2
том
ПВЦ ІЕК
2.3 Условия выбора и проверки плавких предохранителей
К предохранителям предъявляются следующие требования:
времятоковая
характеристика
предохранителя
должна
защищаемого объекта;
ремя срабатывания предохранителя при КЗ должно быть
[Тк Н П к т и л м / п т т .
минимально
возможным;
*
при КЗ в защищаемой цепи предохранители должны
ооеспечивать селективность защиты;
- характеристики предохранителей должны быть стабильными;
- в связи с возросшей мощностью установок предохранители
должны иметь высокую
•Г
------ ------ Ю 9
ГНМ ИК/ЮТи п и л л о т / т л
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
Ь
*
конструкция предохранителя должна обеспечивать возможность
быстрой и удобной замены плавкой вставки при её перегорании.
В
соответствии
с
требованиями,
предъявляемыми
к
предохранителям, при их выборе необходимо учитывать условия
у пр, н ом ^ У с»
(2.1)
•пр, ном ^ •раб, макс-
(2.2)
•пред, откл ^ ІП0'
(2.3)
где
"пр, ном* 1пр, ном
~
соответственно
напряжение и номинальный ток предохранителя;
•пред, откл
предохранителя,
•пО
предохранитель.
предельный
максимальный
ток
КЗ,
ток
номинальное
отключения
проходящий
через
Номинальный ток плавкой вставки выбирается наибольшим из
следующих условий:
предохранитель не должен отключать электроустановку при
перегрузках, которые являются эксплуатационными, т.е.
I с, ном ^ кохс • 1раб макс>
(2.4)
•вс, ном ^ Іпер/кпер»
(2.5)
где раб, макс І максимальный рабочий ток, проходящий через
предохранитель;
котс
•пер
1.1 ~ 1,25 - коэффициент отстройки;
ток перегрузки, протекающий через предохранитель
при пуске электродвигателя;
кпер ~ коэффициент перегрузки, который принимается:
кпер ~ 2,5 при легком пуске электродвигателя с
короткозамкнутым ротором (длительность пуска менее 5 с);
* кпер = 1.6 - 2,0 при тяжелом пуске (длительностью 5 с и
более);
- кпер § 0,8 - 1,0 при защите электродвигателя с фазным
ротором.
При защите предохранителем сборки, ток кратковременной
перегрузки принимается большим из двух значений, рассчитанных
№
- для случая пуска наиболее мощного электродвигателя и режима
нормальной
работы
всех
остальных
электродвигателей,
подключенных к защищаемой сборке
Іпер = «с • £ ”
1 1ДВ) ном + 1Пуск, макс,
(2.6)
I для случая отключения поврежденного электродвигателя и
самозапуска оставшихся в работе электродвигателей
1пер- = £ і Іцуск,
(2,7)
где Е і
Ідв, ном “ сумма номинальных рабочих токов всех
электродвигателей, присоединенных к защищаемой электроустановке
без учета электродвигателя с наибольшим пусковым током
‘пуск, макс»
шШ I
Ш ‘пусқ і сумма пусковых токов самозапускающихся
электродвигателей;
Кс —коэффициент спроса, всегда меньше единицы.
Для предохранителей, устанавливаемых со стороны низкого
напряжения понижающего трансформатора, номинальный ток
плавкой вставки выбирают по номинальному току трансформатора
(ближайшее большее по шкале плавких вставок значение).
Наряду с проверкой вставки по условиям пуска или
кратковременной перегрузки необходимо проводить проверку по
условиям короткого замыкания. При Ікз/^вс.ном = 10 + 1 5 время
перегорания вставки не превышает 0,15 + 0,2 с, и поэтому на это
время практически оказывает влияния разброс характеристик вставок.
Такое время перегорания плавкой вставки благоприятно сказывается
так же на работе контакторов и магнитных пускателей, так как
маловероятно время сваривания их контактов.
Однако данное требование часто не удается выполнить, так как
кратность Ік з/Ів с, ном
определяется мощностью питающего
трансформатора и сопротивлением кабелей. Согласно ПУЭ
допускается
применение
предохранителей
при
кратностях
*КЗ/*вс, ном = 3 -г 4, а именно кратность минимального тока КЗ к
номинальному току плавкой вставки должна быть:
- для невзрывоопасной среды кч = !КЗ/1 ВС( ном > 3;
- для взрывоопасной среды кч = ІкзЛ вс, ном ^ 4.
Такая
проверка
является
проверкой
чувствительности
предохранителей при КЗ.
При питании от энергосистемы минимальным током КЗ в сетях
напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью в большинстве
случаев является ток однофазного КЗ.
В том случае если предохранитель используется для защиты
электроустановки от токов перегрузки, то кроме условий (2.1), (2.2),
(2.4) и (2.5) должно выполняться условие
•дл, доп ^ кизол • 1вс, ном-
(2.8)
где Кизол ~ коэффициент, определяемый типом изоляции
проводников и условиями их эксплуатации.
Коэффициент Кизол принимается равным:
' кизол = 1*25 - для проводников с резиновой и аналогичной по
тепловым
характеристикам
изоляцией,
проложенных
во
взрывоопасных помещениях;
' кизол = 1.0 - для проводников с резиновой и аналогичной по
тепловым
характеристикам
изоляцией,
проложенных
в
невзрывоопасных помещениях;
кизол = 1.0 - для кабелей с бумажной изоляцией во всех
случаях [8].
Выбранные предохранители должны быть проверены на
селективность. При коротком замыкании, например, в точке К-1
рисунок 2.19, должен, сработать предохранитель Ғ176, а остальные
предохранители не должны сработать.
Такая согласованность работы предохранителей называется
селективностью или избирательностью. Однако на практике защитные
времятоковые) характеристики срабатывания предохранителей
отличаются от средних значений, указанных заводом изготовителем.
*
-----------' I — — ‘ " • ‘Л М ІП Л і і р ^ д и л р а п и і^ Л С И
напряжением до 1000 В от заводских данных может доходить до
±50%.
Рисунок 2.19 предохранителей
Схема, поясняющая селективность действия
В электроустановках, где неселективная работа предохранителей
недопустима, при проверке селективности разброс в значениях
времени срабатывания предохранителей принимается равным ±50%.
В тех случаях, когда допускается редкая возможность неселективной
работы предохранителей разброс в значениях времени срабатывания
предохранителей принимается равным ±25%.
Для
проверки
селективности
заводские
времятоковые
характеристики перестраиваются в расчетные, как показано на
рисунке 2.20.
По заводской времятоковой характеристике предохранителя для
произвольного значения кратности 1/1вс#ном или тока 1 определяют
среднее время отключения (*
Полученные значения времени откладывают на перпендикуляре,
восстановленном из точки !/1вс# ном
или 1, рисунок 2.20.
Задаваясь другими значениями кратности тока или тока
отключения, строят область ограниченную двумя кривыми 0,5 I и
1,5ч . В пределах этой области лежат возможные значения полного
времени отключения предохранителя.
Г3
Һ
!1
I
Рисунок 2.20 - Построение расчетных защитных характеристик
предохранителей
Селективная работа предохранителей будет обеспечиваться при
любых токах короткого замыкания, если при КЗ, например, в точке
К - 1 , рисунок 2.19, плавкая вставка предохранителя Щ 6 перегорит
раньше, чем плавкая вставка предохранителя ҒІІ7 успеет нагреться
до температуры плавления. Это возможно только в том случае, если
расчетная времятоковая характеристика предохранителя ҒШ будет
располагаться ниже расчетной времятоковой характеристики
предохранителя ҒІІ7 во всем диапазоне токов, проходящих по
защищаемой электроустановке при перегрузках и при коротких
замыканиях.
При установке однотипных предохранителей селективными
считаются те, которые различаются на две ступени по шкале
номинальных токов плавких вставок.
Для разнотипных предохранителей селективность проверяется
сопоставлением их защитных характеристик с учётом 50% разброса
по времени срабатывания. Нижняя граница, зоны срабатывания
расчетной защитной характеристики вышестоящего предохранителя
не должна пересекаться с верхней границей зоны срабатывания
нижестоящего предохранителя в пределах токов от номинального до
максимально возможного.
На практике зоны можно не строить, а сопоставлять время
плавления большего и меньшего предохранителей при одинаковых
токах, при этом *ср б Д ф / м > 3.
Известен также метод проверки селективности предохранителей
сопоставлением сечений плавких вставок [6]. В таблице 2.10
приведена проверка обеспечения селективности предохранителя ПН-2
сопоставлением сечений плавких вставок.
На основании таблицы 2.10 для данной вставки с током
ипк.
вставка на больший ток берётся в зависимости от кратности тока Так
КЗ /
П^И
/*вс, ном
*
и токе *в с,н ом ==4 0 А
вставка
предохранителя на больший ток должна быть выбрана 63 А
Таблица 2.10 - Проверка обеспечения селективности предохранителя
ПН-2 сопоставлением сечений плавких вставок
Номинальный Номинальный ток вставки большего сечения, А
при кратности тока КЗ по отношению
меньшего
НОМИІнальному току вставки
сечения
1К З /
в/.
меньшего
сечения
предохра­
1
/1
»
нителя ПН-2
10
20
30
I
100
150 и более
зТЗ
| 50
63
Т 125
160
200 ~~
40,0
63
80
125 1
200
200
50,0
І 80
100
125
250
250
63,0
1 100
125
160
250
250
80Д)
1 125
125
200
250
250
100,0
125 | 125-160
250
250
125.0
160
200
315
315
І
315
160,0
200
250
315
315
315
200,0
} 250
315
400
400
1
400
250,0
1 315
400 "
630
630
|
630
315,0
400
500
630
400,0
Г 630
630
Н
О
М
. 4-
Л
,
2
5
0
Ш»
В таблице 2 .1 1 приведен контроль обеспечения селективности
плавких вставок предохранителей серии ППН и ППН(ЭКФ) [19].
Защитные
характеристики
рассмотренных
плавких
предохранителей приведены в приложении А.
2.4 Пример выбора м проверки плавких предохранителей
Пример 2.1. Для электроустановки, приведенной в примере 1.1,
выбрать тип предохранителей и номинальный ток плавких вставок.
Параметры защищаемых электродвигателей приведены в
таблице
1.21.
Проверить
выбранные
предохранители
по
чувствительности и селективности действия. Значения токов
короткого замыкания при КЗ на шинах 0,4 кВ и на выводах
электродвигателей приведены в таблице 1.34.
Принимаем условия пуска электродвигателей легкими. Поэтому
коэффициент перегрузки кпер - ЙН
2,5, а коэффициент отстройки
принимаем котс =1,2.
Таблица 2.11 Контроль селективности плавких вставок
предохранителей серии ППН и
Iвс,ном,1
Iвс,ном,1
*вс,ном,2 Для
*вс, ном,2 Для
вышестоящего
нижестоящего
вышестоящего
нижестоящего
предохранителя предохранителя, предохранителя
предохранителя,
ГА
А
ППН(ЭКФ), А
А
На основании формул (2.4) и (2.5) имеем:
для предохранителя ҒІЛ
I
вс, ном, ҒІИ - Коте • •раб, дв, макс = 1>2 ' 54>88 = 65,88 А,
*вс, ном, ҒІЛ ~ Іпер/кпер = •пуск.дв/кпер = 254,8/2,5 Щ 101,92 А;
- для предохранителя ҒІІ2
•вс.ном .ғц г Щ Щ ■ 107,68 = 129,22 А,
^ с , ном, | | | 1 518,44/2,5 1 207,38 А;
- для предохранителя ҒШ
•вс, ном, ҒЦЗ = Ь2 • 138,11 = 165,73 А,
•вс, ном, ҒІҒЗ = 641,225/2,5 = 256,73 А;
- для предохранителя ҒІІ4
•вс, ном. ҒІІ4 = • »2 • 173,04 = 207,65 А,
•вс, ном, ҒІІ4 = 761,365/2,5 = 304,55 А;
- для предохранителя ҒІІ5
*вс, ном, ҒИ5 1 |> 2 • 101,01 = 120,01 А,
*вс,ном,ҒІІ5 = 500,025/2,5 = 200,01 А;
- для предохранителя ҒІІ6
*вс, ном, ҒІ/6 = 1>2 • 83,06 = 99,67 А,
^вс, ном, ҒІІ6 = 372,32/2,5 = 148,93 А.
Для выбора плавкой вставки предохранителя Ғ117 определяем
ток перегрузки по формулам (2.6) и (2.7)
Іпер = Кс х
^ 'пуск, дв, М4 ““0?9 (39,20 + 79,76 + 98,65 + 66,67 + 57,28) +
+761,365 = 1068,769 А,
•пер =
•пуск, дв, М2 + •пуск,дв,М З+ •пуск,дв,М4 +
•пуск,дв,М 5 "*■ •пуск,дв, Мб = 518,44 + 641,225 + 761,365 +
1 500,025 1 372,32 = 2793,375 А.
Выбор номинального тока плавкой вставки, предохранителя ҒТ/7,
производим по второму условию, т.е. по условию пуска оставшихся в
работе электродвигателей:
•вс,ном,ҒІ/7 = •п ер А п ер = •пуск, д в / кпер =
= 2793,375/2,5 = 1117,35 А.
Принимаем к установке плавкие предохранители серии ППН в
соответствии с таблицей 2.6. В цепи электродвигателей устанавливаем
предохранители серии ППН-37 с номинальным током предохранителя
400 А, а в качестве вводного предохранителя ППН-41 с номинальным
током предохранителя 1600 А.
Выбранные
предохранители
необходимо
проверить
по
чувствительности кч = 1п0 мин/1 вс, ном = 1 $ д /1 вс,номПараметры выбранных предохранителей, плавких вставок и их
коэффициенты чувствительности приведены в таблице 2.12.
Из таблицы 2.12 видно, что все выбранные плавкие
предохранители проходят по чувствительности.
Проверим выбранные предохранители по селективности
действия. Данная проверка сводится к тому, чтобы убедиться, что при
КЗ на выводах электродвигателей, первой расплавится плавкая
вставка предохранителя в цепи электродвигателя, где произошло КЗ, а
не плавкая вставка головного предохранителя. Данная проверка
производится с помощью таблицы 2.11 контроля селективности
плавких вставок предохранителей серии ППН и ППН(ЭКФ).
Таблица 2.12. - Параметры предохранителей и плавких вставок
Обозначение 1Номинальный ток
Номинальный
Коэффи­
на схеме
плавкой вставки. А
1ток предохра­
циент
Расчет­
Выбран­ нителя, А
чувстви­
ный
ны й_____
1------------ -—
тельности
101,92
125
ғи і
1
16,15
ҒЦ2
207.38 ,
250
10,82
1
ҒШ
256,49 I
315
Г
9,56
ҒІҒ4
304,55
315
400
ГО5
200,01
250
Г
щщ
148,93
160
20,14
ҒЦ7
[ 1117,35 1 1250
ү ғ п і і л . 1 жшш л
I
Т ¥ _
^
______„_ — ___і "
11
1
■■
_
1
Г
Из таблицы 2.11 видно, что селективность действия плавких
предохранителей будет соблюдаться, так как
^ с. ном, 1 1 1 в с, ном, ҒІІ7 = 1250 А > Івс ном 2 маке 1
= •вс, ном, ҒІІ4 = 315 А.
3
выбор
Конструкции контакторов, магнитных пускателей и и
3.1 Общие сведения
Контактор
это коммутационный аппарат, предназначенный для
электрических
работы.
Замыкание
и
размыкание
контактов
контактора
осуществляется чаще всего под воздействием электромагнитного
привода.
Электромагнитные
контакторы
получили
широкое
применение в схемах автоматизированного электропривода.
В зависимости от режима работы контакторы различаются по
категориям [10,11]:
;
- на переменном токе АС-1, АС-2, АС-3, АС;
- на постоянном токе ДС-1, ДС-2, ДС-3, ДС-4, ДС-5.
Контакторы переменного тока:
/
- категории АС-1 используются в цепях электропечей
сопротивления и коммутируют только номинальный ток;
категории АС-2 предназначены для пуска электродвигателей с
фазным ротором и коммутируют ток 2,5 • Іңом»
- категории АС-3 используются для пуска электродвигателей с
короткозамкнутым ротором и для отключения вращающихся
электродвигателей и рассчитаны на коммутацию тока величиной
(6 -5- 10) I ІНОМ’
- категории АС-4 предназначены для пуска электродвигателей с
короткозамкнутым ротором и для отключения неподвижных или
медленно вращающихся электродвигателей и рассчитаны на
коммутацию тока величиной (6 10) ■1ном.
Контакторы постоянного тока:
- категории ДС-1 предназначены для использования в цепях с
активной или малоиндуктивной нагрузкой и рассчитаны на
коммутацию цепей тока величиной 1Н0М;
- категории ДС-2 используются для пуска электродвигателей
постоянного тока с параллельным возбуждением, а также их
»еличиной (2,5 Щ4 ) ■1Н0М
коммутируют
категории ДС-3 предназначены для пуска электродвигателей с
отключения
состоянии или медленном вращении ротора. Контакторы категории
ДС-3 рассчитаны на коммутацию электрических цепей с током
величиной (2,5 -5- 4 ) • 1Ном:
- категории ДС-4 используются для пуска электродвигателей с
последовательным возбуждением и их отключения при номинальной
частоте вращения и рассчитаны на коммутацию тока величиной
(2,5 -г 4 ) • ІноМ’
категории ДС-5 предназначены для пуска электродвигателей с
последовательным возбуждением и отключения неподвижных или
медленно вращающихся двигателей, а также для торможения
противотоком.
В электроустановках нашли широкое применение контакторы
типа ПМЕ, ПА, ПМА, ПМЛ, ПМ12, КПВ-600, КТ-6000 и другие.
Магнитный пускатель это коммутационный аппарат,
предназначенный для пуска, останова и защиты короткозамкнутых
асинхронных электродвигателей от перегрузки.
В электроустановках получили широкое применение магнитные
пускатели следующих серий: ПМЕ, ПА, ПМА, ПМЛ, ПМ12.
Магнитные пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, в
открытом, защищенном и пылебрызгонепроницаемом исполнении.
3.2 Конструкции контакторов
Основными элементами контакторов являются главные контакты,
дугогасительное
устройство,
электромагнитная
система
и
вспомогательные контакты. На рисунке 3.1 приведен общий вид
контактора постоянного тока сеоии КПВ-600.
Р*'
*ч
Рисунок 3.1 - Общий вид контактора постоянного тока КПВ-600
На рисунке 3.2 приведена схема поясняющая устройство и
принцип работы контактора КПВ-600.
Неподвижный контакт 1 жестко прикреплен к скобе 2, к которой
присоединен один конец дугогасительной катушки 3. Второй конец
дугогасительной катушки с выводом 4 закреплен в пластмассовом
основании 5. Пластмассовое основание крепится к прочной стальной
скобе 6. Подвижный контакт 7 выполнен в виде толстой пластины,
нижний конец которой может поворачиваться относительно точки
опоры 8 [10]. Благодаря этому контакт 7 может перекатываться и
скользить по поверхности неподвижного контакта 1. Вывод 9
соединен с подвижным контактом 7 гибкой связью 10. Контактное
нажатие создается пружиной 12.
' 5
в
1 - неподвижный главный контакт; 2 - скоба (неподвижный
дугогасительный контакт); 3 - дугогасительная катушка; 4 - вывод
дугогасительной катушки; 5 —пластмассовое основание; 6 —стальная
скоба; 7 - поДвңжный контакт; 8 - опора; 9 - вывод; 10 - гибкая
связь; 11 — подвижный дугогасительный контакт; 12 - нажимная
контактная пружина; 13 - возвратная пружина; 14 - дуга; 15 - полюса
дугогасительного устройства; 16 - пружина; 17 - якорь; 18 - скоба
якоря; 19 —призма; 20 —электромагнит; 21 - дугогасительная камера
Рисунок 3.2 I Устройство контактора постоянного тока серии
КПВ-600
Для уменьшения оплавления главных контактов дугой при токах
более 50А контактор имеет дугогасительные контакты-рога 2 и 11.
Под действием магнитного поля, создаваемого дугогасительной
катушкой 3, опорные точки дуги 14 быстро перемещаются на скобу 2,
соединены) ю с неподвижным контактом 1, и на защитный рог
подвижного контакта 11. Возврат якоря 17 в начальное положение
после отключения производится пружиной 13.
При отключении электрической цепи между неподвижным
контактом 1 и подвижным контактом 7 возникает электрическая дуга,
которая является проводящей. Сила взаимодействия между током
дуги и магнитным полем перемещает дугу 14 внутрь дугогасительной
камеры, т.е. создает так называемое магнитное дутье.
Магнитное поле создается дугогасительной катушкой 3,
включенной последовательно с коммутирующей цепью. При
протекании тока по катушке создается магнитное поле, направление
которого указано крестиками. Ток протекает от входного вывода 4 по
катушке 3, замкнутым главным контактам 1 и 7, гибкой связи 10 к
выходному выводу 9.
В контакторах постоянного тока гашение электрической дуги
происходит в дугогасительных камерах с продольной щелью или
лабиринтно-щелевых камерах, рисунок 3.3 [6].
по А-А
по В-В
Рисунок 3.3 - Дугогасительные камеры контакторов постоянного
тока
Под действием магнитного поля дуга втягивается в продольную
или зигзагообразную щель дугогасительной камеры. Благодаря
увеличению длины дуги и хорошему тепловому контакту дуги со
стенками дугогасительной камеры 21, выполненной из дугостойкой
керамики, происходит ее эффективное гашение.
В контакторах постоянного тока широкое применение нашли
электромагниты клапанного типа 20, рисунок 3.2. Для повышения
механической износостойкости якоря 17 он вращается на призме 19.
Специальная пружина 16, прижимающая якорь 17 к призме 19
позволяет обеспечить износостойкость узла вращения. По мере износа
зазор между скобой якоря 18 и призмой 19 выбирается автоматически
под воздействием пружины 16.
Катушка электромагнита 20 намотана на тонкостенную
изолированную стальную гильзу, которая обеспечивает достаточную
жесткость и улучшает тепловой контакт катушки с сердечником, что
способствует снижению температуры катушки и уменьшению
габаритов контактора.
Контакторы серии КПВ-600 выпускаются однополюсными.
Двухполюсными выпускаются контакторы серии КТПВ-600. Для
включения и отключения мощных электромагнитов постоянного тока
масляных выключателей предназначены контакторы типа КМВ-521
ІпКпГлаКТ° РЫ пеРеменного тока выпускаются на номинальный ток
до 1000 А при числе главных контактов от одного до пяти. Наиболее
широко распространены контакторы трехполюсного исполнения. На
рисунке 3.4 показан общий вид контакторов переменного тока серии
КТ-6000.
Рисунок 3.4
КТ-6000
Общий вид контакторов переменного тока сепии
г г
ғ я
На рисунке 3.5 приведена общая компоновка, магнитная и
Подвижный контакт 15 с пружиной 16 закреплен на
изоляционном рычаге, связанном с валом контактора 6. В свою
очередь подвижный контакт 5 через вал контактора 6 связан с якорем
электромагнита 7. В отличие от контактора постоянного тока
подвижный контакт 15 в контакторе КТ-6000 плоский без
перекатывания. Отключение контактора происходит за счет
контактных пружин и массы подвижных частей.
з
1 - подшипники; 2 - вспомогательные контакты; 3 - блоки
полюсов; 4 - блок электромагнитной системы; 5 - изолированная
стальная рейка; 6 — вал; 7 — якорь; 8 - катушка электромагнита;
9 - монтажная скоба; 10 - амортизирующие пружины; 11 - сердечник
электромагнита;
12
изоляционная
монтажная
колодка;
13
дугогасительная
катушка
с
магнитопроводом;
14 — дугогасительная камера;
15 подвижный контакт;
16 - контактная пружина; 17 -контактодержатель; 18 - гибкая связь;
19 - неподвижный контакт
Рисунок 3.5 - Общая компоновка, магнитная и контактно­
дугогасительная системы контакторов серии КТ-6000
Для удобства эксплуатации подвижный контакт 15 и
неподвижный контакт 19 выполнены легко сменяемыми. Все детали
контактора укреплены на изоляционной монтажной колодке 12, что
позволяет использовать его в комплектных станциях управления.
Для привода контактов контакторов переменного тока широкое
применение получили электромагниты с Ш- и П- образными
магнитопроводами. Магнитопровод электромагнита состоит из двух
сердечников, один из которых неподвижен 11, а второй 7 подвижный
и связан через рычаги с контактной системой [25].
С целью устранения вибрации якоря 7 во включенном положении
на полюсах сердечника 11 электромагнита устанавливаются
короткозамкнутые витки из меди или алюминия. Для плотного
прилегания полюсов электромагнита их поверхности шлифуются.
Электромагниты контакторов обеспечивают надежную их работу в
диапазоне колебания питающего напряжения (0,85 -1,10) • и ном
Гашение электрической дуги в контакторах серии КТ- 6000
может осуществляться:
I
- с помощью дугогасительной камеры с продольной щелью или
лабиринтно - щелевой камерой с магнитным дутьем, рисунок 3.3;
- с помощью дугогасительной камеры с деионной решеткой из
стальных пластин, рисунок 3.6.
Наиболее широкое распространение получила дугогасительная
камера с деионной решеткой из стальных пластин
I/
1 дуга; 2 —стальные пластины; 3 —короткие дуги
Рисунок 3.6 - Дугогасительная камера с деионной решеткой
Дуга 1, рисунок 3.6, возникающая после расхождения контактов,
втягивается в клиновидный паз параллельно расположенных стальных
пластин 2. В верхней части дуга пересекается пластинами и
разбивается на ряд коротких дуг. После того как дуга втянется в
решетку и разобьется на ряд коротких дуг, в цепи возникает
дополнительное падение напряжения, что приводит к уменьшению
тока в цепи и перехода его через нуль раньше своего естественного
нулевого значения.
Для того чтобы пластины деионной решетки не подвергались
коррозии, они покрываются тонким слоем меди или цинка. Несмотря
на быстрое гашение дуги, при частых коммутациях электрической
цепи происходит нагрев пластин до очень высокой температуры.
Поэтому число коммутаций в час у контакторов с деионной решеткой
серии КТ-6000 не превышает 600.
В электроустановках переменного тока кроме контакторов серии
КТ нашли широкое применение контакторы серии ПАЕ, ПМЕ ПМЛ и
ПМА.
Контакторы серии ПАЕ предназначены в основном для
магнитных пускателей осуществляющих пуск и отключение
трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей
номинальным напряжением до 500 В и мощностью от 25 до 75 кВт.
На рисунке 3.7 представлен общий вид контактора серии ПАЕ
[28,29].
Рисунок 3.7 - Общий вид контактора серии ПАЕ
Магнитные пускатели данной серии выпускаются 3, 4, 5 и 6
величины. Магнитная и контактная системы контакторов серии ПАЕ
поворотного типа. Магнитная система в контакторах ПАЕ-300 и ПАЕ400 Ш-образной, а в контакторах ПАЕ-500 и ПАЕ-600 П-образной
формы. Все узлы контактора серии ПАЕ-400 монтируются на
стальном основании 1, рисунок 3.8. Сердечник 2 самоустанавливается
на стальной чеке 5.
Для амортизации удара сердечника о чеку, между чекой 5 и
сердечником 2 в прямоугольном отверстии последнего проложены
текстолитовые пластинки. Амортизация сердечника, кроме того,
осуществляется с помощью двух амортизационных пружин 7. Якорь 6
закреплен на рычаге 17. Удар якоря о сердечник в момент включения,
смягчается амортизационными пружинами 7, а удар якоря, об упор 3,
в момент отключения, амортизируется пластмассовой или резиновой
Подвижные контакты 11 мостикового типа изготовлены из
твердой
меди
и
снабжены
контактными
напайками
из
металлокерамики. Контактные нажатия создаются цилиндрическими
пружинами 12, Контактные мостики самоустанавливаются на
цилиндрической опоре пластмассового вкладыша 13. Скобы
контактодержателей крепятся к пластмассовой траверсе 18,
укрепленной на рычаге 17.
Неподвижные контакты 10 с выводными шинами и контактными
болтами установлены на пластмассовом основании дугогасительной
камеры 9, которое в свою очередь прикреплено к металлическому
основанию контактора 1.
I
ф
<А
й РЫ
В
1 - основание; 2 - сердечник электромагнита; 3 - упор;
4
- катушка электромагнита; 5 - стальная чека; 6 - якор
электромагнита; 7 —амортизационные пружины; 8 —ду го гасительная
камера; 9
основание дугогасительной камеры; 10 — неподвижные
контакты; 11 — подвижные контакты; 12 — контактная пружина;
13 - пластмассовый вкладыш; 14 - блок-контакты; 15 - возвратная
пружина; 16 —ось; 17 —рычаг; 18 —траверса; 19 —резиновая втулка;
20 - стальная дуга; 21 — стойка; 22 — короткозамкнутые витки;
23 - диамагнитная прокладка
Рисунок 3.8 - Конструкция контактора ПАЕ-400
Неподвижные
контакты
снабжены
напайками
из
металлокерамики и имеют форму П-образной скобы. П-образная
скоба создает магнитное поле петлей тока в районе возникновения
дуги. Кроме того, у стенки камеры каждой фазы расположена
стальная дуга 20, которая способствует сходу дуги с контактов и ее
быстрому гашению. Для предотвращения перекрытия изоляционных
промежутков между контактами соседних фаз, камера разделена
перегородками, которые выполнены совместно с
крышкой
дугогасительной камеры 8.
Возврат всей подвижной системы, при снятии напряжения с
катушки 4, осуществляется возвратной пружиной 15, которая
расположена в траверсе 18. "В отключенном состоянии подвижная
система контактора удерживается с помощью упора 3, закрепленного
в стойках 21. Блок-контакрц 'у 14 контакторов серии ПАЕ
устанавливаются в виде двух самостоятельных блоков по обе стороны
дугогасительной камеры 8. Они крепятся к основанию 1 отдельными
винтами. Каждый блок имеет один нормально замкнутый и один
нормально разомкнутый контакты. Для исключения «залипания»
якоря 6, после снятия напряжения с катушки 4, в контакторах серии
ПА имеется диамагнитный зазор, который создается диамагнитной
прокладкой 23 толщиной 0,3-0,5 мм, установленной в Ш- образных
магнитных системах между спинкой якоря и средним керном, а в Побразных системах- между спинкой якоря и нижним керном. Якорь 6
и сердечник 2 магнитной системы контактора- шихтованные, торцы
их шлифованные. В торцах всех кернов сердечника 2 запрессованы
короткозамкнутые витки 22 из меди или алюминия.
Контакторы серии ПМЕ выпускаются предприятиями 0, I и 2
величины [30, 31]. Общий вид контакторов серии ПМЕ представлен
на рисунке 3.9.
Контактор серии ПМЕ, рисунок 3.10, состоит из сердечника 5,
якоря 6, втягивающей катушки 13, траверсы 9, на которой
смонтированы подвижные контакты 1 совместно с контактными
пружинами 2, и корпуса 11. Подвижные контакты 1, с напайками из
металлокерамики,
выполнены
мостикового
типа
с
самоустановлением.
Токоведущие шинки 3 от зажимов к неподвижным контактам 4
выполнены таким образом, чтобы электродинамические силы сдували
дугу с контактов в момент отключения.
Сердечник
5 и якорь 6 прямоходового Ш-образного
электромагнита выполнены шихтованными, на торцах сердечника
установлены короткозамкнутые витки 8. Якорь 6 связан с
изоляционной траверсой 9, которая движется в направляющих
10,
ш
являющихся частью литого корпуса 11«
9
Рисунок 3.9 - Общий вид контакторов серии ПМЕ
1- главные подвижные контакты; 2 - контактные пружины;
3-токоведущие шинки; 4- главные неподвижные контакты;
5- сердечник электромагнита; 6- якорь электромагнита; 7- возвратная
пружина; 8- короткозамкнутые витки; 9- траверса; 10- направляющая;
11- корпус;
12вспомогательные контакты;
13- катушка
электромагнита
Рисунок 3.10 - Конструкция контактора серии ПМЕ
Возврат контактора в исходное положение, после снятия
напряжения с катушки 13, происходит за счет возвратной пружины 7
[25]. Контакторы данной серии могут иметь до пяти главных и два
вспомогательных контакта 12.
Контакторы серии ПМЕ используются в магнитных пускателях,
предназначенных для пуска и останова трехфазных асинхронных
электродвигателей с короткозамкнутым ротором номинальной
мощностью до 10 кВт с номинальным напряжением до 500 В.
Контакторы серии ПМЛ предназначены для использования в
магнитных пускателях осуществляющих дистанционное управление
трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым
ротором переменного тока напряжением до 660 В при номинальном
токе от 10 до 200 А [32,33, 34, 35].
Рисунок 3.11 - Общий вид контактора серии ПМЛ
Контакторы серии ПМЛ на номинальные токи от 10 до 63 А
имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа.
Подвижная часть электромагнита составляет одно целое с траверсой,
в которой предусмотрены подвижные контакты и их пружины.
Возвратная пружина расположена на среднем керне подвижной части
электромагнита [10]. Контакторы на номинальные токи 80-220А
имеют прямоходовую магнитную систему П-образного типа.
Контактная система контакторов расположена сбоку от магнитной
системы. Подвижная часть электромагнита составляет одно целое с
рычагом, передающим движение траверсе.
Контакторы серии ПМА изготовляются на токи от 40 до 160 А и
напряжением до 660 В, рисунок 3.12. Электромагнит данных
контакторов может быть как переменного, так и постоянного тока.
Контакторы на номинальный ток 40 А имеют прямоходовую
Ш-образную магнитную систему, состоящую из якоря и сердечника,
заключенную в пластмассовый корпус [36, 37].
Рисунок 3 .1 2 - Общий вид контактора серии ПМА
Контакторы ПМА на номинальный ток 63-160 А имеют
прямоходовую магнитную систему П-образного типа. В данных
контакторах
вертикальное перемещение якоря с
помощью
Г-образного рычага преобразуется в горизонтальное перемещение
траверсы, несущей подвижные главные контакты. При движении
траверсы главных контактов она воздействует своими выступами на
траверсы контактов вспомогательной цепи.
3.3 Конструкции магнитных пускателей
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного
управления трехфазными асинхронными электродвигателями с
короткозамкнутым ротором мощностью до 75 кВт и напряжением до
500 В. Пускатель, как правило, состоит из контактора и тепловых реле
■
предназначенных для защиты
перегрузок и «потери фазы».
электродвигателей
от
токовых
Магнитные пускатели классифицируются: по величинам в
зависимости
от
номинального
тока
главных
контактов,
предназначенных для различных диапазонов мощности управляемых
электродвигателей; по возможности изменения направления вращения
управляемого электродвигателя, нереверсивные и реверсивные; по
номинальному напряжению втягивающей катушки; по степени
защищенности от воздействия окружающей среды- открытые,
защищенные и пылебрызгозащищенные.
Магнитные пускатели серии ПМЕ выпускаются трех величин 0, 1
и 2 параметры, которых приведены в таблице 3.1. Общий вид
магнитного пускателя серии ПМЕ представлен на рисунке 3.13 [30,
1Т*
*
ли­
чи­
на
Тип
пускателя
кате­
ля
ПМЕ
ПМЕ
ПМЕ-200
Наибольшая мощность 1
Номинальный ток,
управляемого
главной цепи пускателей,
электродвигателя, кВт,
А, при напряжении, В,
при напряжении, В
для исполнения
Защищенного и пылеоткрытого брызго-защищенного
До
до
500
500
1 380
_380
■! Ц
3,0 В 3,0
10,0
6,0
10,0
6,0
25,0 14,0 23,0
14,0
------- »
'
•
Пускатели данной серии состоят из контактора и теплового реле.
Контактор, имеет прямоходовую Ш-образную электромагнитную
систему, состоящую из корпуса и основания, скрепленных четырьмя
винтами. В корпусе расположены включающая катушка и сердечник.
В основании, состоящем из двух одинаковых пластмассовых
боковин, расположен якорь, шарнирно соединенный с изоляционной
траверсой, на которой смонтированы контактные мосты с пружинами.
На рисунке 3.15 приведено устройство теплового реле типа ТРН.
В двуххЗГ ячейках
размещены
термоэлементы
с
нагревателями,
а
в
*
ЖіЛ*
третьей
исполнительный механизм контакт, связанный с
термоэлементами подвижной планкой. Тепловые реле типа ТРН
выполнены с температурной компенсацией и имеют сменные
нагревательные элементы и механизм регулирования тока уставки.
Рисунок 3.13 - Общий вид магнитного пускателя серии ПМЕ
Для защиты электроустановок от перегрузок магнитные
пускатели данной серии снабжаются двухполюсными тепловыми реле
типа ТРН [40,41, 42], рисунок 3.14.
Рисунок 3.14 - Общий вид теплового реле типа ТРН
При протекании через нагревательные элементы 1 тока,
превышающего
номинальный
ток
электродвигателя,
термобиметаллические пластины 2 изгибаются и своим свободным
концом поворачивают держатель с температурным компенсатором 3
настолько, что конец его выводит защелку 4 из зацепления с
пластинкой эксцентрика. В этот момент возвратная пружина
разомкнет контакт 5 теплового реле в цепи управления магнитного
пускателя и последний отключится. Для возврата реле в рабочее
положение служит кнопка ручного возврата 6. При этом контакты 5
замыкаются, а защелка 4 входит в зацепление с пластиной
эксцентрика.
1 - нагревательный элемент; 2 - термобиметаллическая пластина;
3 - температурный компенсатор; 4 - защелка; 5 - размыкающийся
контакт цепи управления; 6 - кнопка ручного возврата; 7 - эксцентрик
регулятора тока уставки; 8 - маркировка сменного нагревательного
элемента; 9 - маркировка реле; 10 - винты для крепления сменного
нагревательного элемента; 11 - винт регулировки параллельности
нагревательного элемента относительно термобиметаллической
пластины; 12 - крышка теплового реле
Рисунок 3 .1 5 - Устройство теплового реле типа ТРН
Значения
номинальных
токов
сменных
нагревательных
элементов тепловых реле типа ТРН приведены в таблице 3.2.
В реверсивном магнитном пускателе используются два
трехполюсных контактора. Общий вид реверсивного магнитного
пускателя представлен на рисунке 3.16.
Магнитные пускатели серии ПАЕ [28, 29], рисунок 3.17,
выпускаются четырех величин 3, 4, 5 и 6.
Таблица 3.2 - Номинальные токи сменных нагревательных элементов
тепловых
ТРН
НОМ»
Номинальные токи сменных нагревательных
_______________ элементов, А_______________
0,32; 0,40; 0,50; 0,63; 0,80; 1,00; 1,25; 1,60; 2,00;
_________________ 2,50; 3,20
____________
0,50; 0,63; 0,80; 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,20;
____________4,50; 6,30; 8,00: 10.00_________
5,00; 6,30; 8,00; 10,00; 12.50; 16,00; 20,00:25.00
12,50; 16,00; 20,00; 25.00: 32,00; 40,00
Рисунок 3.16 - Реверсивный магнитный пускатель серии ПМЕ
Рисунок 3.17 - Общий вид магнитных пускателей серии ПАЕ
Магнитный пускатель серии ПАЕ состоит из трехполюсного
контактора, двух тепловых реле и блок-контактов [28, 29].
В реверсивном магнитном пускателе используются два
трехполюсных контактора. В магнитные пускатели 4, 5 и 6 величин
встраиваются два однополюсных тепловых реле типа ТРП без
температурной компенсации левого и правого исполнений, рисунок
3.18. Основные параметры пускателей серии ПАЕ приведены в
таблице 3.3.
1 ручка регулятора тока уставки; 2 —кнопка ручного возврата;
3 - маркировка реле; 4 — маркировка сменного нагревательного
элемента
Рисунок 3 .1 8 - Общий вид теплового реле типа ТРП
Таблица 3.3 - Основные технические данные магнитных пускателей
серии ПАЕ
Наибольшая
|
Номинальный ток
1
(Вели­ Тип
мощность
пускателя, А
чина
пуска­
электрод вигателя,
Исполнение
Все
пуска­ теля
КВт, при
Откры­ Защи­
испол­
теля
I
напряжении, В
тое
щенное
нения
127 1220 380 500 127-380 В 127-380 В 500 В
3 ! ПАЕ-300
4
10
17
17 .
36
I! 21
40
4
ПАЕ-400 10
17 1 30
28
63
60
35
ПАЕ-500 17
30
55
55
ПО
юб
; 61
146
! 6 ПАЕ-600 1 22 40 75 75
140
1 80
Однополюсные тепловые реле типа ТРГІ [40, 42], рисунок 3.18,
так же имеют сменные нагревательные элементы 4, значения
номинальных токов которых приведены в таблице 3.4, и регулятор
тока уставки 1.
Таблица 3.4 - Номинальные токи сменных нагревательных элементов
тепловых оеле типа ТРП
Ток реле
Номинальные токи сменных
Тип реле
*
ТРП-60
60,0
Ш Н 25,0; 30,0; 40,0; 50,0; 60,0
ТРП-150 1
150,0
50,0; 60,0; 80,0; 100,0; 120.0; 160,0
ж
—
— — — ^
_____Г
/
г______
у
У
^
у
^
у
V
V %V
На рисунке 3.19 приведено устройство теплового реле типа ТРП
с комбинированной системой нагрева [40, 42]. Биметаллическая
пластина 4 нагревается за счет протекающего через нее тока, а так же
за счет сменного нагревательного элемента 5.
1 ручка регулятора тока уставки; 2 —кнопка ручного возврата;
3 - контакт теплового реле; 4 - биметаллическая пластина;
5 ~ сменный нагревательный элемент
Рисунок 3 .1 9 - Устройство теплового реле типа ТРП
Если протекающий ток превышает уставку срабатывания, то
биметаллическая пластина изгибается и размыкает контакт теплового
реле 3. Тепловое реле допускает регулировку тока срабатывания в
пределах (0,75 -1,25)- Іңом с помощью ручки регулятора тока 1.
^ Возврат теплового реле в исходное положение после
срабатывания осуществляется с помощью кнопки ручного возврата 2.
Магнитный пускатель третьей величины снабжен тепловым реле
типа ТРН.
Пускатели серии ПМЛ, общий вид которых представлен на
рисунке 3.20, выпускаются семи величин и работают в сети
переменного тока напряжением до 660 В включительно Г32 33 34
351.
Рисунок 3.20 - Общий вид магнитного пускателя серии ПМЛ
Пускатели на номинальные токи 10 - 63А имеют прямоходовую
магнитную
систему
Ш-образного
типа.
Подвижная
часть
электромагнита составляет одно целое с траверсой, в которой
установлены подвижные контакты и их пружины.
Пускатели ПМЛ на номинальные токи 80-200А имеют
прямоходовую систему П-образного типа. Контактная система
пускателя расположена сбоку от магнитной системы. Подвижная
часть электромагнита составляет одно целое с рычагом, передающим
движение траверсе.
Магнитный пускатель серии ПМЛ, рисунок 3.21, имеет
мостиковую контактную систему 3, 9 и 11 с металлокерамическими
контактами 4, расположенными в дугогасительном устройстве 1.
Необходимое
контактное
нажатие создается
пружиной
14,
упирающейся в траверсу 2 [25]. На контакты воздействует
электромагнит
10
с
Ш-образным
магнитопроводом
и
короткозамкнутым витком 13, расположенным на сердечиике
магнитопровода 6. Катушка электромагнита 8 расположена на
среднем стержне магнитопровода
I ~ дугогасительное устройство; 2 — траверса; 3 — мостиковая
контактная
система;
4
— металлокерамический
контакт;
5
дополнительный контакт; 6 — сердечник электромагнита;
7 возвратная пружина; 8 катушка электромагнита;
11
—■ неподвижные контакты; 10 — якорь электромагнита;
12
пластмассовое основание пускателя; 13 — короткозамкнутый
виток; 14 —нажимная пружина
Рисунок
ПМЛ-1100
3.21
-
Устройство
магнитного
пускателя
серии
Возврат магнитного пускателя в исходное положение, после
снятия напряжения с катушки, происходит за счет возвратной
пружины 7, расположенной внутри электромагнита. Все детали
пускателя закреплены в пластмассовом корпусе 12.
Дугогасительное устройство в магнитных пускателях серии ПМЛ
с номинальным током более 10А выполняется в виде дугогасительной
решетки на каждом разрыве.
Технические данные пускателей серии ПМЛ приведены в
таблице 3.5.
В магнитных пускателях серии ПМЛ устанавливаются
трехфазные тепловые реле типа РТЛ, рисунок 3.22, с температурной
компенсацией [45, 46]. Параметры тепловых реле РТЛ приведены в
таблице 3.6.
Магнитные пускатели серии ПМА, рисунок 3.23, изготовляются
четырех величин: 3, 4, 5 и 6 и предназначены преимущественно для
Таблица 3.5 - Основные технические данные магнитных пускателей
серии ПМЛ
Мощность
управляемых
электродвигателей
кВт
■
личина
Тип
пуспускателя
ка| теля
.
1
1
ПМЛ-1100
I 2 _ПМЛ-2100 "
3
ПМЛ-3100 "
) 4
ПМЛ-4100Г
5 1ПМЛ-5100
ПМЛ-6100
~
6
220
380
3,0
5,5
5,5
11,0
------------------------------------
____________
11,0
18,5
25,0
I
18,5
30,0
55,0
Мощность катушки пускателя
и время срабатывания, при
переменном токе
Мощность, ВА
В ключе-1 Удержи- Время, мс
ния
вания___________
68 ± 8
8,0 ± 1,8
17± 7
£ 7 ± 1 3 ~ 7 ,6 ± 1,4
22±5~
200±35
20,0±4,0
380±30 38,0*7,0
500±40 46,0±8,0
800*65 156,0±9,0
Рисунок 3.22 - Общий вид теплового реле типа РТЛ
Таблица 3.6 ~ Параметры тепловых реле типа РТЛ
Тепловое реле
~
|
Номиналь
Ток теплового элемента,
ный ток
Тип
Номиналь­' 1ном,т,э> А
пускателя.
ный ток, А1 Среднее
Пределы регулиро­
А
значение вания тока
РТЛ-100104
0,14
0 ,1 0 -0 ,1 7
РТЛ-100204
10
#
25
РТЛ-100303
1РТЛ-100404 1
РТЛ-100504
РТЛ-100604
РТЛ-100704
25
РТЛ-100804
РТЛ-101004 1
РТЛ-101204
РТЛ-101404
РТЛ-101404
—. >г,
.
01604
а. ’ '
\
м
РТЛ-102104
РТ Л -102204
80
О
оо
РТЛ-205304
40 РТЛ-205504
* ^* 1
. ... .
щ ТТЛ-205504
РТЛ-205704
63 [!■РТЛ-205904
Яг* РТЛ-206104
РТЛ-206104
РТЛ-206304
1-------- • - щ |
РТЛ-310504
1
РТЛ-312504
РТЛ-312504
.
РТЛ-316004
200
РТЛ-320004
200
!
0,21
0,16 -0,26
0,32
0,52
0,80
1,30
2,00
3,20
5,00
У
6,80
8,50
0,24 - 0,40
0,38 - 0,65
0,61 - 1,00
0,95 -1,60
1,50 - 2,60
2,40 - 4,00
3,80 - 6,00
5,50 - 8,00
7,00 - 10,00
8,50
7,00 -10,00
1 V* Ю ^ . 9,50 - 14,00
Гб,00
13,Об-N$,00
21,50
48,00 - 25,00
27,50
'^5,50
-яь 35,50
■
45,00
55,50
64,00
64,00
■
74,50
90,00
107,50
107,50
137,50
вШ
I 172,50
1
!
23,00 - 32,00
} % 30,00-41,00
30,00-41,00
38,00 - 52,00
47,00-64,00
54,00 - 74,00
54,00-74,00
63,00 - 86,00
75,00 - 105,00
90,00 - 125,00
90,00 - 125,00
115,00- 160,00
145,00 - 200,00
I
I
электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью до 75
кВт [36,37].
Магнитные пускатели третьей величины имеют прямоходовую
Ш-образную магнитную систему, состоящую из якоря и сердечника
заключенную в пластмассовый корпус [25]. По направляющим
основания скользит пластмассовая траверса, на которой собраны
якорь магнитной системы и мостики главных контактов. Мостики
блок-контактов собраны в окнах двух пластмассовых толкателей,
скользящих по направляющим пазам корпуса.
Пускатели 4, 5 и 6 величин имеют прямоходовую магнитную
систему П- образного типа. В данных пускателях вертикальное
перемещение якоря с помощью Г- образного рычага преобразуется в
горизонтальное перемещение траверсы, несущей подвижные главные
контакты. При движении траверсы главных контактов она
воздействует
своими
выступами
на
траверсы
контактов
вспомогательной цепи.
Рисунок 3.23 - Общий вид магнитного пускателя серии ПМА
Номинальные мощности электродвигателей подключаемых к
ПМА
таблице 3.7.
В магнитных пускателях серии ПМА устанавливаются
трехфазные тепловые реле с температурной компенсацией типа РТТ,
рисунок 3.24, параметры реле приведены в таблице 3.8 [47, 48, 49].
Технические данные магнитных пускателей серии ПМА
приведены в таблице 3.9.
Таблица 3.7- Мощность электродвигателей управляемых при помощи
■Ш И Н Н
ж ПМА
Номиналь­ Мощность управляемых
ный ток
электродвигателей, к
Тип магнитного
магнитного
при номинальном
пускателя
пускателя,
напряжении, В
А
500
660
ПМА3100; ПМА3200
22,0 22,0
ПМА4200
37,0 30,0
ПМА5100: ПМА5200
45,0 50,0 55,0 50,0
ПМА6100: ПМА6200
40,0 75.0
100,0 75,0
Рисунок 3.24 - Общий вид тепловых реле типа РТТ
Таблица 3.8у Параметры тепловых реле типа РТТ
Тепловое реле
1 Ток теплового элемента, А
Номиналь­
*ном,пус*
Пределы
Тип
ный
Среднее
А
регулирования
тока
ток, А
значение
несрабатывания
0,20
0 ,1 7 -0 ,2 3
0,25
,
0,21 -0 ,2 9
0,32
0,27 - 0,37
0,40
0,34
0,46
40
РТТ-1
40
0,50
0,42 - 0,58
0,63
0,5410,72
0,80
0,68 - 0,92
1,00
0 ,8 5 -1 ,1 5
■■■ ■'
■■
-
-
--
- --
...............— ■
*
Л
—
Продолжение таблицы 3.8
Тепловое
ном,пус
Номиналь
ный
ток, А
Ток теплового элемента, А
Пределы
Среднее
регулирования
тока
значение
несрабатывания
1 ,1 0 - 1,40
1 ,3 6 -1 .8 4
1 ,7 0 -2 ,3 0
Окончание таблицы 3.8
'ном,пусі
I
А
100
125
100
125
160
180
260
Тип
РТТ-325
РТТ-326
РТТ-327
Тепловое реле
Ток теплового элемента, А
Номиналь­
Пределы
ный
Среднее
регулирования тока
ток, А
значение
несрабатывания
100,00
85,00-115,00
100
109,00
93,00-125,00
125
100
100,00
85,00-115,00
125
125,00
106,00- 143,00
136,00 - 160,00
160
160,00
136,00 - 180,00
180
180,00
167,00 - 260,00
260
260,00
0,25 - 0,35
0,32 - 0,50
0,4510,72
0,68-1,10
1,00-1,30
ІВ^ Й
1,50 - 2,40
20
щ
2,20 - 3,50
3,2015,00
4,5017,20
6,80-11,00
10,00116,00
ш,
_1
14,00 - 22,00
20,00132,00
32
1
щ
^
14,00 - 22,00
20,00 - 32,00
63
28,00 - 45,00
40,00 - 63,00
;
40,00 - 63,00
53,00 - 85,00
160
№
75,00-120,00
100,001160,00
шш
•
-
20
-
•
РТТ36
32
«
-
63
.
*
160
•
-
-1
В эксплуатации, кроме нереверсивных магнитных пускателей,
широко используются реверсивные магнитные пускатели, рисунок
3.25.
И Н Н
1 ,3 - контакторы; 2 - рычаг механической блокировки
Рисунок 3.25 - Реверсивный магнитный пускатель
Реверсивные пускатели состоят из двух контакторов 1 и 3, якоря
которых соединены между собой с помощью рычага 2 механической
блокировки, такие пускатели обеспечивают пуск, останов
электродвигателя и изменение направления его вращения.
В настоящее время ОАО «Электроаппаратура» г. Гомель,
Курский электроаппаратный завод, ООО «Универсальный Центр
Комплектации» (УЦК) г. Новосибирск и другие предприятия
производят электромагнитные пускатели нового поколения серии
ПМ12 [38, 39]. Данные пускатели предназначены для применения в
стационарных установках напряжением до 660 В переменного тока
для дистанционного управления трехфазными асинхронными
электродвигателями с короткозамкнутым ротором и их защиты от
перегрузок недопустимой продолжительности и токов, возникающих
при обрыве одной из фаз.
Технические данные магнитных пускателей ПМ12 приведены в
таблице 3.10.
Магнитные пускатели серии ПМ12 имеют прямоходовую магнитную
систему с Ш-образным сердечником и якорем. Магнитная система
заключена в корпус, состоящий из основания и дугогасительной
камеры, | которые соединены между собой
двумя пружинными
скобами.
На
краиних
кернах
сердечника
расположены
короткозамкнутые кольца, а на среднем стержне расположена
включающая катушка. Общий вид магнитных пускател» й серии ПМ 12
приведен на рисунке 3 .2 6 ,!
Таблица 3.10 - Технические данные магнитных пускателей серии
ПМ-12
Номиналь­ мощность управляемых Напряже
ный ток
электродвигателей, кВт,
ние на­
(Тип магнитного магнитного
при номинальном
тушки
пускателя
пускателя,
напряжении, В
управле220____ 380 _660
ния, В
3,0
5,5
7,5
ПМ12-025
ПМ12-100
ПМ12-160
ПМ 12-200
ПМ 12-250
ПМ 12-400
ПМ 12-500
ПМ 12-630
ПМ 12-800
Сердечник крепится к основанию при помощи амортизаторов,
которые служат для смягчения удара во время включения. По
направляющим дугогасительной камеры скользит траверса, на
которой с помощью запрессованной оси закреплен якорь.
В окнах траверсы установлены подпружиненные мостиковые
контакты с колодками, направляющими движение мостиковых
контактов.
■
' |
Гашение дуги в дугогасительной камере осуществляется с
помощью дугогасительных скоб, установленных в каждом разрыве
Рисунок 3.26
Общий вид магнитных пускателей серии ПМ12
Тр п П*Скатель
комплектуется тепловым реле типа РТТ или
Данные пускатели могут комплектоваться ограничителями
перенапряжения (ОПН), таблица 3.11, что позволяет использовать их
для
работы
в
системах
управления
с
применением
микропроцессорной техники.
Таблица 3.11 Типы ограничителей перенапряжения_______
Тип
Номинальное напряжение включающей катушки и тип
пускателя
ограничителя перенапряжения
-----------------_ ^ н о м З
---- Й
ПМ12-010 ------- - 8
ПМ12-040
ПМЛ2000
ПМ15-063
К.-С _______
I ОПН-ПО
I ОПН-111
Ц ңомЗ
1Гр
220
| Варисторная
I ОПН-212
ОПН-213
Электромагнитные пускатели серий ПМ12 при наличии
координации с аппаратами защиты от коротких замыканий (АЗКЗ)
осуществляют защиту управляемых электродвигателей при коротком
замыкании.
Для увеличения количества вспомогательных контактов
пускатели допускают установку контактных приставок (ПКЛ)
таблица 3.12.
Таблица 3.12 Приставки
Тип приставки
ПКЛ
Количество контактов
замыкающих
размыкающих
Электротехническая компания Флавир и другие выпускают
малогабаритные контакторы и магнитные пускатели серии КМЭ [51,
52, 53], рисунок 3.27, предназначенные для пуска электродвигателей с
короткозамкнутым ротором и для отключения вращающихся
электродвигателей.
© е е ©
Рисунок 3.27 - Общий вид магнитных пускателей серии КМЭ
Контакторы и магнитные пускатели серии КМЭ монтируются на
35-мм ОШ-рейку. Для увеличения количества вспомогательных
контактов пускатели КМЭ допускают установку контактных
приставок (ПКЭ), таблица 3.13.
Пускатели данной серии комплектуется тепловым реле типа
РТЭ, рисунок 3.28, параметры, которых приведены в таблице 3.14.
Тип приставки
ПКЭ
Количество контакта
размыкающих
Рисунок 3.28 - Тепловое реле типа РТЭ
...
■
Таблица 3.14- Параметры тепловых реле типа РТЭ
Тепловое реле
Тип
Коэффи­ Номи- Ток теплового элемента. А
магнитного
циент
наль" I Среднее I Пределы регупускателя
деления ныйток значение! лированиятока
шкалы, с __ А
_______ I несрабатьгеания
0,80
0,63 - 1.0
1,30
1 .0 -1 ,6
2,10
1. 6 - 2,5
КМЭ-0910
3,25
2 ,5 -4 ,0
КМЭ-1210
18
5,00
4,0 - 6,0
КМЭ-1810
6,75
5 ,5 -8 .0
8,50
7 ,0 -1 0 ,0
11,00
9 ,0 -1 3 ,0
I ЩИ
12,0-18,0
А
ЛV
Окончание таблицы 3.14
Тепловое
Коэффи- Номи- Ток теплового элемента, А
циент
нальСреднее Пределы регуделения ный ток значение лирования тока
шкалы, с
А
_________ несрабатывания
0,040
21.00 1 17,0-25,0
27.50
23,0-32,0
35.00
30,0-40,0
43.50
37,0-50,0
56.50
48,0 - 65,0
магнитно
пускателя
Параметры магнитных пускателей серии КМЭ приведены в
таблице 3.15.
Таблица 3.15 - Параметры магнитных пускателей серии КМЭ
Тип
макс и номУслов’ Напряжение
катушки
магнитно­
В
ный управления, В
го
при отпус
М ^ном ^Фи
пускателя
сраба­
кании
КМЭ-0910
9
КМЭ-1210
12
4,0
162
КМЭ-4011 40 18,5 720
КМЭ-6511
65 ІЗО
1 220
380
220
(380
| 220
Г 380
220
380
220
380
220
380
220
380
220
380
тывании
1176-242
304-418
176-242
304-418
176-242
304-418
176-242 '
304-418
П 76+242
30 4 -4 I8
176-242
304-418
176-242
304+4181
176-242I
304-4181
66-132
114-228
66-132
114-228
66+132
114+228
66+132
114+228
66+132
114-228
66+132
114+228
66+132
114+228
66+132
114+228 1
о
Я
> щ
Окончание таблицы 3.15
1Тип
р дв *макс ^ном Услов­ Напряжение
магнитно­
ный
правления, В
В
кВт А
го
ток КЗ,1 ТТ
при
и ном при
пускателя
А
1 -<1с
сраба­
1и
тывании
КМЭ-8011 80 37,0 1440 230, 3000 ■ 220 1176-242|
380
АА Л
[304-418
400,
220
176-242
КМЭ-9511
45,0 1710 660 5000 380 1304-418
■1
катушки
при отпус­
кании
66-132
114-228
66-132
114-228
Электротехнической компанией Флавир выпускаются магнитные
пускатели серии КТЭ, рисунок 3.29, основные параметры которых
приведены в таблице 3.16.
Рисунок 3.29 - Общий вид контактора КТЭ
Для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с
короткозамкнутым ротором от токовых перегрузок недопустимой
продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной
из фаз контакторы серии КТЭ снабжаются тепловыми реле серии РТЭ
[53, 54]. Мощность электродвигателей управляемых при помощи
магнитных пускателей серии КТЭ приведена в таблице 3.17.
Производитель электротехнической продукции под известным
брендом ІЕК (ИЭК, Россия) [55, 56] производит пускатели серии ПРК32 и ПРК-80 (пускатель ручной кнопочный), которые предназначены
для
управления
и
защиты
трехфазных
асинхронных
электродвигателей
от
перегрузки,
коротких
замыканий
и
КТЭ-400А
Параметры магнитных пускателей серии ГТРК приведены в
таблице 3.18.
Главной отличительной особенностью пускателей серии ПРК
являются их малые габариты и возможность установки на ОГЫ-рейку.
В данных пускателях предусмотрена кнопка «ТЕСТ», которая
позволяет осуществлять их проверку без подключения нагрузки.
Для защиты от токов короткого замыкания и токов перегрузки в
одном корпусе пускателя ПРК установлены электромагнитный и
тепловой расцепители. Электромагнитный расцепитель выполнен в
виде электромагнита и имеет жестко настроенный порог
срабатывания, таблица 3.18.
Тепловой расцепитель, тепловое реле РТИ [57] , обеспечивает
защиту электродвигателя от перегрузок и имеет настраиваемый порог
срабатывания. Настройка производится поворотным регулятором,
который расположен на лицевой панели пускателя. Поворотный
регулятор позволяет изменять уставку порога срабатывания теплового
расцепителя в пределах (0,6 н -1,0) ■1ном.
управляемых
при
КТЭ 265А
КТЭ ЗЗОА
КТЭ 400А
КТЭ 500А
КТЭ 630А
Пускатели серии ПРК совмещает в себе функции «Автомата
зашиты электродвигателя» и функции ручного пускателя. Общий вид
пускателей серии ПРК-32 и ГТРК-80 представлен на рисунке 3.30.
Рисунок 3.30 - Общий вид пускателей серии ПРК-32 и ПРК-80
Таблица 3.18 - Основные технические данные магнитных пускателей
серии ПРК_______________
'
Мощность
управляемых
электродвигате
лей, кВт
Тип
пускателя
Предельный
ток отключения
КЗ, кА
Уставка
срабатывания
Электро
маг­
нитного
расцепителя
теплового
расцепите
ПРК32-0.63
ПРК32-1.0
ПРК32-1,6
ПРК32-2.5
ПРК32-4.0
ПРК32-6.3 1.10 2.20
ПРК32-10,0 2,20 4.00
ПРК32-14.0І . . . I . . .
т>ы«п_ 1и п 3,00 5,50
ПРК32-18.0
ПРК32-23.0
ПРК32-25.0
ПРК80-25.0
ПРК32-32.0
3.4 Выбор тепловых реле и настройка тепловой за щиты
м
рщ
вв
Для защиты электродвигателей от перегрузок магнитные
пускатели снабжаются тепловыми реле. Чтобы обеспечить
правильную работу тепловых реле, их необходимо не только
правильно выбрать, но и точно отрегулировать. Номинальный ток
нагревательного элемента теплового реле должен соответствовать
номинальному току нагрузки электродвигателя.
Тепловые реле имеют комплекты сменных нагревательных
элементов, которые должны устанавливаться только в реле того типа,
для которого они предназначены. Регуляторы тока тепловых реле
позволяют регулировать номинальный ток уставки в пределах:
- реле типа ТРН и ТРП (0,75 -н 1,25) • 1НОм;
- реле типа РТЛ и РТТ (0,85 + 1,15) • 1Н0М;
- реле типа РТЭ-1305 г РТЭ-2322 (0,8 + 1,2) • 1ном;
- реле типа РТЭ-2353-РТЭ-3359 (0,85 4 1,15) ■1ном;
- реле типа РТЭ-3361, РТЭ-3363 (0,9 -г 1Д) • 1ном;
- реле типа РТЭ-3365 (0,92 -4-1,08) • 1ном;
- реле типа РТИ (0,6 -*• 1,0) • 1НОмЕсли нагревательные элементы подобраны правильно, то
тепловые реле можно отрегулировать. Приближенную уставку
теплового реле определяют расчетом в такой последовательности:
- определяют уставку реле, количество делений шкалы теплового
реле, без температурной компенсации (для всех типов тепловых реле)
по выражению
М1 = Одв.ном “ 1ном,т.э)/с* 1ном,т.э>
(3.1)
где 1дв, ном “ номинальный ток электродвигателя, А;
*ном,т.э ~ номинальный ток нагревательного элемента
теплового реле, А
с — коэффициент деления шкалы (для тепловых реле типа
ТРН и ТРП с = 0,05, а для тепловых реле типа ТРЛ и РТТ с = 0,03, для
реле РТЭ значение коэффициента приведено в таблице 3.14).
- определяют поправку, количество делений шкалы теплового
реле, на температуру окружающей среды для теплового реле типа
ТРП, так как оно не имеет температурной компенсации по выражению
N2 = («о “ 3 0 )/1 0 ,
(3.2)
где д 0 - температура окружающей среды,0С.
Расчетная уставка, количество делений шкалы теплового реле,
тепловых реле типа ТРН, ТРЛ, РТТ и РТЭ принимается И], а реле
типа ТРП принимается равной N = N 1 + N 2 . Данная уставка может
быть как со знаком плюс, так и минус.
Если число делений получилось дробным, то оно округляется до
целого числа в ту или иную сторону. Затем на полученное количество
делении шкалы устанавливают стрелочку эксцентрика или рычаг
регулятора тока уставки тепловых реле.
По принятому числу делений N устанавливаемых на шкале
теплового реле, уточняется его ток срабатывания по формуле:
*ср, реле = (1 + с • 1¥) • 1ном т э .
(3 3 )
После настройки тепловой защиты производится проверка
времени срабатывания теплового реле в режиме пуска и в режиме
перегрузки по условию:
Сср, тепл, 1 > *пуск;
*Ср, тепл, 2 1 1пер.
(3.4)
- Л
где сСр^ тепл, 1 — время срабатывания теплового реле при
кратности равной Іпукс, М /^ср, реле^
*ср, тепл, 2 “ вРемя срабатывания реле при кратности равной
1раб, макс/^ср, релеВремя срабатывания тепловых реле, типа ТРН и ТРП,
определяется по защитным характеристикам тепловых реле,
приведённым в [12] или по рисунку Б.1 в Приложении Б.
Защитные (времятоковые) характеристики тепловых реле РТЛ
представлены на рисунке Б.2, а тепловых реле РТТ-11 РТТ-2 и РТТ-3
на рисунке Б.З.
Защитные характеристики реле РТТ-325, РТТ-326 и РТТ-327
приведены на рисунке Б.4 (Верхние значения зоны соответствуют
нижнему положению регулятора уставки, нижние значения зоны
соответствуют верхнему положению регулятора уставки.)
На рисунке Б.5 приведены защитные характеристики тепловых
реле типа РТТ 12 и РТТ36.
Защитные характеристики тепловых реле типа РТЭ и ИЭК РТИ
приведены на рисунке Б.б,а.
Защитные характеристики электромагнитного и теплового
расцепнтелей пускателя ПРК, реле РТИ, приведены на рисунке Б.6,б.
Выбор уставки теплового реле РТИ производится по току,
который на (10+30) % должен превышать номинальное значение тока
электродвигателя, т.е.
1ср, РТИ = 1*2 • 1дв, ном-
(3.5)
3.5 Пример выбора магнитных пускателей
Пример 3.1. Для электроустановки, приведенной в примере 1.1,
выбрать магнитные пускатели и тепловые реле в цепях
электродвигателей. Рассчитать цену деления шкалы тепловых реле и
произвести проверку времени срабатывания тепловых реле во время
пуска электродвигателей и допустимой технологической перегрузки.
Температура окружающей среды -Ь40° С. Время разворота и время
допустимой
технологической
перегрузки
электродвигателей
приведены в таблице 1.20, а значения токов электродвигателей в
таблице 1.21.
^ :л
^
ч*
Выбор магнитных пускателей в цепях электродвигателей
производим по двум условиям:
Рдоп ^ Рдв,ном>
где
Рдоп
допустимая
мощность
электродвигателя,
подключаемого к магнитному пускателю, кВт;
Рдв, ном “ номинальная мощность электродвигателя, кВт;
•ном, пуск ^ ІДВ,НОМ»
где Іном, пуск “ номинальный ток главной цепи магнитного
пускателя, А;
•дв, ном “ номинальный ток электродвигателя, А.
Для управления асинхронными электродвигателями и защиты их
от токов перегрузки принимаем к установке магнитные пускатели
серии ПМ-12, таблица 3.10:
для Электродвигателя М1 принимаем магнитный пускатель
серии ПМ-12-063 с параметрами РДВ( макс = 30 кВт, Іпуск ном І
= 63 А,
рдв, макс = 30 кВт > РДВ/ ном = 22 кВт,
'ном, пуск = 63 А > *дв, ном=39,2А.
Выбор
магнитных
пускателей
в
цепях
остальных
электродвигателей производится аналогично. Результаты выбора
магнитных пускателей приведены в таблице 3.19.
Для правильной настройки тепловой защиты от перегрузок
электродвигателей необходимо подобрать сменный нагревательный
элемент и рассчитать количество делений, на которое необходимо
установить ручку регулятора теплового реле.
В цепи магнитных пускателей серии ПМ-12 устанавливаем
тепловые реле типа РТЛ, таблица 3.6.
Таблица 3.19 —Параметры выбранных магнитных пускателей
Р дв,ном»
тто ил&*. 1дв,ном
I — ____
___
Го
ГГ
! ЭлектпоЭлектро
Серия
дв,макс> 1ном,пуск
двигатель
По таблице 3.6 принимаем для установки в цепи магнитного
пускателя электродвигателя М1 тепловое реле РТЛ-205704 на
номинальный ток 80 А, со средним значением тока теплового
элемента 1Ном, т, э = 45 А и пределами регулирования тока
срабатывания теплового элемента Ірегул, т, э = 38
52 А.
Количество делений, на которое необходимо установить ручку
регулятора теплового реле магнитного пускателя электродвигателя
М1 рассчитаем по формуле (3.1):
N1
(•дв, ном
1ном ,Т .э ) /с ’ ІНОМ, т. э>
где 1дв, ном ~ номинальный ток электродвигателя, А;
Iном, т. э “ номинальный ток нагревательного элемента
теплового реле, А
коэффициент деления шкалы (для тепловых реле типа
ТРЛ с = 0,03).
N1
(•дв, ном
Iном
) /с - 1 ном .т.э
39,2 - 45
0,03 • 45
4.
При данном количестве делений равном -4 ток срабатывания
теплового реле магнитного пускателя электродвигателя М1 в
соответствии с формулой (3.3) составляет
Іср,реле 1 (1 + с ^ 1) іН0М(Т-Э | (1 - 0,03 • 4) • 45 Н 39,6 А
Аналогичным образом определяем количество делений, на
которое необходимо установить ручку регулятора теплового реле
магнитного пускателя и ток срабатывания теплового реле для
остальных магнитных пускателей. Результаты расчета сведены в
таблицу 3.20.
Таблица 3.20 - Параметры настройки и срабатывания тепловых
Элек_
Тип
Параметры теплового ое
^
Серия
|
------ДВИ пускателя тсплового Іном, реле Іном,т.э *ср, рел
-гатель
'
пеп^
Л
/
г Г
РТЛ205704
РТЛ206104
РТЛ205904
Проверим выполнение условия (3.4) при пуске электродвигателя
и при допустимой технологической перегрузке. Определим время
срабатывания теплового реле электродвигателя М1 при пуске
*ср,тепл, 1 и ПРИ технологической перегрузке *ср,тепл,2 по
защитной характеристике представленной на рисунке Б.2,а.
Кратность тока электродвигателя М1, согласно таблицы 1.21 и
таблицы 3.20, составляет
- при пуске
0
*пуск,М і/^ср,реле = 254,8/39,6=6,43;
“ при технологической перегрузке
1раб, дв, макс/*ср, реле =54,88/39,6=1,39.
Время срабатывания теплового реле при пуске электродвигателя,
при кратности пускового тока 6,43, Щ тепл1 = 6,3 с > £разв =
= 3,5 с, а при технологической перегрузке при кратности тока 1,39
*ср,тепл2 = 540 с > *пер = 130 с. Таким образом, условие (3.4)
соблюдается.
Аналогичным образом определяем время срабатывания тепловых
реле для остальных электродвигателей. Результаты расчета сведены в
таблицу 3.21.
Таблица 3.21 - Время срабатывания тепловых реле во время пуска и
технологической перегрузки электродвигателей____________________
Электро *пуск, дв £гр тепп 1 * ^разв* *раб, дв, макс|*ср, тепл2 *пер
двигатель ІГП
г ПО Пй
---_------Л
п
I - _>_
__
I
П
Р
Из таблицы 3.21 видно, что условие (3.4) соблюдается для всех
тепловых реле.
4 Автоматические выключатели и их выбор
4.1 Общие сведения
Автоматический выключатель - это коммутационный аппарат,
предназначенный для автоматического отключения электрической
цепи при коротких замыканиях и перегрузках, а также для нечастых
оперативных включений и отключений электрической цепи в
нормальных режимах работы.
В электроустановках постоянного и переменного тока
напряжением до 1000В промышленных предприятий и систем
собственных
нужд электростанций и подстанций широко
применяются
следующие
разновидности
автоматических
выключателей: АП50Б, АЗ 100, АЕ20, А3700, АВМ, Электрон, ВА.
Автоматические выключатели изготовляются одно-, двух-, трех - и
четырехполюсными.
Автоматические выключатели снабжаются расцепителями
максимального тока и минимального напряжения, которые
обеспечивают отключение электрической цепи при коротких
замыканиях, перегрузках и снижении напряжения. Расцепители
максимального
тока
выполняются
полупроводниковыми,
электромагнитными или тепловыми. Широкое применение в
автоматических выключателях нашли расцепители комбинированного
типа, характеристики которых имеют зависимую и не зависимую от
тока части, рисунок 4.1.
Зависимая
часть
характеристики
обеспечивает
защиту
электрической цепи при перегрузках, а независимая —при коротком
замыкании. Расцепитель минимального напряжения срабатывает при
снижении напряжения до уровня (0,35 - 0,7) • ІІН0М.
Кроме того, автоматические выключатели могут снабжаться
нулевым рас целителем, который действует на отключение
выключателя
при
снижении
напряжения
до
значения
(0,1 - 0,35)- Ііңом ’ независимым расцепителем для дистанционного
отключения выключателя и расцепителем максимального тока в
нулевом проводе. Расцепитель максимального тока в нулевом проводе
устанавливается только
в трехполюсных
выключателях с
номинальным током 1бА и более.
Основными
параметрами
автоматических
выключателей
являются, длительный номинальный ток, номинальное напряжение,
предельный ток отключения, собственное и полное время отключения
[5,10].
В
качестве
дугогасительных
устройств
в
автоматических
выключателях переменного и постоянного тока нашли применение
лабиринтно-щелевые камеры и дугогасительные решетки.
I, А
5000
1 - зависимая часть характеристики; 2 - независимая часть
характеристики
Рисунок 4.1 - Защитная характеристика
выключателя с комбинированным расцепителем
автоматического
Автоматические выключатели могут иметь как ручные, так и
электромеханические приводы. Ручные приводы применяются при
номинальных токах до 200А.
4.2 Автоматические выключатели серии АП50Б
4.2.1
Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии АП50Б
Автоматический
выключатель
серии
АП50Б
с
непосредственным ручным управлением
предназначен для
установки в электрических цепях постоянного тока напряжением до
220В и в цепях переменного тока напряжением до 500В.
Автоматический выключатель серии АП50Б предназначен для
защиты электрических цепей при токах короткого замыкания и
токах перегрузки, а также для нечастых оперативных включений и
отключений электрических цепей.
Автоматические выключатели данной серии изготовляются в
пластмассовом корпусе, защитное исполнение 1Р20, и в
дополнительном металлическом корпусе из алюминиевого сплава,
пылебрызгозащитное исполнение 1Р65 [58, 59, 60].
Общий вид автоматического выключателя АП50Б представлен
на рисунке 4.2
Рисунок 4.2 - Общий автоматического выключателя АП50Б
обозначение автоматических выключателей данной
серии АП50БХХХХ. АП50Б-серия автоматического выключателя;
Л первая цифра указывает количество максимальных расцепителей
тока; X - условное обозначение максимальных расцепителей тока:
МТ- комбинированный расцепитель, электромагнитный и тепловойМ- электромагнитный расцепитель; Т - тепловой расцепитель;
Л
количество дополнительных расцепителей; X - условное
обозначение дополнительных расцепителей: Н - расцепитель
минимального напряжения; Д - дистанционный расцепительА т п Т ^ т п Нлп Л 1СЦеПИТеЛЬ Т0КЗ В нулевом проводе. Например:’
АП50Б-ЗМЗТД; АП50Б- 2МЗТО.
На рисунке 4.3 приведен разрез одной фазы автоматического
выключателя серии АП50Б и его устройство.
Выключатель состоит из основания 1 и крышки 2. Гибкие
провода 7 соединяют подвижные контакты 5 с тепловыми
расцепителями 12, которые соединены с электромагнитными
расцепителями 11. Держатели подвижных контактов монтируются на
изоляционной траверсе 8 кинематически связанной с механизмом
свободного расцепления и оперативными кнопками «Пуск» 9 и
У/І тплтти I 2'
____ : V
^
"
^ ------------- ^ каждого
V/ ІІШІШ
находятся в дугогасительной камере 4, в которой электрическая дуга
дрооится, деионизируется стальными поперечными пластинами 6 и
гасится.
14
3
5
15
11 ' Р Ш ® #
9
13
шшШШя ш т
1
- основание; 2 - пластмассовый корпус (крышка); 3 - главные
неподвижные контакты; 4 - дугогасительная камера; 5 - главные
подвижные контакты; 6 - стальные пластины; 7 - гибкий провод;
8 - изоляционная траверса; 9 - кнопка «Пуск»; 10 - рейка;
11 ~ электромагнитный расцепитель; 12 — тепловой расцепитель;
13 - кнопка «Стоп»; 14 - контактные зажимы; 15 - обмотка соленоида
Рисунок 4.3 - Разрез автоматического выключателя серии АП50Б
и его устройство
При перегрузке срабатывает тепловой расцепитель 12, а при
коротком замыкании срабатывает электромагнитный расцепитель II,
которые поворачивают общую для всех полюсов рейку 10. При
повороте рейки механизм свободного расцепления срабатывает, и все
полюса автоматически отключаются.
Тепловые расцепители 12 срабатывают с выдержкой времени,
находящейся в обратной зависимости ог тока, а электромагнитные
расцепители 11 срабатывают без выдержки времени при токах,
превышающих значение тока уставки, рисунок 4.1.
Для регулирования тока уставки теплового расцепителя на
механизме свободного расцепления имеется рычаг. Регулировка гока
срабатывания электромагнитного расцепителя производится за счет
сжатия возвратной пружины.
также
расцепитель максимального тока в нулевом проводе или расцепитель
минимального наг^яжеңия, которые встраиваются вместо одного из
эл ек тр о м аЙ к ІЙ іі^ р Ш Ш ^ іей . Расцепитель максимального тока в
нулевом проводе устанавливается только в трехполюсных
выключателях с номииальны&Гтоком 16А и ботіее.
Автоматические выключатели серий &ГІ5-0Б . изготовляются
двух- и трехполюсном вариантах с номинальным током
максимальных расцепителей 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0; 50;
63,0 А и с током срабатывания электромагнитных расцепителей 3,5 ■и
Ю ' 1ном- ' (
: •
|
1■■"I ' I »' д и,||
Времятоковые характеристики выключателей серии АП50Б при
температуре окружающей среды 20 ± 5 ° С приведены в приложении
В, рисунок В.1.
Технические данные автоматических выключателей серии АП50Б
приведены в таблице 4.1 и в [58, 59, 60].
4.2.2 Выбор уставок автоматических выключателей сеоии
АП-50Б
Выбор автоматических выключателей производится:
- по напряжению ІІус-р < 11НОм;
- по току ІНОрм ^ Іном/ Імакс ^ Iном
- по предельно отключаемому току
!п6* - Ь ткл , ном,
- *пред;
- по включаемому току Iу < 1ВКЛ/ максЗаводы-изготовители
гарантируют
термическую
и
электродинамическую стойкость автоматических выключателей с
расцепителями максимального тока, проверенными по отключаемому
и включаемому току [9].
Уставка срабатывания теплового расцепителя 1Ср^ т выбирается
по выражению [1, 6, 611
•ср, т
кр ’ котс *•раб, ном#
где Кр - коэффициент разброса срабатывания
расцепителей, который принимается равным 1,1;
(4* I)
тепловых
''Я ^
«Л Я. Я' °- °°*
(ч V « —
о ^2 аСЧ тГ
2 »л
5 ^а
X
О
рго І
Ьго
§
2 04
2
сч> мЬ сч1 сч1
ьп О иа из
о «л о о
»о С *г> »л
с < I С Е5
<
<
■*
Н
го
и I
н
I ***>
2
го1
из
о
<л
С
<
Коте - коэффициент отстройки, который принимается
равным 1 - 1,1 для неперегруженных цепей (нагревательные
элементы, оперативные цепи постоянного тока и т.п.);
к° тс “ ^ ~ ^
для
цепей,
где
возможны
кратковременные перегрузки;
/
котс — 0Д5 - 0 ,2 5
для цепей, где ток протекает
кратковременно
(электромагниты
включения
масляных
выключателей, электромагниты клапанов воздушных выключателей);
*раб, ном “ номинальный рабочий ток защищаемой цепи, А.
После выбора уставки срабатывания теплового расцепителя
необходимо проверить его время срабатывания в режиме пуска и в
режиме перегрузки по условию:
1ср,мин > *пуск, дв< *ср, макс > *пер,дв-
(4.2)
Время срабатывания теплового расцепителя определяется по
кратностям тока технологической перегрузки и пуска по защитным
характеристикам автоматических выключателей, приведенным в
приложении В на рисунке В. 1.
Уставка
срабатывания
электромагнитных
расцепителей
определяется по выражению [1, 6, 61]
*ср. э, расч = Кр ■котс • 1пер,
(4.3)
где Кр - коэффициент разброса срабатывания электромагнитных
расцепителей, значение которого принимается равным 1,3;
«отс “ коэффициент отстройки, который принимается
равным: для защиты электродвигателей 1,8 - 2,0; для защиты цепей
напряжения - не менее 2,0; для остальных цепей 1,5;
*пер “ максимально возможный кратковременный расчетный
ток перегрузки, А.
Для цепей постоянного тока значение 1СР) э>расч принимается
на 30% большим, чем для цепей переменного тока.
Расчетная кратность тока срабатывания электромагнитного
расцепителя определяется по выражению
кэ, расч = Іср, э, расчАном.
(4.4)
где Іном “ номинальный ток автоматического выключателя, А.
За действительную уставку отсечки кэ принимается ближайшее
большее стандартное значение 3,5 или 10,0.
Действительный
ток
срабатывания
расцепителя определяется по выражению
электромагнитного
•ср, э = Кэ • •ном-
(4.5)
Коэффициент чувствительности определяется по выражению
кч = •пО, м и н х ер , э-
(4.6)
Для цепей постоянного тока
'\
кч = •пО, мннА ^'З • ^ср, э ).
где •пО, мин защищаемой цепи.
(4.7)
минимальный ток короткого замыкания в
Согласно
ПУЭ
коэффициент
чувствительности
для
автоматических выключателей с номинальным током до 100 А
должен быть не менее 1,4.
4.2.3
Примеры
выбора
уставок
автоматических
выключателей серии АП-50Б
Пример 4.1. Выбрать уставки тепловых и электромагнитных
расцепителей выключателя АП-50БЗМТ, предназначенного для
защиты асинхронного электродвигателя мощностью 7,5 кВт.
Электродвигатель подвержен технологической перегрузке.
Номинальный ток электродвигателя I н о м , д в = 14,8 А , напряжение
380 В, кратность пускового тока
= 7,5 , время разворота
электродвигателя с механизмом не превышает £разв = 2,5 с.
Электродвигатель способен выдержать 50% перегрузку по току сверх
номинального значения в течение 150 с. Максимальный ток короткого
замыкания на шинах сборки, к которой подключен электродвигатель
1800 А. Минимальный ток короткого замыкания на выводах
электродвигателя 410 А.
Уставка теплового расцепителя выбирается по выражению (4.1)
1ср,т — Кр ■Коте ’ *раб, ном*
где Кр - коэффициент разброса срабатывания
расцепителей, который принимается равным 1,1;
тепловых
Коте
равным
,1 • 1,3
перегрузки;
коэффициент отстройки, который принимается
для цепей, где возможны кратковременные
раб, ном І номинальный рабочий ток электродвигателя, А.
1ср,т= 1,1’1,2-14,8 * 19,54 А.
Ток электродвигателя при 50% перегрузке равен
Іпер = 1,5 • 1раб
н о м =
1>5 ■14,8 = 22,2 А.
Ток при пуске электродвигателя равен
*пуск = кп •1раб, ном = 7>5 * 14,8 = 111 А.
Кратность
токапри
технологической
перегрузке
электродвигателя по отношению к уставке теплового расцепителя
составляет
кт, пер = Іпер/Іср, т = 22,2/19,54 = 1,14.
Кратность тока при пуске электродвигателя составляет
кт, пуск = Іп у ск /^р , т = 111/19,541 5,68.
Принимаем,
к установке
автоматический
выключатель
АП50БЗМТ с номинальным током 1НОм=25 А. Допустимый ток
короткого замыкания для автоматического выключателя с
номинальным током 16А составляет, в соответствии с таблицей 4.1,
3000 А и не превышает тока короткого замыкания на шинах сборки.
По кратностям тока технологической перегрузки кт> пер и пуска
электродвигателя кТ) П у С К определяем по защитной характеристике,
рисунок В. 1,6, минимальное время срабатывания тепловых
расцепителей:
- при кт> пер =1,14 время срабатывания больше 150 с;
- при кТ( пуск = 5,68 время срабатывания не менее 2,8 с, т.е
больше времени разворота электродвигателя.
Расчетный ток срабатывания электромагнитных расцепителей
определяем по выражению (4.3)
*
*ср, э, расч =
Кр
• Коте **пер,
►
где Кр - коэффициент разброса срабатывания электромагнитных
расцепителей, значение которого принимается равным 1,3;
к0тс | коэффициент отстройки, который принимается
равным: для защиты электродвигателей 1,8 - 2,0;
•пер I максимально возможный кратковременный расчетный
ток перегрузки, А.
1ср,э,расч = 1.3 • 1,9 • 111 =274,17 А.
Расчетная кратность тока срабатывания
расцепителей в соответствии с (4.4) составляет:
электромагнитных
кэ,расч = •ер, э, расч/1ном = 274,17/25 = 10,97.
Принимаем стандартное значение кратности равное 10.
Действительный
ток
срабатывания
электромагнитных
расцепителей при кратности 10, составляет:
*ср,э = кэ • 1ном = Ю • 25 = 250 А.
Коэффициент чувствительности защиты с электромагнитными
расцепителями равен
кч = *п0, мин/^ср,
10/250 = 1,64.
Таким образом автоматический выключатель АП-50БЗМТ с
номинальным током 25 А и с кратностью тока отсечки 10 проходит.
Пример 4.2. Выбрать тепловые и электромагнитные расцепители
автоматического выключателя АП-50Б2МТ предназначенного для
защиты электромагнита включения электромагнитного выключателя
ВЭМ-6-2000/38,5-100. Напряжение постоянного тока 220 В, ток
включения электромагнита 148 А. Нагрев электромагнита до
длительно допустимой температуры 105°С происходит за 20 с. Ток
короткого замыкания составляет 1000 А.
Уставка теплового расцепителя для защиты электромагнита
включения выключателя в соответствии с выражением (4.1) равна:
*ср, т I Кр • Коте • ІВКЛ = 1Л - 0,2 • 148 = 32,56 А.
Кратность тока при включении электромагнита равна:
кт, пер = ^вкл/^ср, т = 148/32,56 = 4,55.
Принимаем к установке выключатель с номинальным током
‘н о м ^ о А .
По защитной характеристике выключателя, рисунок В. 1,6 , с
номинальным током 16А, при кратности тока кТ(ВКЛ =4^55
определяем максимальное и минимальное время срабатывания
теплового расцепителя. Максимальное время равно 17с, что не
превышает допустимого времени, при котором электромагнит
нагревается до длительно допустимой температуры 105° С.
Минимальное время срабатывания равно 4 с, что достаточно для
отстройки от ложного срабатывания тепловых расцепителей.
Расчетный ток срабатывания электромагнитных расцепителей в
соответствии с выражением (4.3) должен быть не менее
*ср, э, расч = 1,3 • Кр ■котс • Івкл = 1,3 •1,3 1,5 •148 = 3 75,2 А.
Расчетная
кратность
срабатывания
расцепителей должна быть не менее
электромагнитных
кэ, расч = *ср,э, расч/1 .3 • 1Ном = 375,2/(1,3 16) = 18,04.
Таким образом, автоматический выключатель АП-50Б2ТМ с
номинальным
током
16А
не
обеспечивает
отстройку
электромагнитных
расцепителей
от
тока
при
включении
электромагнита. Поэтому выбираем автоматический выключатель с
номинальным током 40А.
Для данного выключателя в соответствии с защитной
характеристикой, рисунок В. 1,6, максимальное время срабатывания
равно 17 с, что не превышает допустимого времени, при котором
электромагнит нагревается до температуры
выше
105° С
Минимальное время срабатывания равно 4 с, что достаточно для
отстройки от ложного срабатывания тепловых расцепителей.
Расчетная
кратность
срабатывания
электромагнитных
расцепителей данного выключателя равна
Принимаем кратность тока срабатывания отсечки равную 10.
Действительный
ток
срабатывания
электромагнитных
расцепителей при кратности 10, составляет!
•ср, э = 1.3 Кэ-1ном = 1,3-10-40 = 520 А.
Коэффициент чувствительности защиты с электромагнитными
расщепителями составляет:
кч = *п0, м и н х е р ,э = 1000/520= 1,92. ТаКИМ образом’ выключатель АП50Б2МТ с номинальным током
и с кРа™остью отсечки 10 удовлетворяет расчетным условиям
как по отстройке тепловых расцепителей от ложного срабатывания
при включении выключателя, так и по чувствительности
электромагнитных расцепителей при коротком замыкании.
Пример 4.3. Выбрать уставки электромагнитных расцепителей
для автоматических выключателей АП50Б2М, предназначенных для
защиты вторичных цепей трансформатора напряжения НКФ-220-58
У1. Во вторичной обмотке соединенной в звезду установлен
выключатель с 1ном = 10 А, а во вторичной обмотке соединенной в
разомкнутый треугольник установлен выключатель с 1Н0М =6,3 А.
Максимальный то к короткого замыкания во вторичных цепях,
соединенных в звезду и разомкнутый треугольник, равен 400А.
Минимальный ток короткого замыкания во вторичных цепях,
соединенных в звезду, равен 90А, а в разомкнутом треугольнике 96А.
Защита вторичных обмоток трансформаторов напряжения
выполняется выключателями, снабженными электромагнитными
расцепителями, так как трансформаторы напряжения не подвергаются
перегрузкам, а тепловые элементы имеют относительно большие
сопротивления, которые могут внести недопустимую погрешность в
цепи, предназначенные для учета электроэнергии.
Номинальный ток расцепителя при равномерной нагрузке фаз
трансформатора напряжения определяется исходя из максимальной
нагрузки.
$ - .*>
.^
.
При неравномерной нагрузке фаз ток расцепителя определяется
по току наиболее нагруженной фазы.
При неизвестной нагрузке, с достаточной для практических целей
точностью, номинальный ток расцепителя можно определить исходя
из номинальной мощности трансформатора напряжения при работе
; в “
о Г ° СТИ 1’ С ПОСЛеД^ Щей ^ е Р к о й коэффициента
0 ™ Г " Г Л 3аШ™
р
I
^
Н
К' - ’"т>РИЙ — * ■ иыть »не менее
менее2.
Номинальный ток вторичных обмоток определяем ИЗ
Г Г Г Т И МОЩНОС™ трансформатора напряжения в классе
равна 600В . д ТОраЯ ДЛЯ ТрансФ0РматоРа напряжения НКФ-220-58У1
Номинальный ток в обмотке, соединенной в звезду, равен:
•ном, 1 ~ 5ном/У ф ( 1 = 600/58 = 10,35 А,
в обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, равен
•ном, 2 = §н ом /Ц ь 2 = 600/100 = 6 А,
гДе 5Ном ~ номинальная мощность трансформатора напряжения
при работе его в классе точности 1;
напряжения
и ф, 1 ~ фазное напряжение обмоток, соединенных в звезду;
иф, 2 ~ Фазное напряжение обмоток, соединенных в
разомкнутый треугольник.
Расчетный ток срабатывания электромагнитных расцепителей в
соответствии с (4.3) равен:
ш елеив
для обмоток, соединенных в звезду •
•срД расч, 1 = кр • котс • •ңом, 1 = 1.3-2-10,35 = 26,91 А;
для обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник
Гср, э, расч, 2 = кр • Коте *1Ном, 2 = 1,3*2*6 = 15,6 А.
Требуемая
расчетная
кратность
тока
электромагнитных расцепителей должна быть:
для обмоток, соединенных в звезду
срабатывания
^аты вания
кэ, расч, 1 = •ср, э, расч, і/^ном , 1 1 26,91/10 = 2,69;
для обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник
Принимаем кратность тока срабатывания отсечки равную 3,5.
Действительный ток срабатывания электромагнитных расцепителей
составляет:
для обмоток, соединенных в звезду
^ р , э, 1 ~ кэ • ІНом, 1 = 3,5 •10 =35 А;
для обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник
!ср, э, 2 = кэ • 1Ном, 2 = 3>5 6 = 21 А
коэффициент чувствительности защиты
для обмоток, соединенйЫх в звезду
4«а?;у*г«ДКЛйь* кч Шы** : Н Я г э,' 1 1 9 0 /3 5 1 2,57;
.
—•- ь
5^5^' .. ^
д^я^обмот^к, .соединенных 6-разом кнуты й треугольник
«
Кч = *поДин/*ср, э, 2 1 96/211 4.57.
*
^гт хя-?1
Выбрайнй§ • выключатели
с
кратностью
отсечки
удовлетворяют требованиям по защите цепей напряжения.
^ Автоматические выключатели серии АЕ20
4.3.1
Устройство и принцип действия
выключателей серии АЕ20
3,5
автоматических
Автоматические выключатели серии АЕ20 используются в
электроустановках переменного тока напряжением до 400В и
предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и
коротких
замыканий,
пуска
и
останова
асинхронных
электродвигателей с короткозамкнутым ротором, а также для не
частых коммутаций электрических цепей [6, 63, 64].
Выключатели серии АЕ20 выпускаются с электромагнитными
или комбинированными расцепителями максимального тока.
Номинальная уставка электромагнитного расцепителя может быть 5,
10 и 12 • Іном*
Тепловые расцепители выключателей серии АЕ20 могут быть без
регулировки или с регулировкой уставки тока несрабатывания
тепловых элементов в пределах (0,9 + 1Д5) • 1ном . Кроме того
выключатели серии АЕ20 выпускаются как без устройств
компенсации влияния температуры окружающей среды на
характеристику теплового элемента, так и с температурной
компенсацией.
:
Автоматические выключатели данной серии выпускаются
Курским электроаппаратным заводом (КЭАЗ) и другими заводами на
номинальные токи от 10 до 160 А. Конструкции всех типов
автоматических выключателей данной серии похожи друг на друга.
На рисунке 4.4 показан общий вид автоматических выключателей
серии АЕ20, а на рисунке 4.5 продольный разрез выключателя АЕ2060
оез температурной компенсации.
Рисунок 4.4 - Общий вид автоматических выключателей серии
Автоматический выключатель состоит из пластмассового
основания 1 и пластмассовой крышки 2. Неподвижный контакт 5 и
подвижный 4 расположены в дугогасительной камере 3, которая
состоит из стальных пластин укрепленных в каркасе из листовой
фибры. Автоматический выключатель имеет электромагнитный
расцепитель максимального тока 11, который срабатывает без
выдержки времени, и тепловой расцепитель 10, срабатывающий с
выдержкой времени, находящейся в обратной зависимости от тока
(рисунок 4.1).
Тепловой расцепитель 10, срабатывающий при перегрузках, и
электромагнитный расцепитель И , срабатывающий при коротких
замыканиях, воздействуют на общую для всех полюсов поворотную
отключающую рейку 6. Рейка 6 поворачиваясь, воздействует на
механизм свободного расцепления 12 который освобождается и все
полюса автоматически отключаются.
1 - основание; 2 - крышка; 3 - дугогасительная камера;
4 - подвижный контакт; 5 - неподвижный контакт; 6 - поворотная
отключающая рейка; 7 - рукоятка; 8 - калибровочный винт теплового
расцепителя;
9
— калибровочный
винт
электромагнитного
расцепителя; 10 - тепловой расцепитель; II - электромагнитный
расцепитель; 12 —механизм свободного расцепления
Рисунок 4*5 - Продольный разрез выключателя серии АЕ2060 без
температуркой компенсации
Структура условного обозначения автоматических выключателей
серии АЕ20 имеет вид: АЕ20 - серия автоматического выключателя;
третья цифра — номинальный ток автоматического выключателя.*
2 — 16 А; 3 - 25 А; 4 — 63 А; 5 —100 А; 6 - 160 А; четвертая цифра —
код расцепителя максимального тока (3 - электромагнитный;
6 - комбинированный; 9 - тепловой).
Технические данные автоматических выключателей серии АЕ20
приведены в таблице 4.2.
Р
Таблица 4.2
- Основные технические данные
выключателей серии АЕ20
автоматических
Пределы
регулиро­
Предельная
вания
Номинальный ток
коммута‘ср,
о
теплового
расцепителя
I циионная
^ном, расц Расцепи"
1ном,расц> А
способность
I теля
Тип
выключателя
ном
АЕ2046М-100
АЕ2046М-400
АЕ2046М-320
10.0: 12.5
Г
1б.о
_______________1 20,0; 25,0
АЕ2046М-10Р I
|
|
АЕ2046М-20Р
10 0-125
АЕ2046М-30Р
’I
’
АЕ2046М-40Р _______
АЕ2046М-12Р
АЕ2046М-32Р
16>°; 20,0; 25,0
АЕ2046М-100 |
_______
АЕ2046М-200
АЕ2046М-300
31,5; 40,0; 50,0
АЕ2046М-400 I
АЕ2046М-І20
I
|
АЕ2046М-320
63,0
31,5;
40,0;
50,0
АЕ2043М-100
63,0
АЕ2043М-400
0,6;
1,0;
1,25;
5,0
АЕ2043М-320
6,3; 8,0
Продолжение таблицы 4.2
выключателя
АЕ2043М-100
АЕ2043М-200
АЕ2043М-300
АЕ2043М-400
АЕ2043М-120
АЕ2043М-320
АЕ2056М-10Р
АЕ2056М-20Р
АЕ2056М-30Р
АЕ2056М-40Р
АЕ2056М-12Р
АЕ2056М-32Р
АЕ2056М-100
АЕ2056М-200
АЕ2056М-300
АЕ2056М-400
АЕ2056М-120Р
АЕ2056М-320Р
АЕ2053М-100
АЕ2053М-200
АЕ2053М-300
АЕ2053М-400
АЕ2053М-І20
АЕ2053М-320
АЕ2056М1-Ю0
АЕ2056М1-200
АЕ2056М1-300
АЕ2056М1-400
АЕ2056М1-120
Номинальный
ток
расцепителя
1ном, расЦ’ А
Пределы
регулиро­
Предельная
вания
коммутатеплового
циионная
ном, рас расцепи­ способность
теля
ІППРЛ.
кА
*с,п
ном
Окончание таблицы 4.2
Тип
выключателя
Номинальный
ток
расцепителя
^ном, расц> А
Пределы
регулиро­
вания Предельная
*ср,о теплового коммутациионная
ном, расі Рас1*еписпособность
теля
‘пред» кА
ном, расц
АЕ2056М1-320
АЕ2053М1-100
I АЕ2053М1-200
I АЕ2053М1-300
АЕ2053М1-400
1АЕ2053М1-120
АЕ2053М1-320
АЕ2066М1-100
АЕ2066М1-200
АЕ2066М1-300
АЕ2066М1-400
[ АЕ2066М1-120
АЕ2066М1-320
АЕ2063М1-100
АЕ2063М1-200
АЕ2063М1-300
АЕ2063М1-400
АЕ2063М1-120
АЕ2063М1-320
АЕ2046 МТ
АЕ2056 МП
1,0
4.3.2
АЕ20
Выбор уставок автоматических выключателей сепии
1
43.2.1
Выбор уставок электромагнитных расцепителей
выключателей серии АЕ20
Токовую
отсечку
автоматического
выключателя
АЕ20
отстраивают от пускового тока электродвигателя по выражению [ 1]:
1ср, о ^ 1,05 • коте • ка • кр • 1пуск> ДВ) кат>
(4 .8 )
где котс = 1,1 - коэффициент отстройки;
ка = 1*4
—
коэффициент,
учитывающий
наличие
апериодической составляющей в пусковом токе электродвигателя;
кр = 1,3 - коэффициент, учитывающий возможный разброс
тока срабатывания электромагнитного расцепителя.
Если выбранная уставка срабатывания отсечки не проходит по
чувствительности, то необходимо:
- рассчитать значение пускового тока электродвигателя Іпуск дв
с учетом влияния сопротивления внешней сети;
I
- определить значение коэффициента ка с учетом влияния
сопротивления внешней сети.
Пусковой ток электродвигателя с учетом влияния сопротивления
внешней сети определяется по выражению
Іпуск, дв —
где Квн , Хвн — активные и реактивные суммарные
сопротивления всех элементов питающей сети до выводов
электродвигателя.
Значение коэффициента ка определяется из таблицы 4.3 в
зависимости от отношения
_
Хвн + Хдв
&вн + Қцв
По значениям 1пуск,дв и ка произвести по выражению (4.8)
уточненный расчет уставки срабатывания отсечки автоматического
выключателя.
Таблица 4.3 —Значения коэффициента к
*7./КТ.
Г
0,5
0,8
1.0
1.5
2,0
з.о
IГ
1
1,00
1,02
1.05
1,12
1,20
1.35
Х у/К г
4,0
5,0
6.0
7.0
8,0
9.0
^
1,67
1,71
Коэффициент чувствительности отсечки при КЗ на выводах
электродвигателя должен быть:
- при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя
(
2
)
к
(
2
)
1
(3 )
ПО, д /'с р . о = 0,87 • 1п0' д /1ср,о > 1,1 ■кр ,
(4.10)
- при однофазном КЗ на выводах электродвигателя
(
1
)
к
/I
11
п 0 ,д / ф / 0 1' 1 1кр ,
(4.11)
т(2)
,(1
)
где
соответственно минимальный ток
п0,д' пО, д
двухфазного и однофазного КЗ на выводах электродвигателя с учетом
токоограничивающего действия электрической дуги.
серии АЕ20ВЬ бОР УСТаВ° К тепловых расцепителей выключателей
Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется из условия
возврата защиты после окончания пуска или самозапуска
электродвигателя по выражению
^ р , п - 1ср,т - Коте • 1ном/кв ,
(4.12)
где коте § коэффициент отстройки, учитывающий некоторый
запас по току, неточности настройки и разброс срабатывания защиты
принимается равным 1,15;
I коэффициент возврата защиты, который
термобиметаллических тепловых реле равен 1.
Защита от перегрузки считается эффективной, если
КВ
для
Номинальный ток теплового расцепителя и ток срабатывания
защиты от перефузки при температуре воздуха, отличной от
нормированной, определяется по выражениям [1]:
!ном, расц, I = Іном, расц • [ і + кг ( іНОрм - с)],
(4.14)
*ср, т, I = 1Ср, т ■[ 1 + кі • ( інорм - і)],
(4. 15 )
где К{ = 0,0065 - температурный коэффициент;
*норм = 3 0° С - нормированная температура окружающей
среды;
I - действительная температура окружающей среды, °С
Время срабатывания защиты от перефузки выбирается из
условия ее
несрабатывания
при пуске или самозапуске
электродвигателя:
*ср,т ^ (1.5 -5- 2,0) • (цуск,дв>
(4.16)
где 1пуск,дв длительность пуска или самозапуска
электродвигателя.
Время срабатывания теплового расцепителя определяется по
кратностям тока перефузки и пуска по защитным характеристикам
автоматических выключателей АЕ20, приведенным в приложении В
на рисунке В.2 и в [62, 63].
4.33 Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии АЕ20
Пример 4.4. Шины 0,4 кВ получают питание от трансформатора
типаТСЗ-бЗО/15, мощностью 630 кВ-А со схемой соединения обмоток
'
Трансформатор питается от шин 10 кВ и имеет параметры
ик = 8% и Рк = 8700 Вт.
Питание на шины 0,4 кВ подается через автоматический
выключатель А3794С двумя параллельными кабелями длиной
^каб, 1 ~ 1®® м н сечением 5ка^ ^ = 3 х 185 мм2 с алюминиевыми
жилами в алюминиевой оболочке. От шин 0,4 кВ питается сборка, к
которой подключены шесть электродвигателей мощностью по 45 кВт
каждый. От сборки до электродвигателей проложены кабели сечением
5каб,2 = 3 х 35 мм2 и длиной /каб 2 = 15 м.
Одновременно могут работать, а также участвовать в самозапуске
Л 6 К Т П О П ЙМ ГӘТР п и
все электродвигатели.
*
Температура окружающей среды
электродвигателя 1 с.
1с р е д Ы
= 20° С. Время пуска
явтлВ
ЦСПИ электР°Двигателей
предполагается
установить
автоматические выключатели серии АЕ20. Определить ток
срабатывания отсечки и теплового расцепителя и уточнить тип
автоматического выключателя.
Схема электроустановки приведена на рисунке 4.6.
Рисунок 4.6 - Схема электроустановки
Принимаем, в соответствии с таблицей 4.1 [5], к установке
асинхронные электродвигатели типа 4А200Ь4УЗ с параметрами
приведенными в таблице 4.4.
5
Определим по данным таблицы 4.4 номинальный и пусковой
токи электродвигателя.
Таблица 4.4 Параметры асинхронно™ электролвигатеп,,
Тип
Р
і
------
С05 фном М* п кп
4А200Ь4УЗ
0,9
Iном, дв
1,4
7,0
р,ном /(> /3 . ^НОМ ' с°5 Ф • п)
45
УЗ • 0,4 • 0,92 • 0,9
78,44 А,
Iпуск, дв, кат - кп • 1НОм, дв = 7,0 • 78,44 = 549,08 А.
Ток срабатывания отсечки определим по выражению (4.8)
1ср, о ^ 1.05 • котс • ка • кр • 1пусК) ДВ( кат,
где 1,05 - коэффициент, учитывающий, что в нормальном
режиме напряжение на выводах электродвигателя может быть на 5%
выше номинального;
котс ” коэффициент отстройки;
ка =
— коэффициент,
учитывающий
наличие
апериодической
составляющей
тока
в
пусковом
токе
электродвигателя:
кр
1,4 коэффициент, учитывающий возможный разброс
тока срабатывания отсечки относительно уставки;
‘пуск, дв, кат ~ пусковой ток электродвигателя
справочным данным.
по
•ср, о - 1.05 • 1,1 • 1,4 • 1,4 • 549,08 = 1243 А.
В соответствии с таблицей 4.2 принимаем к установке
автоматический выключатель АЕ2066М1-200 с номинальным током
1ном - 200 А , 1ном,расц = 125 А и уставкой срабатывания отсечки
^ср, о = 1250 А.
Рассчитаем для проверки чувствительности отсечки токи
двухфазного и однофазного замыкания на землю на выводах
электродвигателя с учетом сопротивления электрической дуги.
Схема замещения прямой последовательности приведена на
рисунке 4.7.
^ікабі
Ік а б і
Ікабі
Ікабі
п ері
лер2' П ^ е р 2 I 1 пер2 Г
15Ғ2
15Ғ2
18Ғ2
П
к
15К2
1
Іи1ХҒ2
Г
Ц-ІЛ15Ғ2 1^ і х ғ г 1. 18Ғ2
'М^ІкабгГ |^1каб2 1 Х1каб2
"г^ікабг^ г^1каб2 Ц * М 2
П хм
ГІХ м
жм
Г
и
М
Рисунок 4.7 - Схема замещения прямой последовательности
С^ема замещения нулевой последовательное™ приведена на
рисунке 4.8.
Сопротивления питающего трансформатора Хт и Кт принимаем
соответствии с таблицей 1.8
К1т = « 2 т = * 0 т = 3,4 мОм, Х1т = Х2т = Х0т = 13,5 мОм.
Сопротивление энергосистемы принимаем равным
хс -
0,1 • хт = 0,1 • 13,5 = 1,35 мОм .
Активные и индуктивные сопротивления кабелей определяем в
соответствии с таблицей 1.9, которые равны:
- для кабеля сечением 3 х 185мм2
Х1каб1 Т Х1уд,каб1 ' ^ а б , 1 = °<056 • 180 = 10,08 мОм,
К1каб1 = к 1уд, к аб і • Ікаб, 1 = °>2 М • 180 = 37,44 мОм,
х 0каб1 * х 0 у д ,к аб 1 ' ^ а б , 1 = °-122 ' 180 = 21,96 мОм,
К0каб1 = к Оуд, к а б і ' *каб, 1 = °-660 • 180 = 118,80 мОм.
^окабі ( |
^ОкабІ
Г | XОкаб!
*Л)каб1
^0каб2
Рисунок 4.8
Схема замещения нулевой последовательности
- для кабелей сечением 3 х 35мм2
х 1каб2 = х 1уд, каб2 ’ *каб, 2 = ° '061 ' 15 = 0,915 мОм,
К1каб2 = к 1уд, каб2 ' *каб, 2 =
' 15 = I 6-5 м°м>
Х0каб2 = х 0уд, каб2 ' *каб, 2 = °-298 115 = 4,47 мОм,
К0каб2 = к 0уд, каб2 *каб, 2 = 2(07 *Я = 3 1*05 мОм.
Активное
суммарное
сопротивление
асинхронного
электродвигателя определяем по формуле (1.25) в соответствии с его
параметрами, приведенными в таблице 4.4
1,6 , 1.4 • 0,9- 92 • (1,62 - 0,0054 • 92)
к дв - Км
100
,)
72 • (ЮО
3802 • 92 • 0,9
Х
100 • 45
= *
16
х
м®м •
а с и н х р о н н о г о Х а т е Г о п р е д е ^ т с я п о ф Г р м у л е ™ ^ ОВательвостн
у
_ү
Д
В
'
_
М
~
/(3802 - 92 • 0,9)2
' Т - 100 45)2
■
-
1
1
4
>2
б
2
= 361,96 мОм.
Рассчитаем сверхпереходную ЭДС электродвигателя по формуле
(1.31)
..
380
Ф ~ 7 | - ~ [(И 4,26 +1361,96) ■0,9 + (361,96 - ] 114,26) • 0,436] х
X [(100 • 1 • 45)/(д/3 • 380 • 0,9 ■92)] = 199Д7 В.
Определим активные и реактивные суммарные сопротивления
прямой последовательностей энергосистемы до шин 0,4 кВ.
К і г г = Кі + - 1каб1 , п
, п
12, С
1т +
2
+ ^ п е р і + ^ ІЗ Ғ І'
+
Х
Х12, С ® Х1С + х 1т + — ^аб
1
2
15Ғ1
где К
пері
активное суммарное сопротивление болтовых
контактных соединений и переходное сопротивление контактов
автоматического выключателя Кк с
;
я 18Ғ 1 . Х і з ғ і
- активное и индуктивное сопротивления
„
питающего трансформа'
Сопротивления автоматического выключателя принимаются ИЗ
таблицы 1.16 в зависимости от номинального тока выключателя.
______________
Принимаем к установке автоматический выключатель А3794С на
номинальный ток 600 А с К18р1 | 0,12 мОм, Х15Ғ1 | 0,084 мОм,
Кк. с 5Ғ1 =
мОм.
Суммарное переходное сопротивление контактных соединений
к пер1 Равно
Кпер1 = Кс-ш + Кш-т + КТ_5Ғ1 + К5Ғ1 _ каб1 + Ккаб1 _ ш +
+ ^к.с5Ғ1«
ш
где Яс_ш - переходное сопротивление система - шины;
КШ-т - переходное сопротивление шины - трансформатор;
к т-5Ғі ~ переходное сопротивление трансформатор автоматический выключатель 5Ғ 1;
^5Ғ1 — к аб і ~ переходное сопротивление автоматический
выключатель 5Ғ I - кабель 1;
^ к а б і —Ш, ~ переходное сопротивление кабель 1- шины;
Кк. с 5Ғ1
”
переходное
сопротивление
контактов
автоматического выключателя 5Ғ1.
Все переходные контактные сопротивления принимаем равными
по величине 0,003 мОм, тогда
КПер1 = ^ • 0,003 + 0,25 = 0,265 мОм,
37,44
К1Е,С = 3,4 + — ^ + 0,265 + 0,12 = 25,505 мОм,
Х11,С =
+ 13,5 +
+ 0,084 = 19,974 мОм.
Определим активные и реактивные суммарные сопротивления
нулевой последовательности энергосистемы до шин 0,4 кВ.
К0Г, С = к 0т +
° * аб1 + к пер1 + к 15Ғ1 =
, „ 118,8
- 3,4 + — — + 0,265 + 0,12 = 63,185 мОм,
ул« — V.
л02, С
і ^кабі .
*0т + — о—
*,
Х15Ғ1 38
. , С1 21,96
2
** 0,084 = 24,564 мОм.
Определим активные и реактивные суммарные сопротивления
рямои последовательности цепи электродвигателя до шин 0,4 кВ.
^1Е, М ~ КМ + ^1каб2 + ^пер2 + ^15Ғ2*
Х 11,М = ХМ + х 1каб2 + Х15Ғ2*
где К
пер2 ~ активное суммарное сопротивление болтовых
контактных соединений от выводов электродвигателя до шин 0,4 кВ;
М,ХМ ~ соответственно
сопротивления электродвигателя;
активное
и
индуктивное
К15Ғ2*Х15Ғ2 ~ активное и индуктивное сопротивления
Г Г ИЧеСКОГО в“ ключателя в цепи электродвигателя, которые
р нимаются из таблицы 1.16 в зависимости от номинального тока
выключателя.
Для автоматического выключателя АЕ20 с номинальным током
сопротивления равны К15р2 * 1,3 мОм, Х1$Ғ2 = 0,85 мОм,
Кк. с 5Ғ2 = °*75 мОм.
Суммарное переходное сопротивление контактных соединений
к пер2 Равн°
к пер2 ~ «Ш-5Ғ2 + К5Ғ2 _ каб2 + Ккаб2 _ м + Кк>с 5Ғ2,
где КШ_5Ғ2 переходное сопротивление шины - автоматический
выключатель 8Ғ2;
К5Ғ2 — каб2 ~ переходное сопротивление автоматический
выключатель ЗҒ2 - кабель 2каб2 - М
переходное
сопротивление
Кк. с 5Ғ2
переходное
автоматического выключателя 5Ғ2.
сопротивление
кабель
электродвигатель М;
пер2 “ 3 • 0,003 + 0,75 = 0,759 мОм,
контактов
12, М = 114,26 + 16,5 + 0,759 + 1,3 = 132,819 мОм,
Х1Г,М = 361,96 + 0,915 + 0,85 = 363,725 мОм.
Определим активные и реактивные суммарные сопротивления
нулевой последовательности цепи электродвигателя до шин 0,4 кВ.
К01,М = КМ + К0каб2 + к пер2 + К15Ғ2 = 114,26 + 31,05 +
+0,759 + 1,3 = 147,369 мОм,
^ОІ, М = ХМ + х0каб2 + Х15Ғ2 = 361,96 + 4,47 + 0,85 =
= 367,28 мОм.
Определим
сопротивления
прямой
и
нулевой
последовательностей цепи от выводов электродвигателя, на котором
произошло КЗ, до шин 0,4 кВ:
К1М I К1каб2 + к пер2 + К15Ғ2 I 1 Й + в ®
1 1.3 =
= 18,559 мОм,
Х1М = х 1каб2 + Х15Ғ2 = 0.915 + 0,85 = 1,765 мОм,
К0М = К0каб2 + к пер2 + К15Ғ2 = 31«05 +
+ 0 ,7 5 9 + 1,3 = 33,109 мОм,
Х0М = х 0каб2 + Х15Ғ2 = 4,47 + 0,85 = 5,32 мОм.
Для проверки выбранного автоматического выключателя в цепи
электродвигателя по допустимому току КЗ рассчитаем значение
,(3 )
пО К2 с Учетом подпитки от остальных электродвигателей.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого трехфазного замыкания в точке К2 от системы
определяем по формуле (1.29)
'пО^С
Еэкв с / ] * ! £ с + Х |г с
где Іэк в с | эквивалентная фазная ЭДС сетевого источника
приведенная к ступени напряжения 0,4 кВ В
Эквивалентная фазная ЭДС сетевого источника, приведенная к
ступени наппяжрныо п л
____________
..
” денная к
Ш
Щ р ном
Е
= Иср. ном 11 номНН
/о и
*
' и номВН
,(3 ) _______ 242,5
п0, С 9 ~ Г
з
10,5 • 0,4
ч
= “7=-------- * 10 = 24? ЦК
л/3110,0
’
= 7,486 кА.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого трехфазного замыкания в точке К2 от
электродвигателей определяем по формуле ( 1 .29)
тока На™ Х 1 ДеЙСТВУЮЩее значение периодической составляющей
тока трехфазного металлического КЗ от 5 асинхронных
электродвигателей определяется по выражению:
1(3)
- Е*
*п0, АД - ЬФ, АД
т(3)
___________ 199,17
п0, АД ~Т==
= 2,546 кА
1325819) 2 + ( Збу 2^ 2
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого трехфазного замыкания в точке К2 от системьТи
электродвигателей равно
мы и
,(3)
_ .(3)
А ,(3)
'пО, К2 ~ 'пО, С I п0, АД = 7'4 8 6 1 2-546 = 10,032 кА.
Для
электродвигателя
двухфазного и однофазного тока в начальный момент КЗ при дуговом
замыкании в точке К 1.
.
Определим значения сопротивлений прямой и нулевой
последовательностей цепи от шин системы до выводов
электродвигателя, точка короткого замыкания К1, на котором
произошло КЗ.
К1эк = КЦ ,С + Я1М = 25,505 + 18,559 = 44,064 мОм;
Х1эк = х 1 1 ,с + Х1М = 19,974 + 1,765 = 21,739 мОм;
К0эк т К02,С + К0М = 63,185 + 33,109 = 96,294 мОм;
х 0эк = х 01, С + Х0М = 24,564 + 5,32 = 29,884 мОм.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого трехфазного замыкания в точке К1 от системы
определяем по формуле (1.29)
,(3 )
■_
242,5
пО, С, К1 = 1
= 4,935 кА.
Л44.0642 + 21,7392
Для расчета начального значения периодической составляющей
тока
короткого
дугового
замыкания
определим
активное
сопротивление дуги методом последовательных приближений [7].
Произведем три итерации.
- Первая итерация
При первой итерации начальное значение тока дуги 1Л
принимается равным половине тока короткого металлического
замыкания
Шщш
.о )
,
_ пО,С, К1 _ 4,935
1 д -------- 2----—2—
.
2,468 кА.
Активное сопротивление дуги рассчитываем по формуле ( 1.24)
47
Кд = ------- ~ - 15 = 21,496 мОм.
2,4682
Активное эквивалентное сопротивление, относительно то
короткого замыкания К 1 с учетом сопротивления дуги равно
К1дЕ, К1 = К1эк + к д = 44,064 + 21,496 = 65,56 мОм.
Начальное действующее значение периодической с о с т а в л я ю , „ р й
тока короткого трехфазного замыкания при дуговом замыкании равно
,(3 )
_
пО,дС, К1
242,5
I—
= 3,51 кА
65,562 + 21,7392
- Вторая итерация
I — і(3)
_ „
Д ~ п0,дС,К1
3,51 кА,
и
_
Д
47
з 51^,28
— 18,068 мОм,
К1д1,К1 = 44,064 + 18,068 = 62,132 мОм,
,(3 )
_
пО, дС, К1 ~ Т
242,5
= 3,684 кА.
-Третья итерация
■ _.(3)
Д ~ пО, дС, К1 = 3'684
р
Д
47
3,684°'28
15 ~ 17,623 м0м-
■
В
*
Начальное действующее значение периодической состаачяющей
тока короткого двухфазного замыкания в точке К1 при дуговом
замыкании от системы определим по формуле (1.43):
.(2)
____
>/3 - 242,5
п0,дС,К1 “
(2 ■44,064 + 17.623)2 + (2 • 21,739)2
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого однофазного замыкания при дуговом замыкании в
точке К 1 от системы определим по формуле (1.44):
(
1
)
I
пО, дС, К1
3 • 242,5
2,93 кА.
Определим
коэффициент
чувствительности
отсечки
автоматического выключателя АЕ2066М1-200 с номинальным током
1ном, расц — 125 А и уставкой срабатывания отсечки 1Сп | = 1250 А.
(
2
)
к
(
2
)
I
п0,дС,К1
Iср,о
3,673
1,25
2,94 > 1,1 • кр = 1,1 • 1,3 = 1,43,
(
1
)
I
( 1 ) _ ' п 0 , д С , К 1 _ 2,93
к., _ — ----------- = ------- = 2,34 > 1,1 ■к
Р
Iср,о
1,25
Ток срабатывания
выражению
защиты
Iср.т
от
1,1 • 1,3 1 1,43.
перегрузки
определяем
по
котс
■1ном,дв<
кв
где Кртс ~ коэффициент отстройки, который принимается
равным 1,15;
Кв ~ коэффициент возврата защиты, который для
термобиметаллических тепловых реле равен 1.
1Ср ,т = 1.15-78,44 = 90,21 А.
Время срабатывания теплового расцепителя при пуске
электродвигателя определяем по кратности тока пуска по защитной
характеристике автоматического выключателя АЕ20М, приведенного
на рисунке В.2,б.
Так как температура воздуха отличается от нопмиоованио#
определим ток срабатывания защиты от перетрузки ■ —
окружающего воздуха по формуле (4.15)
ратуре
!ср,т, Г = 90,21 ■[1 + 0,0065 • (30 - 20)] = 96 07 А.
Кратность тока при пуске электродвигателя равна:
_ {пуск,дв 549,08
Ті пуск - Һ --------- -= 5,72.
]ср, т, I
96,07
Время срабатывания защиты от перегрузки автоматического
іючателя АЕ2066М1-200 ппи „_____ - 5 7? «
в соответствии с
рисунком В.2,б составляет ійіі
«.
V
I
^
гс р , м и н > 1 с . Таким образом, ттк
электродвигателя будет обеспечен.
Выбранный автоматический выключатель АЕ2066М1-200 с
номинальным током 1НОм,расц = 125 А, током срабатывания отсечки
Ща
1250 А и предельной коммутационной способностью 1Ппел =
— 10 кА проходит по всем параметрам.
4.4 Автоматические выключатели серии А3700
4.4.1 Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии А3700
ических
Автоматические выключатели серии АЗ700 предназначены для
проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при
напшженияаМаЫКтяНИЯХ’ П6реГрузках и недопустимых снижениях
напряжения, а также для нечастых оперативных включений и
отключении электрических цепей. Выключатели данной серии
предназначены для эксплуатации в электроустановках с номинальным
и м е н и е м до 440В постоянного тока и до 660В п е р е м е н З т о к а
и зготс^Т тсГ ”
"
Ш
»
серии
А3700
- с тепловыми и электромагнитными расцепителями;
| с электРомагнитными и полупроводниковыми расцепителями-
р с электромагнитными расцепителями;
*
Щ полупроводниковыми расцепителями, имеющими защиту, или
без защиты в зоне токов перегрузки с замедлением срабатывания в
зоне токов короткого замыкания.
Ғ
в
По роду защиты автоматические выключатели данной серии
выпускаются в трех вариантах: токоограничивающие; селективные;
нетокоограничивающие неселективные [64+71 ].
Выключатели серии А3700 могут снабжаться независимым
расцепителем для дистанционного отключения, расцепителем
нулевого
напряжения,
электромагнитным
приводом
для
дистанционного включения и отключения.
Общий вид автоматических выключателей серии А3700
представлен на рисунке 4.9.
Рисунок 4.9 - Общий вид автоматических выключателей серии
АЗ 700
Токоограничивающие
выключатели
с
тепловыми
и
электромагнитными расцепителями, с электромагнитным приводом,
используются на электрических станциях и подстанциях для
управления электродвигателями.
Селективные
выключатели
с
полупроводниковыми
расцепителями устанавливаются в цепях питания вторичных и
третичных сборок переменного тока и на щитах постоянного тока. Па
рисунках
4.10
и
4.11
приведены
блоки
управления
полупроводниковыми расцепителями, соответственно переменного
тока МРТЗ и постоянного тока МРТ7, а на рисунке 4,12 приведен блок
управления микропроцессорным расцепителем переменного тока
МРТЗ-МП.
В распределительных сетях используются, как правило,
нетокоограничивающие
выключатели
с
тепловыми
и
электромагнитными расщепителями,
нулевого напряжения.
а
также
с
расцепителями
переключатели выбора уставок 1р; 2 - выключатель защиты
от- перегрузки; 3 - выключатель защиты от тока включенияуставок ТКЛЮ6ЧаТеЛЬ
^ УСТЗВОК 1к; 5 ~ переключатель выбора
уставок Тк , 6 - переключатель выбора уставок Тп; 7 - выключатель
~ Т е с Г МеНИ 3аЩИТЫ ОТ К0Р0ТК0Г° 33—
^выключатель
Рисунок 4.10 Блок управления полупроводникового
расцепителя переменного тока выключателя АЗ 700
1
1 I индикатор наличия питания; 2 I выключатель защиты от
перегрузки, 3 | ручка выбора уставки Ц 4 -ручка выбора уставки
п.
ручка выбора уставки 1к ; 6 - ручка выбора уставки I V
| выключатель выдержки времени защиты от короткого замыкания8 - заглушка гнезда «Тест»
ты кания,
Рисунок 4.11 I
Блок управления полупроводникового
расцепителя постоянного тока выключателя АЗ 700
Выключатели серии АЗ 700
‘Ыпускаю тся
трехполюсном исполнении для цепей переменного
двухполюсном исполнении для цепей постоянного тока.
тока
и в
Выключатели по способу установки изготавливаются в
стационарном и выдвижном вариантах с ручным или дистанционным
малогабаритным электромеханическим приводом. Выключатели
выдвижного исполнения с ручным и дистанционным приводами
имеют втычные контакты, обеспечивающие штепсельные соединения
с выводами главной цепи. Эти выключатели применяются в
комплектных распределительных устройствах 0,4 кВ.
М Р тз
1 переключатель уставок по току срабатывания защиты О при
однофазном коротком замыкании; 2 - индикатор срабатывания
зашиты О, 3 —переключатель уставок времени срабатывания защиты
О; 4 - переключатель уставок по току защиты от перегрузок П
(номинальный ток расцепителя); 5 - индикатор срабатывания защиты
П, 6 - переключатель уставок времени срабатывания защиты П (при
61р), 7 —переключатель характеристики защиты П; 8 —переключатель
уставок по току срабатывания защиты при коротком замыкании К с
выдержкой времени; 9 - индикатор срабатывания защиты К (М);
10 - переключатель уставок времени срабатывания В и режима
зашиты К; 1 1 - переключатель уставок по току срабатывания защиты
при коротком замыкании М без выдержки времени; 12 - кнопка
индикации причины отключения (П, К, (М)); 13 - разъем «Тест»
Рисунок 4.12
Блок управления
расцепителем переменного тока МРТЗ-МП
микропроцессорным
Разрез автоматического выключателя серии АЗ700 приведен на
рисунке 4.13.
I 4 - искрГ—
5 ~ 2 Г " * 3 “ ЗЭЖИМЫ ГЛаВН0Й цепи'
расцепителя; 6 - подвижный к о н Г ^ Т ^ п о л у п р о в о д н и к о в о г о
контакт; 8 - металлокерамические накладки 9 “ л НеПОДВИЖНЫЙ
камера; 1 0 - изоляционные платины П
~ Дугогасительная
пружины,
18 -
10, 17 -
и
—
оычаги
- и----/г____
г г /! о
г
~
я:
Рычаги механизма свободного расцеплениярь электромагнитного расцепителя; 19 - сердечник
электромагнитного расцепителя; 20 - независимый
1
=
=
=
Т ^Ц епитеТ "
поЛу„роводнико«>го р а с ц е п ™
ШШВ
413 І Ра3реэ Ш
И
'
®
!
КрЫШКа
блока
"чи отатеп я серии
Выключатель состоит из пластмассовой оболочки, которая
включает основание 1, на котором смонтированы все сборочные
единицы выключателя, и крышку 2; коммутирующего устройства
состоящего из подвижных 6 и неподвижных 7 контактов из
металлокерамической композиции на основе серебра, расположенных
в каждом полюсе выключателя; механизма управления, состоящего из
рукоятки управления 11, механизма свободного расцепления, рычаги
16 и 17, и оперативных пружин 15; дугогасительных камер 9 с
деионной решеткой; искрогасителя 4; зажимов 3 для присоединения
внешних проводников к главной цепи выключателя; максимальных
расцепителей тока, состоящих из электромагнитного расцепителя тока
(РЭ), устанавливаемого в каждом полюсе выключателя и содержащем
сердечник 19 и якорь 18, полупроводникового расцепителя (РП)
состоящего из трансформаторов тока 21, встраиваемых в каждый
полюс выключателя, блока управления 5 и независимого расцепителя
Механизм управления выключателя выполнен по принципу
ломающихся рычагов и устроен так, что обеспечивает моментное
замыкание и размыкание контактов при включении и отключении
выключателя. Коммутационное положение выключателя определяют
по положению рукоятки управления 11. Во включенном положении
рукоятка управления находится в верхнем положении, при
автоматическом отключении в среднем положении и при ручном
отключении в нижнем положении.
Ду го гасительные камеры 9 расположены над контактами каждого
полюса и действуют по принципу разбиения и деионизации
электрической
дуги
омедненными
стальными
пластинками,
укрепленными в изоляционных стенках камеры.
Искрогаситель 4 выполнен в самостоятельном съемном
пластмассовом корпусе. Внутри корпуса искрогасителя расположены
стальные пластинки, предназначенные для гашения дуги.
Ток главной цепи проходит через катушку электромагнитного
расцепителя 19 и трансформатор тока 21. При возникновении в
защищаемой цепи тока короткого замыкания, якорь электромагнита
18, притягиваясь к сердечнику' 19, воздействует на отключающую
рейку 14, вызывая мгновенное размыкание контактов главной цепи
выключателя.
В токоограничивающих выключателях при больших токах
короткого замыкания неподвижный контакт 7 отбрасывается влево
электродинамической силой в точке касания контактов и возникает
дуга до начала движения подвижного контакта. Если ток цепи не
нявн
Ш
Щ
Щ
Щ
т Т н о в о г 4”
с- * я —
да™ І
защелку 13 „ все полюса автоматически о Ш І Ш г П ™ ™ ? * ® "
срабатывания токоограиичивающето выключателя составляет^ 0 - ^ 5
^
селективных
выключятрпоу
электродинамический
ком пенсаторШ Щ Й
ве Щ ^ у е т с я
размыкаться контактам 6 и 7 до тех ппп п
озволяет
расцепитель не подействует на отключающую Д ’йку 1 " е3аВИСИМ“ й
І Й
Ш
РГ ™
г ? . . ВЫП! ”Не" I Я
-дельного узла в
с^ы ва"; с ^ Г І н с Г Г Г ” 1 —
”
™ "
рисунок 4 , , н |
з
д
|
р
Я
~
Уставки
срабатывания
электоомагнитнмү
расцепителей калибруются на предприятии - ю т о т е в и ™ Г П
условиях эксплуатации не регулируются.
Блок Управления полупроводниковым расцепителем 5 является
“ ри перегрузке
Реф“
Н
и8
N
»
П
~
5
выключэт^к)
или коротком замыкании полупроволникпкмй
? С—
ПОДа! т
Н3 Ка7ушку «зависимого расцепителя
, который воздействует на отключающую рейку 1 4
перем ет^™ ™ » Я
Н
полупроводникового расцепителя
переменного
тока
является
трансформатор
тока
21
я
полупроводникового расцепителя постоянного тока - магнитный
у илитель, помещенный в металлический экран и установленный
вместо трансформатора тока.
шновленныи
д т ™ * условвого обозначения автоматических выключателей
3 "
Т
Т
Ш I Ш І автоматического в ы к л ю ч а в
третья цифра - модификация и величина выключателя- 1 { пе'ЙИя'
сеп и и
величина'
9
1
З
Г
*
”
"
"
''"
"
”’
1
1
И
вели,ива4
}
Д
Й
®
личина, 9 - модифицированные выключатели 3 и 4 величинычетвертая цифра I исполнение по виду защиты и числу полюсов: I
ИЛИ £
С эл е к т п п м я гиитиьги?»
______М:
„
электромагнитными
расцепителями,
“ __
*
--------- — т*'* К
^М ^ІИ ІС Л Л М И , 3 и л и 4 — г
электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями 5 или 6 С м е и р о м а гш т ш м и 1 тепловыми расцепителями, В
8
без
максимальных расцепителей тока, нечетные цифры автоматические
выключатели § двухполюсные, четные - Н Н М
| Ш
| |
уква указывает дополнительные характеристики исполнения:
Б § токоограничивающие, С - селективные, Н - неселекгивные
нетокоограничивающне, Ф - нетокооіраничивающие неселективные в
фенопластовом корпусе [13]. Например: А3713Б; А3744С- А3796НА3722Ф; А3722Б; А3726Б.
’
Ульяновский электротехнический завод «Контактор» выпускает в
настоящее время современные автоматические выключатели серии
АЗ 790 и А3790У.
к
Автоматические выключатели АЗ 790 имеют стационарное и
выдвижное исполнения с ручным или электромагнитным приводом
Автоматические
выключатели
АЗ790
изготавливаются
со
следующими расцепителями максимального тока:
- с электромагнитными расцепителями;
- с полупроводниковыми расцепителями;
- с электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями.
Кроме расцепителей максимального тока они снабжаются
независимым расщепителем и нулевым расцепителем напряжения.
Автоматические выключатели А3790У имеют стационарное
исполнение с ручным приводом. Данные выключатели снабжены
электромагнитным расцепителем максимального тока, а также
независимым расцепителем и нулевым расцепителем напряжения.
Основные
параметры
селективных
автоматических
выключателей серии АЗ700 с полупроводниковыми расцепителями
тока приведены в таблице 4.5 и в [64-^1].
Параметры токоограничивающих автоматических выключателей
серии АЗ700 с электромагнитными и полупроводниковыми
расцепителями приведены в таблице 4.6, с электромагнитными и
тепловыми расцепителями в таблице 4.7, а с электромагнитными
расцепителями в таблице 4.8.
Параметры
нетокоограничивающих
автоматических
выключателей серии А3700 с электромагнитными и тепловыми
расцепителями приведены в таблице 4.9.
Параметры нетокоограничивающих выключателей серии АЗ 700 с
электромагнитными расцепителями приведены в таблице 4.10. В
таблице 4.11 приведены параметры выключателей А3790 и А3790У.
ВЫКЛЮ
тока
чателя
А3733С
А3734С
А3743С
АЗ 744С
х
■
А3793С
|
А3794С
&
АЗ733С
А3733С
А3743С
660
------
380
Окончание таблицы 4.5
Уставки полупроводникового
______ расцепителя РП
Регулируемые значения
уставок РП
выклю
тока
чателя
А3743С
А3793С
4.4.2
Выбор уставок автоматических выключателей сепии
А3700
1
4.4.2.1
Выбор уставок автоматических выключателей с
тепловыми
и
электромагнитными
расцепителями
установленными в цепях электродвигателей
Номинальный
ток
^ном, расц
теплового
расцепителя
автоматического выключателя должен быть
*ном, расц ^ Іраб, номУставка тока срабатывания
принимается равной
теплового
1ср,т = 1Д5- Іном, расц*
(4-17)
расцепителя
(4.18)
Если автоматические выключатели установлены в цепях
короткозамкнутых асинхронных электродвигателей мощностью от 40
9 'ион
юнче 'мон
ІГМІЧ мон
тгох
код
иганнәмәсіәц
9 мон
юиче 'ион
юля а 'ион
ВМОХ ІГО^
ИІЯННӘИӘСІӘЦ
ИІЯННКОІЭОЦ
О
#ч
X
*
г>
ОС
О
го
<4
т т т
о
о
<ч
О
С
;
с г е
о»
5
н
09
н В
>
до 0
1
0
ш
*о чо
<ч сч
Г
**
ГО ГО
<
1
<
о
00
О
сч
<
/*> о о
00 со 04
сч Г'!
о
оч
Г-1
о
го
о
ю
о о о
о г-* 40
сч го
о
о
N
о
о
сч
го
о
о
о
о
о
тГ
г»
о
1Л
<ч
о О о о о о
40 00 V©00 V©00
40 ГО 40 ГО го
:оа
о о °ло о
А
40
ОС о1Г*
2С С
<
3
и
Й 4->
2
о
О
ю
г-
о о
сч!о
со
о
г*
*
гг
из
оо
<ч
г**
го
<
о
о
V©
00
40 го 40 го 40 го
о о о о
00 40 оо 40
из
»Л 40
го го
гГО ГО
< <
ш
о
"3*
Номинальный ток
выклю
чателя
А3715Ф
А3716Ф
А3715Ф
А3735Ф
А3736Ф
А3735Ф
тока
ном, выкл
ном, рном,т
Уставки по
току сра­
батывания
Тип
выклю
чателя
Номинальный то к
тока
ном. выкл
ном ном
А3795Н
АЗ 796Н
А3795Н
------- с
Тип
выклю­
чателя
Номинальнь
Род
тока
;
А3711Ф Перемен­
А3712Ф
ный
Постоян­
А3711Ф
ный
1
А3721Ф
А3722Ф Перемен­
I
ный
А3731Ф
А3732Ф
ном, выклЛном. Э>|
Уставки по
току сра­
батывания
о
о 5 3
с О *
*
он
о
си
<
О
и
432
ЙМ 5М
8.
о 0> Л
I
X
О
ев
«
О
н
е*
О
Он
<
т
и
ОС
«V=:
Н
5
С
а>
ол
о.
о
н
о
О.
О
££
ев
X
О
вс
X
X
СО
2
2
С
О
г>
го
осо
О
м
X
X
Ь£
3а со Р
>ч
х
О о еа . го и
с
а.
<и
>>
с
к
о
Окончание таблицы 4.11
-о
со
г СО
О
О О
§ £
00
04 сн
О
о
I
м
Ж он
он
)5
о 2
о
с
1
хи *о
2 ь
Й в
I 3
Е 1
о
с
и
й> ,Е
1)
л
о. X
<и
Е
о•I
и
Я
и О£
со X
о.
о
о
СП 40
4}
ёо оо
о
сч
и °
о
и
1
>§
о X
со о 05 3
с
2 І
он
I
е=С и
О а,
и
а. <
с
г
с о
и х
I х >з:
и « 3
о р д
с
I
х *Ш
4> ыО
С 5 эс
I
О
о X«
т|*
О § й
с Н
«I
с
со
со ЕГ
2
н
и
о (О о
> а. X
з
О О
Г40
гн 41
41 О
со
&
он
Ч
о
Ос5О
й
О
н
е*
О
Си
м
М
о*г Р
Г}V© —
40 —
О
у 'І/МІЧ8 'НОН|
£ ^
|3 Iсо
СО 7
40
>
>;
Г4!
04 1 04
I сп ; СП
< ; <
его цепи,
™
н
о
г
°
т
о
и
*ном, выкл ^ *пуск,дв/3.
(4.19)
При этом номинальный ток теплового расцепителя принимается
минимальным из имеющихся в выбранной величине автоматического
выключателя и удовлетворяющий условию (4. 17).
томатического
НРпй!?СЛе ВЫб0р3 уставки срабатывания теплового расцепителя
необходимо проверить его время срабатывания в режиме пуска и в
режиме перегрузки по условию (4.2).
У
и в
Номинальный ток и уставка тока срабатывания теплового
расцепителя откалиброваны на заводе-изготовителе и в процессе
эксплуатации регулированию не подлежат.
з 1 Г н о й РабаГ аНИЯ ТеПЛОВОГО ш В Я
определяется по
защитном
характеристике
соответствующего
выключателя
кратность НН-гока" Э К элек*Родвигателя. Для этого определяется
кратность тока перегрузки относительно номинального тока
теплового расцепителя. Защитные характеристики выключателей с
епловыми расцепителями приведены в [66, 69] и на рисунках В.З и
Ри температуре окружающего воздуха +40°С.
Если температура окружающего воздуха отличается от + 40° С
то необходимо рассчитать истинное значение тока теплового
Г - О О о Г а " т о ФОРГ 6 (4 І4)’ ГД6
коэф ф иц^
(4 15).
срабатывания теплового расцепителя по формуле
защитным* "рабаТЫВания е л о в о г о расцепителя определяется по
защитным характеристикам по кратности тока перегрузки к
истинному значению тока теплового расцепителя.
у ставка тока срабатывания отсечки определяется по формуле
( 4 .8 ) ,
где
ко т г = 11*
отс
/
Кп I
Р
1 4« к- - 1 А
Ка — 1#4
для
ғ 7
асинхронны х
электродвигателей с короткозамкнутым ротором и ка = 1 для
электродвигателей постоянного тока.
у к а з а н Г Т І Г ” сра6а1ь,вания элепромагнитных расцелителев
указаны на табличке выключателя в действующих значениях
синусоидального тока.
значениях
Коэффициент чувствительности отсечки, как при коротком
двухфазном замыкании, так и однофазном КЗ на выводах
электродвигателя должен быть
Если не удается обеспечить коэффициент чувствительности при
однофазном КЗ, то допускается отключение тока однофазного КЗ с
помощью тепловых расцепителей, однако при этом должно
выполнятся условие
*п0, д - 3 ‘ !ном, расц-
(4.21)
4.4.2.2
Выбор
уставок
защиты
на
селективны
автоматических
выклю чателях
с
полупроводниковыми
расцепителями
Уставка
номинального
рабочего
тока
автоматического
выключателя, устанавливаемая на шкале РП, должна быть
!ном, РП ^ ^ а г .
(4.22)
где 1НОм РП “ номинальный рабочий ток РП;
Інаг “ длительно допустимый ток нагрузки, в качестве
которого
принимается
номинальный
ток
защищаемой
электроустановки.
На вводных автоматических выключателях сборки или щита с
электродвигательной нагрузкой, уставка тока срабатывания отсечки
определяется исходя из следующих условий [1]:
из условия не срабатывания при максимальном рабочем токе
*раб, макс с Учетом коэффициента самозапуска электродвигателей
ксзп по формуле:
^ср,о ^ 1#05 • Кдтс *ка ' кр ' Ісзп*
(4.23)
где Коте 55 1Д ~ коэффициент отстройки;
Кп = 1,3 ~ коэффициент разброса срабатывания отсечки;
Кд — 1,0
коэффициент,
учитывающий
наличие
апериодической составляющей в пусковом токе электродвигателей;
Ісзп — к п * *раб макс " ток сам°запуска, для полностью
заторможенных электродвигателей. Согласно [1] для отдельных
сборок ток самозапуска 1СЗП принимается равным сумме пусковых
токов электродвигателей.
„ " 03 уСЛОВИЯ несРабатывания при полной нагрузке сборки и пуске
наиболее мощного электродвигателя по формуле [ 1]:
1ср, о > 1.05 • к ^ • к , ■кр ■(£П - 1 ]раб макс і + Ч и ь ^
(4 24)
^1
'раб, макс, і _ сумма максимальных рабочих токов
потребителей, подключенных к сборке, кроме самого мощного
электродвигателя с пусковым током Іпуск, макс“ условия несрабатывания защиты, питающего ввода секции
при подключении устройством АВР секционного выключателя’
нагрузки другой секции, потерявшей питание
■ср. о 2 1.05 ■ко т с . ка ■Кр • (кув . Іра6 т к с 1 + ,и п Л
(4 25)
где
I
раб, макс, 1 -максимальный рабочий ток секции
терявшей питание;
1,5 - коэффициент, учитывающий увеличение тока
электродвигателей секции, не терявшей питание при снижении
апряжения,
вызванного
подключением
самозапускающихся
электродвигателей секции потерявшей питание;
У
^сзп, 2 - максимальный ток самозапуска электродвигателей
секции потерявшей питание.
из условия отстройки от наибольшего тока срабатывания
отсечки, автоматических выключателей, отходящих от щита
присоединении по выражению:
К уВ =
1сР , о ^
к о т с • 1Ср 0 п р и с ,
( 4 .2 6 )
где Кдхс — 1/3 -г-1,5 —коэффициент отстройки;
^ср, о, прис - наибольший
ток
срабатывания
отсечек,
автоматических выключателей, отходящих от щита или сборки
присоединений.
н
принимается
Для селективного отключения КЗ на отходящем от сборки
присоединении выключателем этого присоединения ток мгновенного
срабатывания третьей ступени защиты 1ср> мгн вводного выключателя
должен быть больше максимального расчетного тока КЗ
за
выключателем отходящего от сборки присоединения [1]. Для
выключателей серии А3790С 1Ср. мгн = 20 кА.
Так как шкала уставки тока срабатывания блока РП
пронумерована в кратности тока срабатывания отсечки относительно
номинального тока расцепителя, то расчетным является выражение
1ср, о ^ котс *кр ' (2 + 4 ) • Інагр/Іңом, РП*
(4.27)
Коэффициент чувствительности отсечки при КЗ на выводах
электродвигателя определяется по выражению (4.20).
Если
коэффициент
чувствительности
не удовлетворяет
требованиям ПУЭ, при двухфазных или однофазных КЗ, то
необходимо выполнить одно из следующих мероприятий [1]:
- уточнить значение тока срабатывания отсечки с учетом влияния
сопротивления внешней сети на пусковой ток электродвигателей;
- пересмотреть первичную схему питания электродвигателей;
- увеличить сечение кабеля, но не более чем на 1 - 2 ступени;
- применить другой тип автоматического выключателя;
- установить выносную релейную защиту.
Уставка времени срабатывания в зоне перегрузки при 6 • 1Н0М рп
на автоматических выключателях переменного тока и 5 - ІНОм РО на
выключателях постоянного тока определяется исходя из условия:
*пуск, дв ^ 0/75 • *пер>
(4.28)
где *пуск, дв
время пуска или самозапуска электродвигателей;
*пер “ уставка выдержки времени, устанавливаемая на шкале
блока управления полупроводникового расцепителя РП.
Необходимые для расчета уставок защиты защитные
характеристики полупроводниковых расцепителей автоматических
выключателей переменного тока для калиброванных значений уставок
времени срабатывания приведены на рисунке В.5, а постоянного тока
на рисунке В.6 [19,20].
Согласно [17] уставка выдержки времени, устанавливаемая на
шкале РП, должна быть не менее 4 с.
Если автоматические выключатели отходящих от шин сборки
линий неселективные, то на вводном выключателе устанавливается
минимальная уставка по шкале времени.
Н Н В Н И ВЫКЛЮчатели х о д я щ и х линий селективные,
вы раж ен^ Щ Ш
ВЫКЛЮчателя определяется ПО
*ср, о ^ *ср, о, л + Д1,
гДе 1ср, о, л ~ выдержка времени срабатывания
выключателя отходящей от шин сборки линии;
(4.29)
отсечки
0,1 - 0,15 с^ ~ СТУПСНЬ СеЛеКТИВНОС™’ котоР*я принимается равной
электродвигателей пГвыріжТнию ° К° НЧаНИЯ ПуСКа или са” °запуска
к , п - котс • 1НОм, дв, е / кв>
(430)
где Котс = 1.27 + 1,32 - коэффициент отстройки по току;
кв - 0,97 0,98 - коэффициент возврата защиты.
™ ™Г ШКаЛе РГ °'ЛИР°ВКИ Устанавливается номинальный рабочий
р сцепителя 1НОм,раб. значение которого в 1,25 раза меньше тока
срабатывания защиты от перегрузки 1с п .
Время срабатывания защиты от перегрузки принимается из
защи™
при
1с, п ^ (1.5 -г 2,0) • *пуск>
(4.31)
где [с,п ~ время срабатывания защиты при токе, равном
пусковому;
ғ
Іпуск
длительность
пуска
или
самозапуска
электродвигателя.
При отклонении температуры окружающего воздуха от
нормированного
значения
(+25°С ),
в
пределах
+ 10° С
автоматические выключатели с полупроводниковыми расцепителями
серии А3793Б А3793С, А3794Б и А3794С по данным
зготовителеи [64, 68] допускают следующие отклонения уставок по
току и времени, которые приведены в таблице 4.12.
Таблица 4.12 - Отклонения уставок по току и времени срабатывания
полупроводниковых расцепителей при температуре окружающего
ха 25 + 10° С
Наименование параметра
Значение
уставок
перегрузке
Уставки по
току
срабатывания
кратные
1р = Іном
при
коротком
замыкании
перегрузке
Тп при
6,40-9,60
9,60-?-14,40
12,80-19,20
6-1п
Уставки по
времени
срабатывания
с, при
перегрузке
Тп при
5 • 1п
коротком
замыкании
Уставки по
времени
срабатывания,
с, при
Пределы допустимого
отклонения уставок
_______ Вид тока_______
переменный постоянный
1,15-1,35
мгн
0 ,180-Ю,220
коротком
замыкании
0,36+0,44
0,54-0,66
Если до возникновения короткого замыкания ток в цепи был не
ниже 0,7 номинального
4.4.3
Примеры
выбора
выключателей серии А3700
уставов
У бавок
ав_
автоматических
уставки вводного автоматаческо ДаННЫХ Г1римера 4 4 рассчитать
выбрать его ™р™ЭТр Г
Р р р І “ РИ" А3794С и
в
ы
™
™
Т
о
^
™
Т
Г
т
с
е
,
к
и
н
а
в
в
щ
щ
ы
х
определяется „сход, из с л е д у й у ^ о Г ^ о ^ а м ^ з Г -
о п р е ^ л и м ^ п у с к о в о й т о к * » Ч
‘пуск. ДВ § - п к п- Рно м
=
6-7-45
Vз ■Ином • С05 Ф • I] у'З ■0,4 ■0,92 • 0,9
«№ )
3294'66 А-
1Ср, о > 1.05 • котс • ка • кр • 1пуск, дв = 1,05 ■1,1 • 1,0 • 1,3 • 3294,66 =
4946,93 А.
отеечк": —
, з ой™
присоединений по выражению (4.26):
{ср, о ^ кохс ■1Ср^
срабаты“
ДЯЩИХ от щита
ПрИС _
автоматичесішго^ыклкттечя р
Г
. 22оо = 1800 А
у
Г
™
^
выключатель на ноМ иңадьны ййзс^ * устадовке сом атический
Таким образом тпк срабатывания о т с е ч Г р ^ Г Г Л ^ Г ™
авто„Г ческо~ ч а т Г ™ ~ ™
0,4 кВ, используя пасчетныр поп,,,»._____
І @ і. ______ !э к в С
_
/І 2
2 ^~ ~ \
ки , с +
с
'
х
і
і
ки
&
“ Г ™
шинах сборки
242,5
=7486 А
,
'пО, С = ° '866 ’ < $ с * °-8бб - 7486 = 6482,9 А.
( 1)
пО, С
2 к 12 + Кое )
2
+ (2 ■Х12 + Х02)
2
3 • 242,5
5546,8 А.
Для расчета начального значения периодической составляющей
тока
короткого
дугового
замыкания
определим
активное
сопротивление дуги методом последовательных приближений [7].
Произведем три итерации.
- Первая итерация
При первой итерации начальное значение тока дуги I
принимается равным половине тока короткого металлического
замыкания
IД
(3)
IпО, С
2
7,486
2
3,743 кА.
Активное сопротивление дуги рассчитываем по формуле ( 1.24)
где
1д
Кд = (4 7 /1 ° '28) - 15,
- ток дуги, кА.
КД
47
3,7430'28
15 = 17,48 мОм.
Активное эквивалентное сопротивление, относительно точки
короткого замыкания К2 с учетом сопротивления дуги равно
•ЧдГ — Кц;, с + Кд = 25,505 + 17,48 = 42,985 мОм.
Начальное действующее значение периодической составляющей
тока короткого дугового трехфазного замыкания равно
( 3)
пО,дС
Еэкв С
2
2
К
+ ХI I , С
ІД2
242,5
^4 2 ,9 8 5 2 + 19,9742
47
К
д ~ Ж 2 8 ~ 15
*Д
К 1д2 ~
47
5Д 20'28
15 ~ 14,75 м0м'
с + Кд = 25,505 + 14,75
Еэкв С
СЗ)
I
п0,дС
40,255 мОм,
242,5
5,40 кА.
К1дЕ + ХЦ , С
-Третья итерация
I <3> - С лп л
по, дС - 5,40 КА.
IД
К
д
К
47
г0'28
15
‘д
47
5 400,28
15 ~ 14*31 мОм,
ІД2 “ К12, С + Кд = 25,505 + 14,31 = 39,815 мОм,
(
3
)
I
Еэкв С
пО,дС
242,5
5,44 кА.
2
К
2
+
X
1д2
12, С
8152
9742
Токи коротких дуговых замыканий
и
по.д определяем по
п0,д
формулам (1.43) и (1.44)
(
2
)
I
у/3 • Еэкв С
пО.дС
( 2 К 12,С + КД)
л/З
• 242,5
+ (2 -Х 1 2 с ) 2
= 4,28 кА.
Определим чувствительность отсечки
однофазном токах КЗ через дугу
(2)
при
двухфазном
и
,(2)
пО, дС 5490
= Т ср.о
Т Т = 5040 = 1 0 8 9 < 1Л ' КР = 1 1 • м
(
1
)
I
(1)
пО.дС
=
= 1.43,
4280
= 5040 = ° '85 < М 3 -
Для
общую сборку на две отдельные сборки, питание каждой сборки
осуществим по одному из существующих кабелей отдельным
автоматическим выключателем. Схема электроснабжения после
разделения общей сборки приведена на рисунке 4.14.
іуска трех электродвигателей сос
Iпуск, дв
п ’ кп *Рном
3 • 7 • 45
у/З- °ном ' С05 ср • 1}
л/з • 0 ,4 ' 0,92 • 0,9
1647,33 А.
Ток срабатывания отсечки автоматического выключателя серии
А3794С (по условию отстройки от максимального рабочего тока)
равен
^ср,о ~ 1*05 • котс • ка • Кр • Iпуск, дв = 1*05 • 1,1 * 1,0 • 1,3 • 1647,33 =
т 2473,47 А.
По таблице 4.11 принимаем к установке автоматический
выключатель А3794С на номинальный 400 А и током расцепителя
Ірасц 0,7 • Іном _ 280 А с параметрами, таблица
\.\б,
0,15 мОм,
X---------Л - 15Ғ1 ОДмОм, Кк с
= о,4 мОм.
Принимаем
кратность отсечки равную
9.Таким образом ток срабатывания
отсечки равен 1ср 0 = 2520 А.
к15Р11
I каб .1
каб.1
ив
Ф
^
ЗҒ2
1каб
5Ғ2 6 . ЗҒ2
ил
ив
Ф
1каб.2
И нн
/Г
Т
Ив
ив
0 »4 кВ
ф
<\8Ғ2 <Қ8Ғ2 <Х^8Р2
ЯК
I каб.2
Ив
1
Рисунок 4.14 - Принятая схема электроснабжения
—
■
=
=
12, С - К1Т + К1каб1 + к пер1 + К5Ғ1 = 3,4 + 37 44 + 0 415 ,
+0,15 = 41,405 мОм,
X
12, С
Х1С + Х1Т + х 1каб1 + Х5Ғ1 = 1,35 + 13,5 + 10,08 +
+0,1 = 25,03 мОм,
К02Г, С = К0Т + К0каб1 + к пер1 + &5Ғ1 = 3,4 + 118,8 + 0,415 +
+0,15 = 122,765 мОм,
Х0Г, С = Х0Т + х 0каб1 + Х5Ғ1 = 13,5 + 21,96 + ОД
35,56 мОм,
Еэкв С
(
3
)
I
пО,С
242,5
2
К
2
+
Х
II. С
II, С
5012 А,
41,4052 + 25,032
!п а С = 0,866 ‘ ‘пО?С = 0,866 ‘ 5022 = 4340,4 А,
(
1
)
I
3 -' Ес экв С
пО,С
3 • 242,5
3266,84 А.
Для расчета начального значения периодической составляющей
тока
короткого
дугового
замыкания
определим
активное
сопротивление дуги методом последовательных приближений [7].
Произведем три итерации.
- Первая итерация
При первой итерации начальное значение тока дуги 1д
принимается равным половине тока короткого металлического
замыкания
(
3
)
I
IД
п0,С
„
5,12
2
2
2,56 кА.
Активное сопротивление дуги рассчитываем по формуле (1.24)
47
КД
2,56°<28
15 = 21Д2 мОм.
К
1д£ “ К 1Г, с + Кд = 41,405 + 21,12 = 62,525 мОм.
В —
Я
(
3
)
і
Еэкв С
пО, дС
242,5
3,6 кА
- Вторая итерация
IД
К
д
47
,0,28
*Д
I
пО, дС ~ ’ И"*
(
3
)
47
15 ~ 3 60,28
15 ~ 17'83 м0м*
К1д1 - К12 с + Кд = 41,405 + 17,83 = 59,24 мОм,
(3)
I
пО,дС
^экв С
2
К
242,5
2
+
X
ІД І
II, С
3,771 кА
59,242 + 25,032
-Третья итерация
IД
К
д
47
,0,28
‘д
15
IпО,дС
(3 )
= 3,771
Ч 771 кА,
д
47
3,7720,28
15 І 17,41 м0м-
і
к 1 д І = К1І, С + КД = 41,405 + 17,41 = 58,815 мОм,
(3)
242,5
^экв С
пО, дС
2
К
2
+ ХI I , С
Ід І
3,794 кА
58,8152 + 25,ОЗ2
Токи коротких дуговых замыканий п0,д "и !л 0 'д опРедаляем по
формулам (1.43) и (1.44)
(г)
1
л/З-Е экв С
пО, дС
( 2 * к 11, С + К д)2 + ( 2 - Х ц , с ) 2
УЗ • 242,5
3,749 кА,
(2 • 41,405 + 17,41)2 I (2125,ОЗ)2
(
1
)
I
3 ’ ^эквС
пО,дС
2 ‘ К11, с + к 01 , с + 3 • Кд) + (2 •
с + Х0У с ) 2
3 • 242,5
(2 • 41,405 + 122,765 + 3 • 17.41)2 + (2 • 25,031 35,56)2
-
= 2,678 кА.
Определим чувствительность
однофазном токах КЗ через дугу
отсечки
при
двухфазном
(
2
)
I
пО.дС 3749
(
2
)
|
_________
к
Ч,Д
1ср, о
(
1
)
к
Ч ,д
2520
(
1
)
I
п0,дС
1,49 > 1,1 • кп = 1,1 • 1,3 - 1,43,
2678
1,06 < 1,43.
и
Так как коэффициент чувствительности к ^ меньше требуемого
значения, рассчитаем ток пуска трех электродвигателей с учетом
влияния сопротивления внешней сети.
Сопротивление трех электродвигателей участвующих
пуске
равно
-
— -
— — ——
-« V * *
и ном, дв
2дв
400
л/ З- 3 1 пуск, дв, кат
>/3-3-549,08
140.2 мОм.
Пусковой ток трех электродвигателей с учетом сопротивления
внешней сети рассчитываем по формуле (4.9)
«противления
!пуск,дв, кат ■2дВ
1пуск, дв
( К 1І,С + К12ім / 3 )
+ ( Х іІ , с + Х 1 2 м / 3 )
549.08 • 3 ■140,2
1391,56 А
(41,405 + 114,26/3)2 + (25,03 + 361,96/3)2
Тогда ток срабатывания отсечки вводного автоматического
выключателя будет равен
{ср,о ^ 1.05 • К оТС • ка • Кр • 1Пуск,дв = 1,05 ■1,1 • 1,0 • 1,3 • 1391 56
2089,4 А.
в ы к л ю ч а т іл ^ Г з т г 1^! ПрШШМаеМ к Ш ^ е
автоматический
выключатель А3794С на номинальный 400 А и током расцепителя
расц 0,6 • ‘ном - 240 А с кратностью токовой отсечки 9. Таким
образом ток срабатывания отсечки равен 1сро = 2160А
(
2
)
к
ч,д
(
2
)
I
п0,дС
Iср,о
(1)
к ч,Д
3749
2160
(1)
I
п0,дС
Iср,о
1,74 > 1Д • кр - 1,1 • 1,3 = 1,43,
2678
2160
1,24 < 1,43.
Для защиты от однофазных дуговых замыканий устанавливаем
выносную релейную защиту.
(4 З о Г °рабаТЫВаНИЯ защиты от перегрузки определяем по формуле
,
1,27 • 3 • 78,44
С,П *
0,98
- 305 А.
ц.
Номинальный рабочий ток полупроводникового расцепителя,
устанавливаемый на шкале регулировки равен
,
^ > 1 Ъп
305
ном, раб —^ 2 5 “ 1^25 = 244 А
Принимаем для установки автоматический выключатель А3794С
с
номинальным
током
400
А
и
номинальным током
полупроводникового расцепителя 240 А.
Рабочие уставки для наладки автоматического выключателя: ток
срабатывания защиты от перегрузки 1с>п = 305 А (уставка по шкале
номинального рабочего тока 1р=240 А), время срабатывания защиты
от перефузки устанавливается из условия отстройки от длительности
времени
самозапуска,
т.е.
1С>п > (1,5 + 2,0) • Ш § 2 • 1 § 2 С
Принимаем Ьс,'п = 4 с. Ток срабатывания отсечки принимаем 2160А
(уставка по шкале 2160/240=9), время срабатывания по условию
селективности 0,1 с.
4.5 Автоматические выключатели серии «Электрон»
4.5.1 Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии «Электрон»
Автоматические выключатели серии «Электрон» используются в
электроустановках постоянного тока напряжением до 440В и
переменного тока напряжением до 660В. Данные выключатели
предназначены для проведения тока в нормальном режиме и
отключения защищаемой электрической цепи при перегрузках и токах
короткого замыкания, а также для нечастых оперативных включений
и отключений электрических цепей, до 3 раз в час. Выключатели с
номинальным базовым током максимально-токовой защиты до 1600 А
допускают нечастый пуск
асинхронных электродвигателей с
короткозамкнутым ротором [73, 74].
Выключатели серии Электрон выпускаются промышленностью в
двухполюсном исполнении для цепей постоянного тока и п
^
4
В
| *
трехполюсном исполнении для цепей переменного тока.
На рисунке 4.15 приведен общий вид автоматических
выключателей серии «Электрон».
Все типы выключателей выпускаются, как в стационарном, так и
выдвижном исполнениях с задним присоединением проводников [73,
74]. Выключатели Э16, Э25 и Э40 снабжены электродвигательным
приводом, а Э06 может быть как с ручным, так и
электродвигательным приводом.
Выключатели данной серии снабжаются следующими типами
расцепителей:
- максимальным расцепителем тока (МРТ) и минимальным
расцепителем напряжения;
- максимальным расцепителем тока (МРТ) и независимым
расцепителем;
- без МРТ с независимым расцепителем.
Выключатели данной серии состоят из двух базовых
конструкций, содержащих контактную груш у главной цепи,
дугогасительное устройство, расцепители, механизм свободного
расцепления, привод и систему вспомогательных контактов, одна на
номинальный ток 1000А, выключатель Э06, другая на номинальный
ток 6300А, выключатели Э16, Э25 и Э40.
На рисунке 4.16 приведена контактная группа и дугогасительное
устройство автоматического выключателя Э06.
Контактная группа выключателя Э06 состоит из изоляционного
корпуса 1, в котором расположены подвижные 2 и неподвижные 3
контакты с напайками из металлокерамики 4 [73, 74].
Дугогасительное устройство выключателя Э06 объединено с
корпусом контактной системы и состоит ряда чередующихся
стальных пластин 5. В верхней части корпуса установлена съемная
пламегасительная камера 6 с дугогасительной решеткой 7, которая
закреплена винтами 8.
Замыкание и размыкание контактов в выключателе Э06 при
включении и отключении происходит под действием плоской
пружины, установленной на рычаге, на который воздействует вал
механизма свободного расцепления. При включении выключателя в
начале касается нижняя часть контактов и во включенном положении
- верхняя часть контактов [73, 74].
Механизм управления выключателем Э06 имеет механизм
свободного расцепления (МСР), который осуществляет моментальное
включение контактной группы, удерживает ее во включенном
положении, включает и отключает выключатель. МСР обеспечивает
р а с т л е н и е контактной группы с приводом выключателя в любом
положении подвижных контактов.
И НиаР^ НКе4Л7 приведена контактная группа выключателей Э16,
которая состоит из рабочих контактов і г з и
дугогасительных контактов 4, 5. Рабочие неподвижные контакты 1 2
имеют серебряные накладки, а главный подвижный контакт з ’ и
дугогасительные контакты 4, 5 имеют накладки из металлокерамики
1 Й изоляционный корпус; 2
3 — подвижный контакт; 4 —
напайка
из
металлокерамики*
5
дугогасительное устройство; 6 - пламегасительная камера-’
7 - дугогасительная решетка; 8 - винты крепления дугогасительной
Рисунок 4,16 —Контактная фуппа и дугогасительное устройство
автоматического выключателя Э06
При включении выключателей Э16, Э25 и Э40 первыми
замыкаются дугогасительные контакты, а затем рабочие. При
отключении выключателей первыми размыкаются рабочие контакты,
а затем дугогасительные.
Дугогасительная система состоит из изоляционного корпуса 6 с
узкой прямой щелью, в перегородках которой размещена
дугогасительная решетка из стальных пластин 7, а в верхней части
установлена пламегасительная решетка 8.
Механизм управления выключателей Э16, Э25 и Э40 состоит из
механизма включения, свободного расцепления, управления и взвода
и осуществляет моментальное включение контактной группы,
удерживает ее во включенном положении, включает и отключает
выключатель.
1 , 2 - главные неподвижные контакты; 3 - главный подвижный
контакт; 4 - подвижный дугогасительный контакт; 5 - неподвижный
дугогасительный
контакт;
6
изоляционный
корпус;
7 - дугогасительные стальные пластины; 8 — пламегасительная
решетка
Рисунок 4.17 - Контактная группа выключателей Э16, Э25 и Э40
Независимый расцепитель
выключателей
рассчитан на
кратковременный режим работы и срабатывает при 0 7 - 1 2 I/
В
исходном положении якорь независимого расцепителя станут
пружиной и поэтому не прилегает к сердечнику. При п о д ™ £
катушку расцепителя напряжения якорь преодолевает натажение
пружины и притягивается к сердечнику. При п о в о р о т ™ !
освобождает упор толкателя и толкатель воздействует на механизм
свободного расцепления выключателя и отключает его
Якорь минимального расцепителя напряжения в исходном
положении притянут к сердечнику, так как его катушка находится
постоянно под напряжением и подключена к выводам выключателя со
=
я
Т з Г
о
Г
и
—
напряжения
1
—
й
в
н
0,7 і ; ңом отключает выключатель без выдержки
времени. Расцепитель минимального напряжения не препятствует
у ч е н и ю выключателя при напряжении на выводах его катушки
11,(0 и ном и выше.
Максимально токовая защита (МТЗ) состоит: из датчиков тока.
электронного блока МРТ, исполнительного элемента ( 1 ^ 7 бГока
гасящих резисторов (для выключателей постоянного т о к а Г
І ІП И
ІГ П П П Т ІГ А ІІІІ
ЧАКТ
............
......
При коротком замыкании или перегрузке
в
защищаемой
ІІЛ и а т а пая/
_
_
• ^
в
| я
§ ш
МРТ
Г
~
„УСТаВКаХ сншал> " О т п а д и ОТ датчиков тока на
Д МРТ, приводит К срабатыванию реле. По истечении
установленной выдержки времени МРТ подает сигнал на
срабатывание ИЭ, который срабатывает и воздействует на механизм
свободного расцепления выключателя и отключает его [73 741.
Щии вид лицевых панелей блока МРТ5, выключателей
переменного тока, н «дока МРТ9, выключателей постоГиого™ “
приведены на рисунках 4.18 и 4.19.
'
■
|« 1 Ш
]
Уставок и режимов работы блока МРТ5
уществляется установкой переключателей согласно информации
показанной на лицевой панели, рисунок 4.18.
информации,
■ Ш
Д Д
В В І пшел“ блока МРТ9 показаны цифры и четки
Щ
» откалиброванным уставкам „а з а в о д Й г * ^
т .6 л и " м “ 7 Ч
““ “ ■ о тел ей
серии
«Элеюрои»
приведены
в
1 - уставки номинального тока расцепителя; 2 - переключение
режимов работы защиты от перегрузки с зависимой и независимой от
тока выдержкой времени; 3 - переключатель значения уставок тока
срабатывания защиты от короткого замыкания умноженных на
коэффициент 0,4; 4 - уставки тока срабатывания защиты от короткого
замыкания; 5 - уставки выдержки времени защиты от короткого
замыкания; 6 - уставки выдержки времени от перегрузок;
7 - переключатель выдержки времени защиты от короткого
замыкания; 8 - разъем тест
Рисунок 4.18 - Лицевая панель блока МРТ5 выключателей серии
«Электрон» переменного тока
МРТ9
1 - индикатор наличия электропитания; 2 - разъем «ТЕСТ»;
3
—ручка установки номинального тока расцепителя; 4 —ручка
уставок времени срабатывания в зоне токов перерузки; 5 — ручка
установки токов короткого замыкания; б — ручка уставок времени
срабатывания в зоне токов короткого замыкания; 7 - переключатель
режима мгновенного срабатывания при коротком замыкании
Рисунок 4.19 Лицевая панель блока МРТ9 выключателей серии
«Электрон» постоянного тока
•л «о о
м ^
ООО
л
Г*
*
>5
• л
• л
о о
о о
• с%
1
=г
и
я
о.
*
"
о
о
о
о
о
о
• *.
■#
ч
^ |* ц
ш Ш *л>
• фь
• '0 0 о
•г*
^ • #ч • —1
|
•
т
1
о <Л «/"Го
!• - ^ Д А Д И И Ш
о
гп
. «
1
о
А и Ш
^
,
ш
,
• ^ • А УД
ОО I,
О
гг оо
•
•*
#^
гм 'О
• «*
•
т
о
о
• г»
о
о ——
О »Л ІО
• Й
• Й
00* ^_•
о
о
о
•*
• г
ок
«-*
о
о
•
о <Л 1Л О
00Ф о * о + <4
л*
о
о
о
ф-
о
— —
• » в фь А
ООО
^
О
£
5
м ? ^
4.5.2
«Электрон»
Выбор уставок автоматических выключателей серии
4.5.2.І Выбор уставок срабатывания зашиты от перегрузки
Ток срабатывания защиты от перегрузки электродвигателя
рассчитывается по формуле
•с, п ^ К0 ТС *Кр • Іном, д в / кв>
(4.32)
где Кр - коэффициент разброса срабатывания защиты от
перегрузки, который в зависимости от различных факторов лежит в
пределах 1,15-1,35;
Коте " коэффициент отстройки, равный 1,1;
Іном, дв - номинальный ток защищаемого электродвигателя,
А;
кв - коэффициент возврата реле, который равен 0,75.
Если
автоматический
выключатель
серии
«Электрон»
используется в качестве вводного, то в выражение (4.32) вместо
•ном, дв необходимо подставлять 1ном,дв1У выключателей «Электрон» переменного тока на лицевой
панели блока МРТ5, рисунок 4.18, шкала откалибрована в
относительных единицах, кратных номинальному току, поэтому
выставляется значение 1С, п * = 1с, п/1>25 *1ном> которое может
регулироваться в пределах (0,8 -г 1,25) • Іном- Выключатель следует
выбирать так, чтобы ІН0М Ш 1,27 • 1Н0М, дв 1 4
За расчетную уставку тока срабатывания при перегрузке,
согласно [75], рекомендуется принимать калиброванное значение на
шкале реле, равное расчетной уставке, или ближайшее большее. Если
расчетная уставка больше максимальной калиброванной уставки, то за
расчетную принимается максимальная калиброванная уставка.
Время срабатывания защиты от перегрузки рассчитывается по
условию (4.31).
Времятоковые характеристики выключателей серии «Электрон»
переменного тока с МРТ5 представлены на рисунке В.7, а
выключателей серии «Электрон» постоянного тока с МРТ9 на рисунке
В.8.
4.5.2.2
Выбор уставок срабатывания токовой отсечки
Уставка
тока
срабатывания
отсечки
автоматического
выключателя «Электрон» для защиты электродвигателя определяется
по формуле (4.8), где к0Тс = 1,1; кр = 1,35; ка = 1.
Уставка
тока
срабатывания
отсечки
автоматического
выключателя «Электрон» рассчитывается по формулам (4.23) Щ(4.26)
если он используется в качестве вводного выключателя.
Для обеспечения селективного отключения КЗ ток срабатывания
отсечки вводного выключателя серии «Электрон» с МРТ, согласно Г11
должен быть не менее
!ср, о — Кр ‘ @ / 2-2 ,
(4.33)
где кр = 1,35 - коэффициент разброса срабатывания отсечки|(3 ) _
‘пО
максимальный расчетный ток металлического КЗ в
точке за нижестоящим автоматическим выключателем, селективно с
которым должен работать вводной выключатель Электрон.
В том случае, если выбранный по выражению (4.39) ток
срабатывания отсечки не обладает достаточной чувствительностью
при КЗ, необходимо вместо тока 1 ^ подставить значение среднего
тока КЗ рассчитанного формуле
*п0, ср = кзап • ( {п0^ + *п(Ь д ) / 2’
(4-34)
где кзап = 1,05 -г-1,1 коэффициент запаса, который
учитывается при токах металлического КЗ более 40 кА.
Коэффициент чувствительности отсечки при КЗ на выводах
электродвигателя или на сборных шинах (для вводного выключателя)
должен быть
к (2) = ,(2 ) /
_ (2)
4
п 0 , д / СР>° 'п о ,д /‘ср, о * ' Іном ^ 1Д • Кр, (4.35)
к Ш
4
,іШ /,
_ , ( і ) /.
пО,Д' СР<° ~ *П0, д / ‘Ср,0 * ’ ІНОМ ^ 1/1 • Кр.
,
Если автоматические выключатели отходящих от шин сборки
линий неселективные, то на вводном выключателе устанавливается
минимальная уставка на шкале времени.
В том случае если выключатели отходящих линий селективные,
то выдержка времени вводного выключателя определяется по
4.5.3 Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии «Электрон»
Пример 4.6. Рассчитать уставки вводного автоматического
выключателя серии «Электрон» для рассмотренного выше примера
4.4 и выбрать его параметры.
Ток срабатывания защиты от перегрузки вводного выключателя
рассчитываем по формуле (4.32)
кзап ' КР ‘ •ном, дв, Е
1,1 ■1,35 • 6 • 78,44
1С, „ _ > ----------------------- ----------------------------------------_
------------------- 9 3 1 , 8 7 А,
Принимаем 1С) п = 950 А.
Уставка номинального тока МРТ выключателя равна
•ном, МРТ = 950/1,25 = 760 А.
Согласно таблице 4.13 выбираем выключатель Э06В с
•ном, раб, МРТ =
А. Уставка номинального тока по шкале в
относительных единицах равна 1с, п * — 760/800 = 0,95.
Уставку по шкале времени принимаем равной 8 с при токе 6 • 1«,
что достаточно для отстройки от длительности самозапуска
электродвигателей.
По защитной характеристике, рисунок В.7, а, выключатель при
кратности
Іпуск дв іГ/Іном, МРТ = 7 • 6 • 78,44/760 = 4,33
отключается через время £Ср = 8,5 с.
Уставку срабатывания селективной отсечки рассчитываем исходя
из двух условий:
- несрабатывания при самозапуске, формула (4.23);
®Ср, О —
• К0 ХС ■ка • Кр • ІСЗП»
где к0тс = 1 Д ™коэффициент отстройки;
Кр = 1,35 - коэффициент разброса срабатывания токовой
отсечки;
ка = 1,0
коэффициент,
учитывающий
наличие
апериодической составляющей в пусковом токе электродвигателей;
һ зп Щ к п " Граб, макс ~ ток самозапуска, для полностью
заторможенных электродвигателей. Согласно [ 1] для отдельных
сборок ток самозапуска 1с з п принимается равным сумме пусковых
токов
в сех эл ек тр одви гател ей .
