Аппараты управления и защиты

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380…660В – предохрани-тели с плавкими вставками, автоматические воздушные выключатели магнитные пускатели. От защиты требуется кротчайшее время отключения и обеспечение се-лективности. Номинальные токи плавких вставок и токи срабатывания расцепите-лей автоматов должны быть минимально возможными, но не отключать цепь при запуске электродвигателей и при кратковременных перегрузках. Они разрывают цепь тока, когда величина его становится опасной для дальнейшей нормальной ра-боты элементов сети. Защитные аппараты устанавливаются в начале каждой ветви сети.

Расчет выбор аппаратов защиты и управления.

Определяем по номинальному току потребителей и току уставки автоматических выключателей и предохранителей.

При выборе автоматов должны соблюдаться следующие условия:

- сила номинального тока автоматически выключается I_н.а. и сила тока расцепителя I_y, должны быть больше расчетного тока:

I_н.а. ≥ I_р.; I_y ≥ I_р.

– уставка силы тока мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителе-ля I_у.м. принимается по пиковому току линии I_пик. или по пусковому току электро-приемника

I_у.э. ≥ 1, 25 I_пик (I_пуск)

Для ответвления к одиночному электродвигателю

I_пик = I_кр. = I_пуск,

где I_кр. – ток уставки комбинированного расцепителя; I_пуск – пусковой ток электро-двигателя

Для тепловых расцепителей с регулируемой, обратной зависимой от силы тока ха-рактеристикой должно соблюдаться условие:

I_у.т ≥ 1, 6 I_трас. ,

где I_у.т. – уставка тока теплового расцепителя.

Защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна при условии, за-щищаемые элементы установки должны быть выбраны с запасом по току, привы-шающим на 25% номинальный ток плавкой вставки. Плавкие вставки выдержи-вают токи на 30-50% выше номинальных токов, в течение часа.

Выбираем плавкие предохранители безъинерционные с ограниченной способ-ностью к перегрузкам, по номинальному току плавкой вставки I_в., при условия:

-сила номинального тока плавкой вставки I_в должна быть не меньше силы макси-мального тока данной цели в рабочем режиме I_р.:

I_в ≥ I_р.

для единичных электроприемников I_р. = I_н., для группы электроприемников I_р. = I_м.

-плавкая вставка не должна перегорать во время пуска самого крупного электрод-вигателя, подключенного к данной цепи:

I_в > I_пуск / k_n

где I_пуск – сила пускового тока наибольшего из двигателей и сила максимального расчетного тока цепи; k_n – коэффициент кратковременной перегрузки плавкой вставки, k_n = 2, 5 – для двигателей пускаемых без нагрузки, k_n = 2 – для двигателей пускаемых при наличии нагрузки на валу, k_n = 1, 6 – для сварных постов.

тем меньше, чем ближе он к защищаемому электроприемнику.

Рассчитаем ток плавкой вставки предохранителя для электродвигателя станка МРС номинальной мощностью Р_ном = 30 кВт и ток номинальный I_ном = 56 А

Рассчитаем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя

для электродвигателя станка МРС номинальной мощностью 30 кВт. Так как электродвигатель мы защитили от токов К.З., нам нужно выполнить защиту и от перегрузок, с помощью автоматического выключателя с комбинированным расцепителем:

I_у.э = 1, 25 * 56 = 89, 6 А

По справочнику выбираем автоматический выключатель типа А–3114/1 с но-минальной силой тока автоматического выключателя 100 А и номинальной силой тока расцепителя 100 А (А–3114/1 100 ∕ 100).

Аналогично рассчитываем токи: плавких вставок предохранителей и расцепи-телей автоматических выключателей для других электроприемников.

Определяем пусковой ток по формуле:

I_пус = k_i * I_ном

где k_i – кратность пускового тока (по таблице) равна 5, 7

I_пус = 5, 7* 56 = 319, 2 А

Определяем ток плавкой вставки

I_вст ≥ 319, 2 / 2, 5 = 127, 7 А

По справочнику выбираем предохранитель марки ПН-2 – 250 с током плавкой вставки 200 А (ПН-2 250/200).

Далее находим максимальный ток, I_max, А, по формуле:

I_max= .

Максимальный расчетный ток троллеи при работе одного крана

1.) Расчет кабеля выполняем по нагреву в продолжительном режиме работы.

Определяем номинальный ток, I_ном, А, по формуле:

,

где: I_ном-ток нормального режима работы электроустановки.

Сечение кабеля выбираем из условия I_доп ³ I_ном.

При расчете сети по нагреву сначала выбирают марку проводника в зависимости от характера помещения, его конфигурации и способа прокладки сети. Затем переходят к выбору сечения проводников по условию допустимых длительных токов по нагреву. Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравниваются расчетный ток и допустимый ток, при этом всегда соблюдается условие: I_p I_доп.

Расчётный ток Iр, А находим по формуле:

Выбираем провод для станка-P=13, 5 кВт:

Выбираем четырёхжильный провод ПВ(4*10) с I_н.д =55 А. Проводим проверку по условию I _ном I _{н. д}

I _ном = 40, 27 А I _{н. д} = 55 А,

Провод проходит по длительно допустимому току нагрева.

Для защиты электросетей от токов короткого замыкания и перегрузок устанавливают плавкие предохранители и автоматы.

Расчет аппаратов защиты для инструментального цеха определяем по номинальному току потребителей и току уставки автоматических выключателей и типу плавкой вставки предохранителей.

Номинальный ток находим по формуле:

I_p=P/(√ 3*U_ном* cosφ *ŋ).

Защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна лишь при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим примерно на 25% номинальный ток плавкой вставки. Плавкие вставки предохранителей выдерживают примерно токи на 30 – 50 % выше номинальных токов, в течении 1 часа.

Номинальный ток плавкой вставки определяем из условия:

I_пв I_д.

При выборе плавких вставок предохранителей для электродвигателей со значительными пусковыми токами, превышающими номинальные токи, вводится коэффициент снижения пускового тока, который при редких и легких пусках равен α =2, 5, при тяжелых пусках α =1, 6.

При защите линии единичного электродвигателя (насосов, вентиляторов), ток плавкой вставки находится из условия:

при тяжелом пуске I_пв I_пуск/1, 6,

при легком пуске I_пв I_пуск/2, 5.

Автоматические выключатели предназначены для замены рубильников и предохранителей. Включение автоматов производится вручную, а автоматическое отключение происходит при коротких замыканиях и перегрузках. Чтобы установить автоматический выключатель, необходимо знать ток срабатывания и установку выключателя.

Ток срабатывания – это наименьший ток, вызывающий отключение автоматического выключателя.

Уставка выключателя тока срабатывания – это настройка расцепителя автомата на заданный ток срабатывания.

Для защиты от коротких замыканий применяют автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем мгновенного действия и с выдержкой времени, обеспечивающей активность электросетей.

Чтобы обеспечить активность электросетей, защищаемых автоматическими выключателями, необходимо, чтобы выдержка времени защищаемого аппарата была тем меньше, чем ближе он к защищаемому электроприемнику.

Одновременная защита от перегрузок и коротких замыканий осуществляется применением автоматических выключателей с комбинированными расцепителями, то есть имеет электромагнитный и тепловой расцепитель.

При выборе автоматических выключателей должны соблюдаться следующие требования:

- автомат выбирается по напряжению до 500 В;

- номинальный ток автомата должен быть больше расчетного и должно выполняться условие I_ном.ав.≥ I_р.;

- уставка мгновенного срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя принимается по току линии или по пусковому току электрического приемника из условия:

I_уст≥ 1, 25*I_р;

- уставка тепловых расцепителей находится из условия: