Критерий выбора автоматических выключателей

Основными показателями на которые ссылаются при выборе автоматов являются:

· • количество полюсов;

· • номинальное напряжение;

· • максимальный рабочий ток;

· • отключающая способность (ток короткого замыкания).

1#. Количество полюсов

Количество полюсов автомата определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют однополюсные или двухполюсные. Для трехфазной сети применяют трех- и четырехполюсные (сети с системой заземления нейтрали TN-S). В бытовых секторах обычно используют одно- или двухполюсные автоматы.

2#. Номинальное напряжение

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата должно быть равным или большим номинальному напряжению сети :

3#. Максимальный рабочий ток

Максимальный рабочий ток. Выбор автоматов по максимальному рабочему току заключается в том чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя) был больше или равен максимальному рабочему (расчетному) току который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок:

Чтобы узнать максимальный рабочий ток для участка сети (например для квартиры) нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем мощность всех приборов, которые будут подключатся через данный автомат (холодильник, телевизор, св-печь и т.п.).Величину тока из полученной мощности можно найти двумя способами: методом сопоставления или по формуле.

Для сети 220 В при нагрузке в 1 кВт, ток составляет 5 А. В сети с напряжением 380 В величина тока для 1 кВт мощности составляет 3 А. С помощью такого варианта сопоставления можно найти ток через известную мощность. К примеру, суммарная мощность в квартире получилась 4.6 кВт, ток при этом равен примерно 23 А. Для более точного нахождения тока можно воспользоваться известной формулой:

Для бытовых электроприборов .

4#. Отключающая способность

Отключающая способность. Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток который автомат способен отключить был больше тока короткого замыкания в точке установки аппарата: Номинальный ток отключения это наибольший ток к.з. который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

При выборе автоматов промышленного назначения их дополнительно проверяют на:

• электродинамическую стойкость:

• термическую стойкость:

Автоматические выключатели выпускаются с такой шкалой номинальных токов: 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А.

В жилых секторах (дома, квартиры) как правило устанавливают двухполюсные автоматы с номиналом в 16 или 25 А и током отключения 3 кА.

12) Требования по видам прокладки, марок кабелей и проводов изложены в [9, 13, 15]. При выборе марок кабелей и проводов следует руководствоваться [9]. Для присоединения к неподвижным электроприёмникам, как правило, следует применять кабели и провода с алюминиевыми жилами. Кабели и провода с медными жилами следует применять при открытой прокладке в чердаках со строительными конструкциями из горючих материалов и за подвесными потолками из горючих материалов, для присоединения к переносным, передвижным и установленным на виброизолирующих опорах электроприёмникам, а также в случаях, оговоренных ПУЭ.

Сечения проводов, жил кабелей и шин выбирают по следующим показателям [4, 7]:

– по нагреву длительно допустимым током;

– по нагреву кратковременным током КЗ;

– по падению напряжения от источника до приемника;

– по механической прочности;

– по экономической плотности тока.

При выборе по условию нагрева сечение проводов и кабелей напряжением до 1 кВ выбирается в зависимости от длительно допустимой токовой нагрузки [4]:

, (6.1)

где I _р – расчетный ток нагрузки; I _н.доп. – длительно допустимый ток на провода, кабели и шинопроводы (табл. 6.1–6.6); К ₁ – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей (табл. 6.7); К ₂ – поправочный коэффициент на число работающих кабелей, лежащих рядом в земле в трубах или без труб (табл. 6.8).

Расчетный ток нагрузки для одного двигателя

. (6.2)

Для магистрали (фидера), по которой передается энергия для нескольких потребителей, I _р определяется

, (6.3)

где S _р – расчетная мощность группы потребителей.

Определив сечение провода, кабеля, находят по справочникам его марку

Проверка сечения S проводов и кабелей по условию допустимой потери напряжения. Она производится, главным образом, для осветительных сетей и для силовых сетей при сравнительно большой их протяженности.

Сечение проводов для трехфазной сети с сосредоточенной нагрузкой в конце линии, мм²:

, (6.4)

где Р _р – расчетная нагрузка, кВт;

U _н – линейное напряжение, В;

D U – допустимая потеря напряжения, %;

l – общая длина линии, м;

s – удельная проводимость, в расчетах принимается для алюминия 34, 5 м/(Ом× мм²), для меди 57 м/(Ом× мм²).

Допустимую потерю напряжения D U от шин подстанции до наиболее отдаленной нагрузки можно принимать:

– для силовых сетей ±5 %;

– для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий от +5 до –2, 5 %;

– для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5 %.

В приведенных выше расчетах линий переменного тока (6.4 и 6.5) сделано допущение, что провод линии обладает только активным сопротивлением.

Сечение провода с учетом активного и индуктивного сопротивлений

мм², (6.6)

где – потеря напряжения в активном сопротивлении, %;

D U_р – потеря напряжения в индуктивном сопротивлении, %;

, (6.7)

где – реактивная мощность, кВ∙ Ар;

S_р – полная нагрузка, кВ∙ А;

l – длина линии, км;

Х ₀ – индуктивное сопротивление проводов, Ом/км (табл. 6.9).

Сечения проводников сетей должны быть проверены по экономической плотности тока [9, 13]. В расчетах электрических сетей до 1 кВ фактор экономической плотности тока не учитывается.

13) В условиях действующего производства мероприятия по энергосбережению, связанные, например, с заменой малозагруженного оборудования оборудованием меньшей мощности, в настоящее время неэффективны, а для большинства предприятий невозможны по экономическим причинам.
Значительную роль в снижении потерь электроэнергии в промышленности играет рациональная компенсация реактивной мощности. Основная нагрузка потребляется электроприемниками напряжением до 1 кВ, поэтому наибольший эффект от компенсации реактивной мощности следует ожидать при компенсации в цеховых сетях. Компенсация реактивной мощности может дать эффект предприятию в связи с принятой /33/ системой оплаты электроэнергии. Выбор способов компенсации, компенсирующих устройств должен проводиться на основании либо сравнения многих вариантов сочетаний технических решений, либо на основе оптимизации компенсации в общем виде. Большое количество электрооборудования в современных цехах промышленных предприятий и сложность схем электроснабжения определяют необходимость применения вычислительной техники для расчета режимов цеховых сетей методами, известными в электроэнергетике, но не адаптированными для низковольтных сетей
14) Применение трансформаторов приводит к потерям энергии. Путем правильного выбора оборудования и рабочего напряжения можно сократить число необходимых трансформаторов и уменьшить потери энергии. Следует помнить, что если трансформаторы эксплуатируются потребителем, то он оплачивает соответствующие потери энергии. В целом лучше заказать оборудование с электродвигателями нужного напряжения, даже если это обойдется дороже, чем устанавливать специальные трансформаторы [1].

Потери энергии характерны для всех систем распределения электроэнергии главным образом благодаря потерям активной мощности и потерям в трансформаторах. Правильные проектирование и эксплуатация электрических систем позволяют не только свести к минимуму потери энергии, но и обеспечивают снижение затрат на электроэнергию. Потери энергии вызываются наличием включенных трансформаторов даже при отсутствии нагрузки. Неиспользуемое оборудование должно быть отключено[1].

Низкие коэффициенты мощности в дополнение к значительным потерям напряжения в сети и увеличению размеров штрафов, налагаемых энергоснабжающими компаниями, могут привести к росту потерь энергии и стоимости электроснабжения. Необходимо провести исследования электроэнергетической системы, а также изучить возможности использования конденсаторов для изменения значений коэффициента мощности. Для предприятий, неэффективно расходующих энергию, это позволит в некоторых случаях достичь экономии в размере 10—15% [1].

Коэффициент загрузки представляет собой еще один параметр, характеризующий способность предприятия эффективно использовать электроэнергию. Уменьшение нагрузки, позволяющее приблизить это отношение к единице без снижения уровня производства, приводит к повышению экономичности работы предприятия [1].

Снижение пиковых нагрузок. Большая часть второстепенных нагрузок может быть отключена в периоды пиков без перерыва производственного процесса [1].

С 2000 г. внедряется новая серия трансформаторов напряжением 35 кВ мощностью 1000... 6300 кВ·А. Масса трансформаторов новой серии и потери холостого хода снижены в среднем на 20% [4].