!ср, о = 1Д ’ 1,35 • 7 • 6 • 78,44 = 4892,3 А .
формул °(4.Тб)ВаН^
С ° ТСеЧКаМИ выключателей отходящих линий,
!ср, о ^ коТС ‘ !ср, о, прис,
где котс = 1,3 -г-1,5 - коэффициент отстройки;
^ р , о, прис - наибольший из токов срабатывания отсечек
автоматических выключателей отходящих от щита или сборки
присоединений.
I
*ср, о = 1,5 • 1200 = 1800 А.
Определим уставку срабатывания отсечки исходя из условия
{тикнпгтм М
*
селективности
(4.33)
!ср, о > кр ■№ /2,2 ,
где кр - 1,35 - коэффициент разброса срабатывания токовой
отсечки;
,(3 )
пО
максимальный расчетный ток металлического КЗ в
точке за нижестоящим автоматическим выключателем, селективно с
которым должен работать вводной выключатель Электрон. Ток
металлического КЗ в начале отходящих кабельных линий к
электродвигателям (практически это ток КЗ на шинах 0,4 кВ [1])
Ж |^ Т I #
*п0 С = 7486 А (пример 4.5).
!ср,о = 1,35 • 7486/2,2 = 4593,7А.
Окончательно принимаем 1ср, 0 = 4892,3 А, уставка по шкале
4892,3/760 = 6,4.
Определим коэффициенты чувствительности отсечки
(2)
5490
кч —■4092 3
< 1,1 • 1,35 = 1,485;
(1 )
4280
кч = 4 8 д ^ з = 0,875 < 1,1-1,35 = 1,485.
Чувствительность отсечки не обеспечивается.
Для повышения чувствительности токовой отсечки разделим
общую сборку на две отдельные сборки, питание каждой сборки
осуществим по одному из существующих кабелей отдельным
автоматическим выключателем. Схема электроснабжения после
разделения общей сборки приведена на рисунке 4.14.
Ток срабатывания защиты от перегрузки вводного выключателя
рассчитываем по формуле (4.32)
,
__ кзап • Кр • 1Ном. дв. 2
1,1 • 1,35 ■3 • 78.44
‘с, П
------------------ —-----------------------------------------------------------кв
0,75
465,93 А.
Принимаем 1с# п = 500 А.
Уставка номинального тока МРТ выключателя равна
^ о м , МРТ = 500/1,25 = 400 А.
Согласно таблице 4.13 выбираем выключатель Э06В с
‘ном, раб, МРТ = 4 ®° А- Уставка номинального тока по шкале в
относительных единицах равна 1с, п * = 400 /4 0 0 = 1.
По защитной характеристике, рисунок В.7, а, выключатель при
кратности
^уск, дв, Г/^ном, МРТ = 7 • 3 *78,44/400 = 4,12
отключается через время £Ср = 11с.
Используя результаты расчетов примера 4.5 имеем пусковой ток
трех электродвигателей участвующих в самоэапуске, с учетом
сопротивления внешней сети, равным 1Пуск, дв = 1391,56 А.
Тогда ток срабатывания отсечки вводного автоматического
выключателя из условия несрабатывания при самозапуске будет равен
1ср, о = 1Д ' 1,35 ■1391,56 = 2066,47 А .
Уставка срабатывания отсечки исходя из условия селективности
(4.33)
•ср,о = 1,35 • 5012/2,2 = 3075,5 А .
За уставку срабатывания отсечки принимаем 1ср = 3075,5 А.
Определим коэффициенты чувствительности отсечки
(2)
Кі*
3749
3075 5 ~ 1,22
1*1 ‘ 1.35 = 1,485;
(1)
2678
‘
И
Кч ~ 3075,5 = 0,87 < 1,1 ’ 1,35 = 1'485-
'
Так как коэффициент чувствительности отсечки при двухфазном
и однофазном дуговом КЗ меньше допустимого значения в о з ^ е м
:со стороны
~
х к з на
релейную защиіу питающег° ^ н с Фо~
высокого
напряжения.
Так как выключатели электродвигателей неселективные
принимаем^ устовку срабатывания отсечки „„ ш к а л Г , ™
4.6 А вто м ати ч ески е
ы к л ю ч ател и
4.6.1 Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии ВА
««іических
Выключатели серии ВА50 предназначены для замены
устаревших серий выключателей АЗ 100, АЕ20, АЗ 700, АВМ и
В А У ^ п ^ п НОМИНальными токами До 1600А [76-5-86]. Выключатели
А75 предназначены для замены выключателей серии АВМ и
электрон с номинальными токами до 4000А.
с
* Г Ю Ч т т К р т ВА "меют “ сньшие габариты, по сравнению
с выше рассмотренными выключателями, и поэтому широко
применяются в комплектных распределительных устройствах КРУ ^
д
™
™
"ОД—
собственных
сепии °В ы к™ " " " вы м к” ателя П'Р “ =
ш<Фры означают номер
э™ ™
“ РИ" ВА5‘ - нетокоограничивающие с
электромагнитными и тепловыми расцепителями или только с
электромагнитными
расцепителями
тока;
серии
ВА52
токоофаничивающие
с
элекфомагнитными
и
тепловыми
с е р ' ™ В ІТ з ИЛИ_ТОЛЬК° С элек^ ™ и т н ы м и расцепителями тока;
токоограничивающие
неселективные
сеРииПРВА 54ИКОВЫМИ " ЭЛек^ омагнитными расцепителями шка;
серии ВА54 - токоофаничивающие с полупроводниковыми и
электромагнитными расцепителями тока; серии ВА55 и ВА75 -
селективные с полупроводниковыми расцепителями тока; серии ВА56 - без максимальных расцепителей тока.
Следующее за номером серии двухзначное число указывает
условное
обозначение
номинального
тока
автоматического
выключателя:
3 1 -1 0 0 А; 3 3 -1 6 0 А; 3 5 -2 5 0 А; 37-400 А; 3 9 -6 3 0 А41 - 1000 А; 43 - 1600 А; 45 - 2500 А; 47 - 4000 А.
Выключатели данной серии могут снабжаться независимым
расцепителем или нулевым расцепителем напряжения.
По способу установки выключатели изготовляются в
стационарном и выдвижном исполнении. Выключатели переменного
тока
изготовляются
трехполюсными,
а
постоянного
тока
двухполюсными. В двухполюсных выключателях отсутствуют
токоведущие части в левом полюсе.
Токоограничивающие автоматические выключатели снабжаются
полупроводниковыми и электромагнитными расцепителями, а
селективные выключатели —только полупроводниковыми.
Общий вид автоматических выключателей серии ВА показан на
рисунке 4.20.
На рисунке 4.21 показан разрез автоматического выключателя
ВА53-41 [82].
Коммутирующее устройство выключателя серии ВА состоит из
подвижных контактов 14 и малоподвижных контактов 7 [80].
Подвижные контакты всех полюсов укреплены на общей
изоляционнои траверсе 8, которая связана с механизмом управления.
Подвижные контакты 14 соединены электрически с выводами 3, для
присоединения внешних проводников идущих к потребителю, с
помощью гибкого соединения 9 и шины 10. Малоподвижные
контакты 7 соединены электрически с выводами 4 к которым
присоединяются проводники от источника питания.
Механизм управления обеспечивает моментное замыкание
контактов 14 и 7 при включении выключателя и моментное
размыкание контактов при отключении вручную и автоматическом
срабатывании.
Рукоятка 2 механизма управления во включенном положении
находится в верхнем положении, при автоматическом отключении в
среднем положении и при ручном отключении в нижнем положении.
Электромагнитный расцепитель устанавливается в каждом
полюсе выключателя и настраивается заводом изготовителем на
определенную уставку по току срабатывания и в условиях
эксплуатации не регулируется.
выключателей серии ВА
2ш
2 Ч
£ 2
§
с
о
§
О I
о ^
о , —1
С .•
>
%
£
с- к
о си
с Л
2
О
X о.
О 2
4>
£
0
3
н
X
0
ы
«яи 5л
1 О
Г- С ж
л
ч
л
л
хз
е- » и
4> О «=;
н «=:
хи ю нР
0
Ои
5
1
I 5X
е:
о
с
С0 0
X X
X 1
V© 3
•
ІЛ
Г*
го
л
• *ч
х
х о св
н
—
о
о
ев о н »£
«=; X .й ог>.
с X
^о лІ
I о Һ
г*
ІЛ X
Е
{
2
•л
* § • *»д
§
о
о о -0.
ш
о
*
=
*
2со о© ±У н<р
Я з:
I ю В"
н л°
# £ I и
В
го
Ъ
ей оч
.. 2 \
н
№ 5 ё 40
§ X н
>» X X о
О- о с
X <и С
I =
1
а
гг
<ч о? о о
• 01 с;
ев
С
С
Г
о
Ь£ п о- I
а X 5 «л
• гч
Г'?
л -а
о
&В.З 2
£
1 1 1 *
X
* § со
< £ §
00 5 с
го
*Г)
<
Ш
х
X
а.
и
о
в!
5
£
У
2
ьП
ш
м
а»
а.
5
0I
П
о
X
>ч
о
X
си
Полупроводниковый расцепитель выключателя переменного
тока состоит из блока управления полупроводниковым максимальным
расцепителем 11, трансформаторов тока 12 и исполнительного
электромагнита 13. У выключателей постоянного тока вместо
трансформаторов тока устанавливаются магнитные усилители.
Блок
управления
полупроводниковым
максимальным
расцепителем представляет собой самостоятельный несменный блок,
который крепится к корпусу 15 двумя винтами.
Выключатели переменного тока ВА53 и ВА55 могут снабжаться
полупроводниковыми расцепителями тока МРТ1, рисунок 4.22,
предназначенными для защиты от токов перегрузки, короткого
замыкания и однофазного короткого замыкания, МРТ2, рисунок 4.23,
и МРТ4, рисунок 4.24, предназначенными для защиты от токов
перегрузки, короткого замыкания и тока включения [82+84].
Выключатели постоянного тока ВА53 и ВА55 могут снабжаться
полупроводниковыми расцепителями тока МРТ6, рисунок 4.25, и
МРТ8, рисунок 4.26, предназначенными для защиты от токов
перегрузки и короткого замыкания [82+84].
- уставки номинального тока расцепителя; 2 -включение защиты от
перегрузки; 3 - включение защиты от однофазного короткого
замыкания; 4 - уставки тока срабатывания защиты от короткого
замыкания; 5 - уставки выдержки времени защиты от короткого
замыкания; 6 - уставки выдержки времени защиты от перегрузки;
7 - включение выдержки времени защиты от короткого замыкания8 - устаки тока срабатывания защиты от однофазного короткого
замыкания; 9 - разъем тест
Рисунок 4.22 - Лицевая панель блока МРТ1 выключателей серии
ВА53 и ВА55 переменного тока
I - уставки номинального тока расцепителя; 2 -включение
защиты от перегрузки; 3 - защита от тока включения; 4 - уставки тока
срабатывания зашиты от короткого замыкания; 5 - уставки выдержки
времени защиты от короткого замыкания; 6 - уставки выдержки
времени защиты от перегрузки; 7 - включение выдержки времени
защиты от короткого замыкания; 8 —разъем тест
Рисунок 4.23 ~ Лицевая панель блока МРТ2 выключателей серии
ВА53 и ВА55 переменного тока
2
12е^эо,б
ПЕЭУЗ
С=Э0,7
С30.6
ЕЭ0,5
Ш 0.4
МРТ4
мгн
1 уставки номинального тока расцепителя; 2 -включение защиты от
перегрузки; 3 1 защита от тока включения; 4 — уставки тока
срабатывания зашиты от короткого замыкания; 5 - уставки выдержки
времени защиты от короткого замыкания; 6 — уставки выдержки
времени защиты от перегрузки; 7 — включение выдержки времени
защиты от короткого замыкания; 8 - разъем тест
Рисунок 4.24
Лицевая панель блока МРТ4 выключателей
серии ВА53 и ВА55 переменного тока
При увеличении тока в защищаемой цепи до уставки
срабатывания полупроводникового расцепителя или выше последний
1 индикатор наличия электропитания; 2 - разъем «ТЕСТ»3
ручка установки номинального тока расцепителя- 4 пучк
уставе, времени срабатывания в зоне токов перерузк* 5 - ™
установки токов короткого замыкания; 6 - ручка уставок воев^ни
срабатывания в зоне токов короткого замыкания; 7 - переключатель
Г -Т 1 Ш™>вип,ого Ч и т ы в а й ™ при коротком
включение защиты от перегрузки
лицевая па
ВА53 и ВА55 постоянного тока
МРТ6
электропитания; 2 - разъем «ТЕСТ»
ручка установки номинального тока расцепителя- 4 - пучка
уставок времени срабатывания в зоне токов перерузюг 5 - р ^ к а
установки токов короткого замыкания; 6 - ручка уставок вреІГни
срабатывания в зоне токов короткого замыкания; 7 - переключатель
Г -Т к л ! МГНОВенного срабатывания при коротком замыкании;
8 включение, защиты от перегрузки
9
ВА53?
и ЬАээ
ВА55 постоянного
ппг I 4 1 тока
о /\э з и
^ ° КЭВ
выключателей серии
в зоне токов перефузки срабатывает с обратно зависимой от тока
выдержкой
времени
и
подает
сигнал
на
срабатывание
исполнительного элемента.
В зоне короткого замыкания при увеличении тока в
защищаемой цепи до уставки срабатывания полупроводникового
расцепителя
последний
выдает
сигнал
на
срабатывание
исполнительного элемента с выдержкой времени в диапазоне до 20 кА
действующего значения переменного тока и 30 кА постоянного тока
выключателей типа ВА55-41 и до величины уставки ЭМР
выключателей ВА53-41 [82*84].
Технические данные автоматических выключателей серии ВА
[76*86] приведены в таблицах 4.14 - 4.18.
4.6.2 Выбор уставок автоматических выключателей серии ВА
4.6.2.1
Выбор уставок срабатывания токовой отсечки
Уставка тока срабатывания отсечки автоматического выключателя
серии ВА предназначенного для защиты электродвигателя
рассчитывается по формуле (4.8), где к0Тс = 1Д; Кр = 1,3; ка = 1,4
для электромагнитного расцепителя и ка = 1 для полупроводникового
расцепителя.
На вводных автоматических выключателях сборки или щита с
электродвигательной нагрузкой, уставка тока срабатывания отсечки
определяется исходя из условий по формулам (4.23 * 4.26).
Для селективного отключения КЗ на отходящем от сборки
присоединении выключателем этого присоединения ток мгновенного
срабатывания третьей ступени защиты 1^р#мгн вводного выключателя
должен быть больше максимального расчетного тока КЗ |*
за
выключателем отходящего от сборки присоединения [1]. Для
выключателей серии ВА55 и ВА75 1ср# мгн составляет 20 - 45 кА.
Если автоматические выключатели отходящих от шин сборки
линий неселективные, то на вводном выключателе устанавливается
минимальная уставка по шкале времени.
В том случае если выключатели отходящих линий селективные,
то выдержка времени вводного выключателя определяется по
выражению (4.29), где Д* « 0,1 - 0,15 с .
Чувствительность отсечек при КЗ проверяют по формулам
(4.10) и (4.11).
Защитные характеристики выключателей переменного тока
серии ВА приведены на рисунках В.9 - В.25.
Окончание таблицы 4.14
со
со
о
оо
«/"і
сп
гг
и
се
ОX
го г
• #4
•л
•
•
г* I
•
• л,
г-*
о
о
о
40
О
N0
«о
сн
О
о
о
оГч|
•^
о о о
О! о о
О о о
«о п о
см СП
А1
I
СО
1
1
СП
9
N
2
/>
СП
1
«о
<
со
V*
<
со
СП
2 I
V)
СП
1
*■■■*
«Л
<
со
%
4.6.2.2 Выбор уставок срабатывания защиты от перегрузки
Ток срабатывания защиты от перегрузки электродвигателя
рассчитывается
по
формуле
(4.32),
где
котс = 1,19-г 1,32,
кв = 0,97 0,98.
На лицевой панели полупроводникового расцепителя, рисунки
4.22
4.244, выставляется ток срабатывания в относительных
единицах
1С#П * * 1ц п /1.25 ' 1ном, вВыбирать
выключатель
необходимо с номинальным током 1Н0М) в = (1,09 + 1,60) • 1Ном, ДВ'
Ток срабатывания защиты от перегрузки сборки выбирается по
формуле (4.32), где вместо 1дв,Ном учитывается 1раб,макс •
4.6.3
Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии ВА
Пример 4.7. Для исходных данных примера 4.4 выбрать в цепи
электродвигателя автоматический выключатель серии ВА и проверить
его по чувствительности.
Ток срабатывания отсечки определяем по формуле (4.8)
іср.о ^
1.05 х котс х ка х кР х 1П
УС
пускдаклт
где котс = 1,1 - коэффициент отстройки;
— 1#4
— коэффициент,
учитывающий
наличие
апериодическои составляющей в пусковом токе электродвигателя, для
электромагнитного расцепителя;
кР = 1,3 - коэффициент, учитывающий возможный разброс
тока срабатывания электромагнитного расцепителя.
1пуск,дв, кат • каталожное значение пускового тока
электродвигателя.
1ср , о =
1/05 • 1,1 • 1,4 • 1,3 • 549,08
=
1154,22 А.
В соответствии с таблицей 4.14 принимаем к установке
автоматический выключатель ВА51-35 с номинальным током
выключателя
1И0М| в = 250 А, 1Н/ расц = 250 А,
и
уставкой
срабатывания отсечки 1ср,о = 1200 А.
Используем результаты расчета токов КЗ примера 4.4 для
проверки чувствительности отсечки автоматического выключателя
ВА5І-35.
,(2)
„(2) _ пО,д, С, К1 3673 _
4
1ср,о
~ 1200 = 3'6 > 1Д ’ КР = г ‘1 ■*'3 = 1-43;
№
„(1) _ пО,д,С,К 1
2930
4
*ср, о
1200 ~ М > 1,1 ‘ КР = 1Д ’ !*3 = I*43Ток срабатывания защиты от перегрузки определяем по
выражению (4.32).
котс • 1дВ( ном
А;
где котс - 1Д9 1,32 - коэффициент отстройки;
1дв, ном номинальный ток защищаемого электродвигателя,
кв — 0,97 —0,98 - коэффициент возврата реле.
т
С' П
1,3 • 78,44
0,975 ~ 104,59 А.
Время срабатывания теплового расцепителя при
электродвигателя определяем по кратности пускового тока
пуске
Іпуск, дв 549,08
кт, пуск = — ;------- = —------- = 5 25
У
1с,п
Ю4,59
Время срабатывания защиты от перегрузки автоматического
выключателя ВА51-35 определяем по времятоковой характеристике
рисунка В. 10,а. При коэффициенте перегрузки кТ(Пуск = 5,25 время
срабатывания при пуске с холодного состояния 1С п = 18 с, по
усредненной характеристике
п = 3,2 с.
Выбранный
автоматический
выключатель
ВА51-35
с
номинальным током 1НОМ,в = 250А
и уставкой срабатывания
отсечки 1ср, о - 1200 А проходит по всем параметрам.
1 Беляев А. В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0 4 кВ
- Санкт-Петербург: ПЭИПК, 2008. - 230 с.
2 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и
выбору электрооборудования / Под ред. Б. Н. Неклепаева - М ■Излво НЦЭНАС, 2011. - 152 с.
3 ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках
переменного напряжения до 1 кВ. М.: Издательство
межгосударственных стандартов, 1994. - 60 с.
4 Правила устройства электроустановок Республики Казахстан.
Астана: 2003. - 592 с.
5 Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть
электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового
и дипломного проектирования: - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
6 Леньков Ю. А. Расчет токов короткого замыкания, выбор
коммутационных аппаратов и их уставок в электроустановках
напряжением до 1000 В. - Павлодар. Изд-во ПТУ, 2006. - 224 с.
7 Короткие замыкания и выбор электрооборудования: учебное
пособие для вузов/ И. П. Крючков, В. А. Старшинов, Ю. П. Гусев и
др.; под ред. И. П. Крючкова, В. А. Старшинова. - М.: Издательский
дом МЭИ, 2012. у 568 с.
8 Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред.
Ю. Г. Барыбина и др., - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.
9 Куликов Ю. А. Переходные процессы в электрических
системах. Новосибирск: НГТУ, 1 М.: Мир: ООО «Издательство АСТ»
2003.-283 с.
10 Чунихин А. А. Электрические аппараты.
М.:
Энергоатомиздат, 1991. - 240 с.
11 Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и
подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.
12
Прайс-лист.
Предохранители
серии
ПР-2.
һіЩУАу\у\ү.екоргот.сот.ш
13 Предохранители плавкие типа ПР2. Каталог Е00001673.
ц^у\у.іе1есіго.ш
14 Методические указания по перезарядке предохранителей.М.:
Союзтехэнерго, 1984.-33 с.
15 ОАО “Кореневский завод низковольтной аппаратуры».
Предохранители плавкие серии ПН-2. Руководство по эксплуатации.
2013. - 18 с. ш \у. пуа-когепеуо.ш
16 ЗАО «КЭАЗ». Предохранители типа НПН2-60. Руководство по
эксплуатации, луууцлкеаг г»
Я
уууууу.іеіесіго. гп
18. ЗАО «КЭАЗ». Предохранители плавкие серии ПП57.
Руководство по эксплуатации.
г»
19 ОАО Кореневский завод низковольтной аппаратуры» и
Плавкие предохранители серии ППН. Руководство по эксплуатации.
2013. —26 С. уууууу.пуа-когепеуо.гп
20 М астер-каталог продукции ЕКҒ Еіесігоіесһпіка. 2013. - 529 с
уууууь'.екГсгоцр.сот
21 ОАО “Кореневский завод низковольтной аппаратуры», и
Предохранители быстродействующие серии ППБ. Руководство по
эксплуатации. 2013. —18 С. уууууу.пуа-когепеуо.т
22 ТБМ ЕЬЕСТКІС/ Каталог электротехнической продукции
Выпуск 14. 2014.-832 с.
23 Пла,вкие вставки цилиндрические ПВЦ и держатели плавких
вставок ДПВ. \ү\¥\ү.песш.ги
/
24 Контакторы электромагнитные. Серии КТ6050, КТП 6050
крет2.согп.ш/котакгог-к1-6050
25 Родштейн Л. А. Электрические аппараты. - ЛенинградЭнергоатомиздат, 1989. -3 0 4 с.
26 Справочник по монтажу силового и вспомогательного
Коршунов
'- п п ц и в , 1Ш Д р
". Этуса Энергоатомиздат, 1991. - 464 с26
27 Устройство и принцип действия пускателя переменного тока
/Ч м і
I г* а
«-ъ.
^
—_________
ууту.еіесіготопіег іпГп
Магнитные
пускатели
еІекігозегуісе.сот.иа/ітаеез/рсі^руакаіеІ-рае.рііҒ
29
Магнитный
пускатель
шр:/Луүу\ү.е1есігоЪтт.ги/саіа1ой/;
. .
Пускатели
электромагнитные
еІекйозегуісе.сот.иа/іта§ез/р<Шруакаіе1-рте.р<1Г
Пускатель
магнитный
һпр://\у\у^.е1есігоЬтш.ги/саіа1о§/ша§пеІіс-асіиаіогз/рше/
электромагнитные
еіексгозегуісе.сот.иа/іша^ез/рсі^руакаіеі-рші.рсі^
33 Контакторы и пускатели магнитные серии
ргіЬогсепіг.гшУ/202342/сі/ршІ.рсІГ
34
Пускатели
электромагнитные
серии
ІаЬогапі.ги/еҺесһ/07/1/4/01 -99/һіш
^
Магнитный
пускатель
ПАЕ
ПАЕ.
ПМЕ
ПМЕ
ПМЛ
ПМЛ
ПМЛ
ПМЛ
36 Пускатели магнитные, контакторы.
шаепііпуе»копіакіогу
—------
Пускатель
магнитный
ПМА
һ«р://мти'.е1есІгоЬтт.ги/саІаІо§/ша§пеііс-ас(иаІог8/рта/
38 Пускатели магнитные ПМ. еіекігозеп/ісе.сот.иа/ризкаіеіікопіакіогу
39
Магнитный
пускатель
ПМ-12.
һйр://ш^.е1ес*гоЪтт.ги/са{аІо§/та§пе1іс-асІиаи>гз/рт/
40 Тепловые реле-устройство, принцип действия, технические
характеристики. е1ес1го5сһоо1.іп&/2009/04/04/іер1оиуе-ге1е-из1гоіізіүоргілсір.һітІ
Щ
41 Реле серии ТРН.Һйр://зт>уе1екіго.зи/Я1ез/ирІоасІ5/ТКЫ-1.р<1Г
42
Тепловые
реле
для
защиты
электродвигателей.
а11іпҒоуё.пі/іпсіех.рһрЛп{г£еІіка/Ю/іг2<і/һігп1
43 Тепловое реле. уту^еІесігототег.іпГо/сіеуісе/гекау іһеппяі ЫтгіІ
44 ЗАО «Санар». Реле тепловое токовое уиууу.ошпуя. ги
45 Реле перегрузки тепловые серии РТЛ. Н Н В И Н В ш Ш
гіІ.рсІГ
46 Реле электротепловое РТЛ. ту\ууу.кеаг-еотрапу.ш/саіаіое/ге 1е/геі ееіекггоіеріоуое-гіі
47 Реле электротепловое РТТ36. \у\у\у.ксаг.ги/саіа1ое/гс1е/геІееІекігоіерІоУое-гКЗб
48 Реле электротепловое РТТ-325, РТТ-326, РТТ-327.
кеагсотрапу.пі/саШІое/геІе/геІе-еІек{г<ПерІоуое-іИ-325-гН-326-гП-3?7
49 Реле тепловое РТТ 12. \¥\у\у.кеа2-сопірапу.пі/сзіаІгт/гріг/гр|р-і<»піпу^с.
п һ -1 2
---------
50
Пускатели
магнитные
КМЭ.
а11епег8о.ги/зЮге/аиЮ/зіагІег/һизкаіе1і_та§пійіуіе_кте
51 Пускатели магнитные КМЭ. газетз.ги/еіесіго/копіризк/ризк/
940-кше
52 ЕКҒ еіесігоіесһпіка. епег£уЬк.исог.ги/<іаІа/екГ/ЕКҒ Копіакіогі/
рЩ
53
Реле
перегрузки
(тепловое
реле)
РТЭ.
а11епегёо.ги/зіоге/аиіо/геіау/гіе
54 Реле перегрузки (тепловое реле) РТЭ (ЕКҒ). рагіпег-еіекіго.ги/
саЫо&ие/еІесігоіесһпіка/коттиіа(ог/геІеекіУгіе
55 Пускатели серии ПРК. >УЛҮ^.\уеЬзог.пі/һизкаІеІ_ргк.һйп
56 Пускатели ручные кнопочные серии ПРК. \лпуш.реігорошег.ги
57 Реле электротепловое серии РТИ.му\у\ү.еІес.ги
58 Автоматические выключатели серии АП50Б. \уту.ге!е.ги
59 Автоматические выключатели серии АП50Б.\у\ү\у.кеаг.т
60 Технические характеристики АП50Б. Каталог, ипіопеіесіго.ги.
61 Лескив И. П. Методические указания по эксплуатации
автоматических воздушных выключателей серии АП50 СИНТИ
ОРГРЭС, 1975. - 36 с.
Р
ЛІ1ЭУ.СЦНШ
62 Трехполюсные автоматические выключатели серии АЕ20
\у\ууу.кеаг.гп
63
Выключатели
автоматические
серии
АЕ20
и АЕ20М
64 Контактор. Низковольтные автоматические выключатели.
\Ү\Ү\Ү
65
Номенклатурный
каталог
1-2008.
Автоматические
выключатели. ОАО «Дивногорский завод низковольтных автоматов»
щ с*УУУУУУ.еішосі.ги/КаіаІо^з/ауіота^ БгКУА.рсі|
66
Номенклатурный
каталог
1.3-2004.
Выключатели
автоматические серии А3700. - 28 с. §агат-зе.ги
^
° АО
«Дивногорский
завод
низковольтных
автоматов».Выключатели автоматические серии А3700П. - 9 с
\уту.котак1епегёо.сош.иа/ргос1ис1/с12ПУа/й1е/АЗ 7 Р.рсИ*
68 Выключатели автоматические АЗ 790.' Техническое описание и
\Ү\У\У
ОАО «Дивногорский завод низковольтных автоматов»
Выключатели автоматические серии АЗ 700 Ф, Б, БР. Техническое
-- -■
■ —' ^
V ■■
описание. 16 с. \у\ууу.5Рек5рЬ.гиЛ1/282516/с1/а-3700-һг рНҒ
рп и
ппгм ®ЫКЛ^ чатели автоматические
Е011000471. —28 с. \у\у\у.іеіесіго.пі
серии
АЗ 700.
Каталог
7
\ Г Г беЦ А‘
ЕвзеРов И. X. Автоматические выключатели
серии А3700. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 72 с.
72 Морозов Н. Р. Методические указания по наладке и
эксплуатации автоматических выключателей серии АЗ 700 на
электростанциях и подстанциях. СПО Союзтехэнерго, 1981. - 106 с
73 Выключатели автоматические серии «Электрон».Техническое
описание и инструкции по эксплуатации. ОБЕ.463.014. - 60 с.
74 Контактор. Низковольтные автоматические выключатели.
\Ү\Ү\Ү
75
Якимов В. А. Методические указания по наладке и
эксплуатации автоматических выключателей переменного тока серии
«электрон» на электростанциях и подстанциях. СПО Союзтехэнерго
1981. —41 р.
76 Выключатели автоматические сериц ВА51
ВИАК
г *
и ВА52 на
77 Автоматические выключатели серии ВА51-35. КЭАЗ. - 11 с
%
78 Контактор. Низковольтные автоматические выключатели
Выпуск 2. Серия ВА51-39. - 37 с.
79 Выключатели автоматические серии ВА51-39 и ВА52-39
Каталог УО1000479. - 14 с. \Умт.е1есІгік.огя
80 Контактор. Низковольтные автоматические выключатели.
Выпуск 5. Серия ВА50-41. - 42 с.
81 Контактор. Низковольтные автоматические выключатели.
Выпуск 6. Серия ВА50-43. - 40 с.
82 Выключатели автоматические ВА52-41, ВА53-41, ВА55-41
ВА56-41. Техническое описание ВИАК.641700.003 ТО. - 43 с.
83 Выключатели автоматические ВА53-43, ВА55-43, ВА56-43.
Техническое описание НИЮШ.640105.005 ТО. - 35 с.
84 Выключатели автоматические серии ВА55. Технический
каталог. 2013. —34с. уулууу-сіісіго Ьу
^
ОАО Дивногорскии завод низковольтной аппаратуры.
Номенклатурный каталог 1.1-2004. Выключатели автоматические
ВА57. - 36 с.
86 Трехполюсные автоматические выключатели серии ВА57.
илу\у.кеах.ги
Приложение А
(справочное)
Защитные характеристики плавких предохранителей
.
кя
Рисунок А. 1 - Защитные характеристики предохранителей серии
1Ш-2 с номинальным напряжением 220 В постоянного тока
Рисунок А.2 - Защитные характеристики предохранителей серии
ПН-2 с номинальным напряжением 380 В переменного тока
0,011___ _і
10
Рисунок
ПП-31
100
1000 10000 I, А
Защитные характеристики предохранителей серии
кА
а - для переменного тока напряжением 380 и 500 В;
б - для постоянного тока напряжением 220 В
Рисунок А.4 - Времятоковые характеристики предохранителей
серии НПН2-60
Рисунок А.5
Времятоковые характеристики предохранителей
серии ППН с плавкой вставкой типа аМ для защиты цепей двигателей
*пл ~ время плавления плавкой вставки;
*по - время полного отключения
Рисунок А.6 - Времятоковые характеристики предохранителей
серии 1ШЬ
Рисунок А.7^ Зоны срабатывания предохранителей серии ППН
с плавкой вставкой типа §0- яЬ общего назначения
а предохранители
серии
ПП57-3127;
ПП57-3427;
б - предохранители серии ПП57—3137; ПП57-3437; ПП57-3737;
ПП57-3937; ПП57-3738; ПП57-3938; ПП57-4038;
в - предохранители серии ПП57-3167; ПП57-3467; ПП57-3767;
ПП57-3967; ПП57-3768; ПП57-3968; ПП57-4068; ПП57-3968Б
Рисунок А.8 - Времятоковые характеристики предохранителей
серии ПП57
>анитель серии ПП57
ПП57-3997. ПГН7-Ч0
предохранитель серии
Рисунок А. 8 (продолжение)
00
го
X
о
X
и
й>
м
5
ю
а,
х
X
5
5
=Г
ы
О
а
се
0Г
аз
X
а
5
X
1со
СО
св
н
о0
>5
02*
со
се
5
с
с
5
С
С
1
ю
• #*»
О
сг
5
щ
л
св н
о
а
ж
06
ал
д
с
С
5
Р
1
<6
С
X
24
К
Н
О
К
О
и
V
£
а
се
X
4>
3
со
О
Ь2
О
Н
у
а,
Ш
I
ОчV
<
м
О
X
>>
о
X
Ои
90
«Л
X
сч
о
о,
4)
г
м
С9
О.
СО
С
х
5Ы
о
а>
Р
*
5
ко
о.
4
X
X
е;
5
=Г
и
и
о
ссес
н
и
х
5
Ш
СО
=;
%
т
се
н
о
а
35
О
2*
га
С
н
I
ю
• Г*
сз
О
О'
5
2
*
Ш
еНй
о
ш
с
5
X
5
Н
и
5
О.
и
5
<3
а
С
О
х
а>
►
■ч
►
л
ш
ок
0
н
ес
5
0)
а.
СО
1
О
X
СО
о
с
5(I
со
<
*
о
X
>>
и
5
а.
•л
X
4
5
Ь
Й
СО
л
осго
ж
0
и
асо
5с
с
3
н
1
ю
• *ч
ост
5Ы
се Ь
я
о
в
Ж
оX
СО
с:
<
О
н
I
ев
X
X
о
к
а,
о«
О
2о
О
—4 00
х з; <
о о
о
о о
СП ІП
чо
о
5 ® 14
IО Ой с
Н н н
0ш■>
Э
Х
*■
*
3? -я ь!=
4
ж
X
из
и)
эяііВЙі**
ю
се
X 5 X
5
X
2 5
О О о
X X X
? Дл
х2 X
00 оз оо
о
о
о
00 00 гм
ГО СО сч
2 2а>
V
4
>
х
X X X
X V X
4)
4)
* *
к
о? ос
05 а.
а, с а.
с
с
се
се х се
х
х
се се се
24 24 24
о
о
О
н
н
н
о
и е
2
о хО о
X х X
X
X
1)
и
ОС
о
о н
о О,
о
а,
ч> V о
с С с
X X
«=;
<
и
О
н х£
X X X
X со X
се а се
а х ха
х о
о «=* о
«и=* V е*
а. са. а.
с
с
I 1
се ю я
24
х
һ
о
X
а,
о
н
и
си
се
х
V
3са
О
24
0
гЬ
сс
2
а>
а,
00
1
04
+
<
24
О
X
>ч
О
X
а,
ш,
Приложение Б
(справочное)
Время-токовые характеристики тепловых реле пускателей
а - времятоковая характеристика реле ТРН-25 и ТРН-40;
б - времятоковая характеристика реле ТРП- 60;
в ~ времятоковая характеристика реле ТРП- 150;
1
—зона срабатывания реле из холодного состояния; 2 —зона
срабатывания реле из нагретого состояния
Рисунок Б.1 - Времятоковые характеристики реле ТРН и ТРП
н
Си
а>
е?
V
О.
с2о*
н
о
£
а.
ОС
5
X
ос
О
ю О.
се г
х ОО
в; 0
1се
се
1
со Ьч
О О
м г*
о
О
н
с*;
е-
а>
асо
I
ІЧІЛНИДО
л
х
со
X
о
н
10 0
• тю
О га
О о.
о х
(N
1
I о.
с
н 1
С. СЧ
• •*
ОС
о X
о X
о ос
о
*=; г*
О
н о
си о
&
>
о
Р
—
і и
Ң
О
а X
Чй
«а* о
е;
х
о
н
о X
5
со
се
X
6 о
н
&
гсиа юо
се а
х
к ха .
са с
о
!£
О о
о
ос о
а> тгI
П
ц
а
ьI а.
га
о
о
о
со
г а
га
га
о о -*
о
о
№Щ ГОГ
г а
н
(X
а>
с;
а>
Си
X
3
а
О
4
с
ан>
х
X
Һ
о
X
а,
<и
4и.
га
си
га
х
о
3
аэ
О
ы
О
н
§
0
а.
Ш
1
гя
иа
о
X
>»
о
X
а.
В
і
ю
СО
•
"
о.
го» >к
о
£ оX
а.
<ь г
*
=
;
о о
о- с
2£ £00
В
|^
һ
о х
X а
О О
О*
О
П
О
0
0
*
о
п — —
с>•.
со
и0
*
сии
8 § 85 г 5
8 2 ® “«
*■! т
ГІ
I I
я& *д5
« 2
15 ю
&
О со
«
си
О о
к хл
5
0
<ы го
а,
ш 1
I <ч
Ю •0>
#^
?
ГМ С
I V
О1а* на>
о
5 ю
СО
.I О>5
£а , О
X
<и О
2
V *=
;
а. о
со с
Ьс. Я
X V
6 е*
X 5
аа> си
с
к<0 о?
Си 5
со X
X аэ
►
л
§
Н
о Л
о ю
£0
0
О.
н
0! и
се
2
<и х
а. 0СП
ш
1 1
«о
о
£
си
V
*V=:
О-
Л
а
О
5
С
§
X
5
н
о
X
а.
0)
ёсо
асо
х
4)
2
о
о6
0н
и
си
СО
1
ГП
иі
ж
оX
о
5
а.
1.0 ІД
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
*УС1
1 - зона времятоковых характеристик при трехполюсной работе
реле; 2 - зона времятоковых характеристик при двухполюсной работе
реле.
Рисунок Б.4 - Времятоковые характеристики реле РТТ-325 РТТ326 и РТТ-327
Ғ
’
I
Рисунок
- Времятоковая характеристика реле РТТ 12 и РТТ36
• г*
* 2
5 V
X У
№ о*
О О.
н
о Ои
о
и
£
5
5
О
и
о
а:
Ч
о
0
ю сX
п
л
*
I
о
и
О
X
2
5
10)
X
4
X
X
Ж о
*
"
*
«ч
сГ о
«ЛЮ
8
8
8
•ЛГЛ м 0 0
—
*п
сГ Я . р .
о о
2 *
Ш №Ь
0Л 25 «
•0* X
х з ос
о
О- *> н
Гь у
* ЯС у
и>
X
2
эг 2 о
А)
1
4)
2
2
5
X
О
X §
л
с;
§
V X
Н
К
м
О
к
!
Ье
2
0)
о.
са
I
чО
иб
о
х
>>
о
3
ср .с
а.
Ч>^
ШЙЬ
іи (н іік *
П
тгкС^з
се
Г4
со
• в\
< <
0 .0
тГ
.1. .|.
чо го
V© <
5 2 ГО
40
2 2
п) со
00
О
2
•Г*
О
*
О
е?
£«и
а.
С
2
ъс 1* О
О *
о
Ю и. н О
н
3
ІМ
.0
2
»0
№ К
X
-а -а
иа
X
5 з X
О о о
£ X X
ООО
ЗХ >х
>х
о О о
е;
О о
о
н
н
со Й СО
т э* У
2 2 2
СО
■
л
л
л
со 09 т
X
К
X
н
о
X
а
4>
X
*
X
н
о
X
Ё
§
я
а<
СО
X
со
а.
а)
X
&
I I
со Ю
СО
2С
X
Н
О
X
а
рһ
ксо
От
СО
X
со
X
X
а
о
о
>х
о
£
со
2
2
со
х
&
X
Б
X
а.
о
н
к
л
а
СО
X
V
2
а
о
0
Һ
О*
2
V
си
00
1
00
*
о
X
>»
о
X
а.
и
о
«п
+1
О
сч
3
о
а
о
г
О
X
к
О
ха.
с
о
<4
ш
<
X
X
а
.
а>
1Л
к
X
X
с
е
ю
ы
О
н
о
>
х
V
ю
се
а
о
»
=
:
р
н
се
у
2
&
о
н
о
ла
>5
О
*
а
се
н
о
>>
0
1
х
X
«
о
<
и
:г
х
н
л
с
и
21
ю
• «ч
§
О
X
см
к
5
X
се
со
3
й
ю
се асе
о
>»
6
о
н
>Х
0
ы
0
се
н
и
>>
и
1
се
о
н
аз
се
X
£
X
Һ
о
X
о.
о
Ё
се
о.
св
X
о
3
ш
о
14
0
н
2
ла>
о.
Ш
1
сч
СО
м
О
X
>\
о
* и
о
о
го
+
о і 24
ГО о
КС
н
3
24
X
Й
X
X
3
X
5
2
о
X
св
р
н
О
X
ев
X
2
-о
X
о
0
си
ОС
с;
2
4Н>
О £
•<-> в;
0
5
ОС
5
р
с,
9
22
с
1»
X
с;
о)
н
X
ев
X
2
3дд
о
е;
с
0>
=т
о
к Я
ос М Ь .
Й « I
х
с
2
9
о
2
я
се
о
■ф
Г4* 4го х0
<
О
О
А
т
о
р
Һ
о
и о
° н
Р
с:
х с о
5 0>
Н >Х
>4 о <
и
0
о.
О )Х
ю
тГ
2
0
У
!4
3
0
>Х О
о
с;
У
н
й
0 0
2Г X
Р
О
Ң
3
0
X
*
X
н
14
X
ш
н
о
X
о.
V
»
Щ
* 0
V
Һ О
0у 0и>
2 3
Н
Л
сО) о>
н
о
V
+
<и
е?
Н
СП
О
2
0
*
0 >»
о.
ьГ
2б о
X
О)
н
о О.
X £
о.
0
й> 1§
о
ё0 &
2о
си
0
X н
X
си
3
с
0
0
о
24 24
о
о
ь- ь
ос
24>
О. X
00 о
I 0>
си
го и
V
X
!4
X
Һ
о
X
о.
о
ё
0
о.
% 0
п 2Г*
X
я ^-0
ж
X
о.
0
а
ё
о
С 3 24
о
Я
о
сх
§
н
се * о;
X
0 « ос оо .
0 О
<
Си
о
го
І4 0
о I •л о
н
3 V© < ■*
2
о
й
>
<*д
40
си ^ 04 .
0 о ~' о
, ю з: ^
о
0
о 04
00
о
24
о чо о
н
%
• •>
«*
5г1>4 °I8
О±
ос
О. О
н
о
о
л
и
5
X
К
К
5 Ө
о н
о
го
« ге; го 4си
>
н <
£
х
со из а00
о СО
я1
го X
о г^
СО
О,
0>
І
£
3
5
со
о
«
о
2 4)
00 0Ч1 0
ос; н Һ
Л
п
2
<
£
Г
а>
1)
'г
н о со
О- О
го
о
Ю
о 3 1 5
см а
ІҺ
*
со £ 00. «ОЛ
<
н
>5
н
V
>5
5 8*? М
£
Н
8
■ЭГ 1 ЩІ 3
о
л
± Со5
ОО X
X см 5
го 2
>
с
05
ю X а о* XО
* Л СО
5
о
2О4 ы (-1 5
о
к
V г
3* ОС о 2
£ н Вч
0)
(и
IО Н 3 Iз:
I
с
Н
I
со
-а
Я
“X ®
5
О
. „ X со
гч
о о о
о о о
о о о
«о п
о
о
о
•о
гг
о
со
а
5
2
зоо
о
С?
С
О
н
а и
о оО
со
со +
<
СО
X
о Ч
см го
Г" СОО
го
< ои
>х <и
V 3
£
2
Ф
со
Н
св
*
£Г >>
2 р*
Н О5Г
зо а>
си
X I*
« со
X а
гО а>
с
X
си
й> с»
н
ё X
СО а
а.
с
а
со
1 <
5 X ъс(0
о о
2в й> о
ш
л
н
3
а со о
О
СО о
О и
X
§ & О
£
сV
он X
СО О
М
*0
Й-О ■ Н о? І»
дсм « о
2
>
о і Ө а 4си
Ч
О
3
00
V
—
*
X
°
0
0
5
со
СО о
с
I
ъй
2£ о Й СО
он н э <
О
и
со
ес
О
м
з
х
а
*
2
!<
X
«
и
3
X
о
р
*
О- ■
м
М
х
5
к
35
со ыО < СО >> о
о с
\ І 3 I
X о
X
со X 8о 2 а* с
2 с 5
О V
X
Һ
§
§1
оо
о
о
о
н
X
чвк
<и
М-4
М
К р а т н о с т ь т о м н а гр узи *
« н о м и н а л ь н о м у т о к у 1/|р
Ток нагрузки,кА
Рисунок В.5
Защитные характеристики полупроводниковых
расцепителей автоматических выключателей переменного тока
А3793Б, А3793С, А3794Б и А3794С
Кратность токе нагрузки
к номинальному току 1/|р
2 3456
10 2030 50
Ток нагрузки, кА
Рисунок В.б
Защитные характеристики полупроводниковых
расцепителей автоматических выключателей постоянного тока
А3793Б и А3793С
Ю
^ « 2 2 и « ч*
п
Ч
3
Щ
о О О ОО*
X
О
2
4>
аш £5
<
и
25 2
О о
*
°со
*
си
о ж
е* о
*
л
*
а
а
га
ЬЙ 3<и
е шл
3 га
х г*
к но
35*
л
с;
га осо XX
ь 5V
О
4
35 <и
со
О
Һ
о
5
сгао
со
О«о$ •$
®і222е°'°
О
^ • 0
О
Ш
м
■* " I 2> 'Ч —, о
о о о О о о’
X
н
га
о.
С
>5
О
2
5
О
5
а
га
с
о
ю V
о X
0 о
1 I
га ю
Рисунок В.8 - Времятоковая характеристика выключателей
серии «Электрон» постоянного тока
«о
сч
<
со
іп 5
сч
и
«о I
< 1/^
03 <
5
О.
4О>
«Г
О
с;
рн
03
3"
2
ш
н
о
5
О.
н
се
О.
се
х
4>
2
09
«о о
сч
I о
Һ
«о о<?
< 0
03 о .
00
1
Оч
00
Ъ£
О
X
ён
о
X
СЦ
іг>
го
СЧ
т
<
СО
1
П
го
I
<
СО
л*
О
н
о
и
О
А
х
<и
<
и
си
<и
с;
ЭХ
<и
£
о
н
«
I
3“
2
Ш
со
5
К
Н
О
5
О
.
й>
£
Л
си
«I
х
V
Ш
т
й
*а
а
О
ы
О
Һ
к
2
(I)
О.
СО
Г1
О
со
о
X
о
X
Си
С* 2
го
I
с?
10
<
00
л
X
о
н
о
X
X
О)
2
0)
ач>
Е
>а5>
«=?
н
св
т
2
о
л
«
5
2£
5
о Р О
Н
О
о
о
ғ
^
гч
5 _
я?4<*
р
го
а
0\
го
I
сч
<
ш
го
I
гм
«о
<
со
СО I
В
X
о *о
3 <
00
о
* 5
о
Һ Оч
го
V
00 ,
I го
« <о
00 ш
°X £ .
>>
I
о ^
я <м
Он «О
*о
<
00
о
00
о
\о
о
У
О
Г «о
го
'Т
го
. со**
<
СО
<
О
1Л
ГМ
О
- г—
Ч гЧ
' 00 II
\о
3*
«/> и
СП
си
ГО X
«О
N
рН
СО
ы.
0
н
1
о
X
V
2
V
О
.
О)
с
к
о
н
св
У
2
«а
03
5
6
5
Н
о
5
о
00
о
О
.
<1>
Ё
Св
Си
со
X
а>
л
а
о
О
н
0?
N0
3
к*о
о
. со**
<
о
о
о
о
>н н
<и
си
00
Ш
II
УО гг : *
ІП
<ч
и
<в
%
*т
о.
СО
со
г*
X
О
N
X
>ч
О
«л
■
р*
&
Nт»
а.
н
о
о
о
оо
оо <
о
о о
40
о
Г
О
ТГ
ю
I
<
«О
С
О
т}Iго
=г
о
05
<
о
а.
. гН
00
'О о
*Л го
тг1
т
го <п
ш
ж
оҺ*
01
о
СО
к
<
0>
о
о.
0с>
35
О
*=:
<
и
ьсе
х
г** СО
«о
Г*4
гН
2
*
2
оо
<
о
о
40
яи
гс
О*
и
&
&
н
о
5
О
ч
<£
н
к
се
о.
се
ж
о>
*С
00
о
о
н
ос
0
а
Ш
1
го
го
00
<
О
X
>%
о
а*
<
о
іл
см
со
тгI
=г
о
(П
<
со
сх
л
у
о
н
о
а
я4>
2О
ао
с
§
V
Й
У
2
ьсой
5
М
X
н
о
X
и
£
(9
а.
со
<
о
о
о
II
=г
и
га
а.
X
а>
2
со
О;
М
О
И
в*
2
0
О.
СО
1
гг
СО
¥
о
X
>ч
и
X
си
о
о
о
I
»п
г**
<
О
о
см
го
11
Е
Г
и
л
«о
I
*о
о.
г*<
СО
С
О
Ы
О
н
0
г**
1
2
о
а:
Ж
<у
5
о
а>
<
03
«=;
о
г*
ф
се
*=;
чс
3
С9
5
2*
5
Н
о
5
О.
й>
к
С
О
О.
СО
X
0>
3
а
о
&
0
ь
05
а>
а
00
1
<Г\
Ш
Ьй
О
X
>>
о
5
сц
тіо
<
Ю
і
го
<
СО
5
5
О
.
О
о
СО
О
н
ои
о
к
X
V
5
О
*
<
и
с
ух
V
с:
4Н>
с£О
Г
2
ла
со
М
5
ь
о
X
о .
<и
К
СО
о .
со
X
о
§
0
н
(X
5
4)
/8"
СЧ
00 Г:
1 Р*
и
в Ремятоковая характеристика выключателей переменного тока серии ВА53-41 и ВА55-41
о
с блокам МРТ4
о
с блокомМРТб
Времятоковая характеристика выключателей постоянного тока серии ВА53-4 1 и ВА55-4 1
гдоіүггмггге.іу
I
»г>
10
<
со
ТГ
I
т
іг>
<
СО
5
5
О*
о
о
С
О
Ьй
о
р
о
и
О
X
X
ос
8
и
О
>45>
*Ч
Н
сз
У
2
*
3
ш
с*о
к
н
о
X
о.
Ісз2
а
л
X
3
со
о
к
о
н
о;
2
0
а,
СО
О<о
N
1
о\
3
сГ
м
о
о_^
о
со
“■* оо
* н
х &
X 2
*• §
о
5
ю
о
Рисунок В.20 — Времятоковая характеристика выключателей
переменного тока серии ВА53-41 и ВА55-41с защитой от однофазных
замыканий
а
• ІЧ
< <
<Г<2 о
о
О
^
гг
00 , ,
ос ос
X X
X X
« ОС
о
ео Һ
и
о
и ОО
е о
и
о
= О
• Оо 1 ь
чо о сч =
;
°
сп о есе
■ ІІІІІМ »
5 я оX ох
*
Р н
О
Н
03
<и а) гОС ос
Һ
3 3 X. X
х
х
«я -а о оГч
со
с
о
1X •Е
§ X
I ы *
О
о
5
X н Һ
X
2
ос
о?
О
о X о *=г «=;
X V о
X
н
Һ
се
2
л
■й X В X 5
с
С
>Х ® д
о ^
V 2> V гг Я'
®5 й
? се
У се
«
р
Р
р
Н
£
н
О,
о.
се
се
се
т у
у
2 8
2 2
2
о О
X
X
-а Л
3 £ л
со о
а § §
се $ се я х
* 2 * о о
я н
5 н
? к X
н
се се
о
У
о
X5 X
& и & 8 2
1 1 1 § §
се
2
°*
о
о о. а 2 о
5
х
0
н
о>
3
х
л
ю
се
се 5 $ §
* * р <и
5
се
я
СО СО
-О
^
о *о о2 н
Н
о о
О о ю ю
н Һ се се
2 ос о , о .
-- ^ р се се
«и © 4> х х
си
си #
© ом
ш сао ш
I I I
се ю
со
I
сч
•о
СП
I
*п
<
Ш
X
X
си
о
о
ЭХ
<и
с:
<
и
н
ее
<ч
СО
ъс
о
х
о
X
си,
а —номинальный ток теплового расцепителя 16 А;
б —номинальный ток теплового расцепителя 20 А;
в - номинальный ток теплового расцепителя 25 и 50 А;
г - номинальный ток теплового расцепителя 31,5 и 63 А;
1 - зона работы максимального расцепителя тока перегрузки;
2 - зона работы максимального расцепителя тока короткого
замыкания (переменного тока);
3 - зона работы максимального расцепителя тока короткого
замыкания (постоянного тока)
Рисунок В.22 - Времятоковые характеристики выключателей
серии ВА57-31 на номинальные токи от 16 до 63 А
а —номинальный ток теплового расцепителя 40 А;
б —номинальным ток теплового расцепителя 80 А;
в —номинальный ток теплового расцепителя 100 А;
1 —зона работы максимального расцепителя тока перегрузки;
2 - зона работы максимального расцепителя тока короткого
замыкания (переменного тока);
3 — зона работы максимального расцепителя тока короткого
замыкания (постоянного тока)
Рисунок В.23 — Времятоковые характеристики выключателей
серии ВА57-31 на номинальные токи 40, 80 и 100 А
а - номинальный ток тепловых расцепителей 16; 20; 25; 31,5; 40 и
50 А;
б - номинальный ток тепловых расцепителей 63 и 80 А;
в —номинальный ток тепловых расцепителей 100 и 125 А;
г - номинальный ток тепловых расцепителей 160; 200 и 250 А;
1 - зона работы теплового максимального расцепителя тока с
холодного состояния;
2 — зона работы теплового максимального расцепителя тока с
нагретого состояния
Рисунок В.24 - Времятоковые характеристики выключателей
серии ВА57-35 и ВА57Ф35
1 — зона работы теплового максимального расцепителя тока с
холодного состояния;
2 — зона работы теплового максимального расцепителя тока с
нагретого состояния
Рисунок 3.25
серии ВА57-39
Времятоковые характеристики выключателя
і
Введение
^
1
Расчет параметров элементов сети 0,4 кВ и токов
короткого замыкания
4
1.1
Допущения, принимаемые при расчете токов короткого
замыкания
.
1.2
Выбор кабелей в цепях электродвигателей
6
1.3
Расчет параметров элементов сети 0,4 кВ
Л
1.4
Расчет токов коротких замыканий
27
1.5
Пример выбора и проверки кабелей
31
1.6
Пример расчета токов короткого замыкания в сети 0 4
Щ
’ 34
2
Плавкие предохранители и их выбор
59
2.1
Общие сведения
59
2.2
Конструкции предохранителей
| ]
2.2.1 Предохранители серии ПР2
§I
2.2.2
Предохранители с мелкозернистым наполнителем
67
2.3
Условия выбора и проверки плавких предохранителей
83
2.4
Пример выбора и проверки плавких предохранителей 89
3
Конструкции контакторов, магнитных пускателей и их
выбор
94
3.1
Общие сведения
94
3.2
Конструкции контакторов
95
3.3
Конструкции магнитных пускателей
106
3.4
Выбор тепловых реле и настройка тепловой защиты
131
3.5
Пример выбора магнитных пускателей
134
4
Автоматические выключатели и их выбор
138
4.1
Общие сведения
1 38
4.2
Автоматические выключатели серии АП50Б
139
4.2.1
Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии АП50Б
139
4.2.2
Выбор уставок автоматических выключателей серии
АП-50Б
142
4.2.3
Примеры
выбора
уставок
автоматических
выключателей серии АП-50Б
145
4.3
Автоматические выключатели серии АЕ20
151
4.3.1
Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии АЕ20
151
4.3.2
Выбор уставок автоматических выключателей серии
АЕ20
157
4.3.2.1 Выбор уставок электромагнитных расцепителей
выключателей серии АЕ20
157
4.3.2.2 Выбор уставок тепловых расцепителей выключателей
серии АЕ20
158
4.3.3
Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии АЕ20
159
4.4
Автоматические выключатели серии АЗ 700
172
4.4.1
Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии А3700
172
4.4.2
Выбор уставок автоматических выключателей серии
АЗ 700
181
4.4.2.1 Выбор уставок автоматических выключателей с
тепловыми и электромагнитными расцепителями
установленными в цепях электродвигателей
181
4.4.2.2 Выбор уставок защиты на селективных автоматических
выключателях с полупроводниковыми расцепителями 197
4.4.3
Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии АЗ700
202
4.5
Автоматические выключатели серии «Электрон»
211
4.5.1
Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии «Электрон»
211
4.5.2
Выбор уставок автоматических выключателей серии
«Электрон»
223
4.5.2.1 Выбор уставок срабатывания защиты от перегрузки
4.5.2.2 Выбор уставок срабатывания токовой отсечки
4.5.3
Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии «Электрон»
225
4.6
Автоматические выключатели серии ВА
228
4.6.1
Устройство и принцип действия автоматических
выключателей серии В А
228
4.6.2
Выбор уставок автоматических выключателей серии
В
А
4.6.2.1 Выбор уставок срабатывания токовой отсечки
4.6.2.2 Выбор уставок срабатывания защиты от перегрузки
4.6.3
Пример выбора уставок автоматических выключателей
серии ВА
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
2
3
5
235
247
247
249
254
265
270
ВЫ БОР КАБЕЛЕЙ И КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ В
О 1000 В СОБСТВЕННЫХ НУЖ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ
Учебное пособие
Технический редактор Е. А. Кабнасыроі
Ответствен1" ,й
1 •» п т -------Подписано в печать 03.05.2016 г.
Гарнитура Тішез.
Формат 60x90/16. Бумага офсетная.
Уел. печ. л. 17,03 Тираж 300 экз.
Заказ № 2794
Издательство «КЕРЕКУ»
Павлодарского государственного университета
им. С.Торайгырова
140008, г. Павлодар, ул. Ломова, 64
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
19 262 Кб
Теги
elektrostanciy, kabeley, apparatov, music, nujd, kommutacionnih, elektroustanovok, lenkor, sobstvennih, barukin, 4209, 1000, podstanciy, vibor
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа