Методичні вказівки до виконання роботи. Автоматичні вимикачі (автомати) - більш досконалі захисні апарати в порівнянні з запобіжниками

Автоматичні вимикачі (автомати) - більш досконалі захисні апарати в порівнянні з запобіжниками. Вони призначені для захисту електроустановок напругою від коротких замикань (електромагнітні розчіплювачі) і перевантажень (теплові розчіплювачі). В окремі типи автоматів можуть бути вмонтовані незалежні і або мінімальної напруги. Автомати також використовують для нечастих оперативних вмикань і вимикань електроустановок.

Автомати дорожчі запобіжників, більш складні по конструкції, мають більші габаритні розміри. Водночас ряд суттєвих переваг автоматів в порівнянні із запобіжниками (можливість швидкого включення після спрацювання, більш стабільні характеристики, можливість виконання окремих типів автоматів з нульовим захистом від зниження напруги, одночасне відключення всіх трьох фаз та ін.) обумовили їх широке застосування в електроустановках різного призначення.

В даний час найбільш широко використовують автоматичні вимикачі серій А3700, АЕ20М, АП50Б, ВА51 і ВА52. Технічні дані окремих типовиконань автоматичних вимикачів наведено в додатку 23.

При розрахунку мереж спочатку вибирають автоматичні вимикачі, а потім визначають площі січення проводів і кабелів. Автоматичні вимикачі вибирають за такими умовами:

де U_н.а. U_н.у.- відповідно номінальні напруги автомата і електроустановки, В;

І_н.а., І_н.у.- відповідно номінальні струми автомата і електроустановки, А;

І_н.т.р.- номінальний струм теплового розчіплювала автомата, А;

І_р.- робочий струм електроустановки, А;

k_н.m- коефіцієнт надійності, Який враховує розкид по струму спрацювання теплового розчіплювала (приймають в межах 1,1...1,3);

І_с.е.р- струм спрацювання відсічки електромагнітного розчіплювача, А;

І_р.max- максимальний робочий струм електроустановки, А;

k_н.e- коефіцієнт надійності,який враховує розкид по струму електромагнітного розчіплювала і пускового струму електродвигуна (приймають 1,25);

І_гр.від- граничний включає мий автоматом струм, А;

І_{к.з. max}- максимальний струм короткого замикання в місці встановлення автомата, А:

де U_н- номінальна напруга мережі, В;

z_m - опір трансформатора, приведений до напруги 400 В, Ом;

z_л – опір лінії від шин 0,4 кВ підстанцій до місця встановлення автомата, Ом.

При виборі площі січення проводів і кабелів, захищених автоматичними вимикачами необхідно, у відповідності до правил влаштування електроустановок, дотримуватись наступних умов.

Допустимий струм для провідників з полівінілхлоридною, гумовою і подібною по теплових властивостях ізоляцією, які прокладають в пожежонебезнечних і вибухонебезпечних приміщеннях, а також для освітлювальних мереж житлових, громадських і службово-побутових приміщень, при захисті їх від перевантаження і коротких замикань:

- для вимикачів, які мають тільки електромагнітний розчіплювач (відсічку):

- для вимикачів, які мають тепловий або комбінований розчіплювач:

де І_{у а} - струм уставки автоматичного вимикача, А.

Допускається для тих же провідників і вимикачів, які прокладають у пожежо-і вибухобезпечних приміщеннях:

Умови необхідно також дотримуватись:

- для кабелів з паперовою ізоляцією і вимикачів, які мають тільки відсічку;

- для провідників всіх марок і вимикачів з неурегульованою обернено залежною від струму характеристикою теплового розчіплювана, з відсічкою або без неї;

- для провідників з полівінілхлоридною, гумовою і аналогічною за тепловими властивостями ізоляцією і вимикачів з регульованою обернено залежною від струму характеристикою теплового розчіплювана.

Для кабелів з паперовою ізоляцією, ізоляцією із вулканізованого поліетилену і автоматів, які мають регульовану обернено залежну від струму характеристику теплового розчіплювана, виконують умову:

Але відповідний тривало допустимий струм повинен бути не менше розрахункового, тобто повинна виконуватись умова:

де k — поправочний коефіцієнт, який враховує невідповідність дійсних умов з прийнятими при складанні таблиць тривало допустимих струмів:

де k_n1 -поправочний коефіцієнт на температуру навколишнього середовища;

k_n2 - поправочний коефіцієнт на кількість прокладених проводів, кабелів;

к_n3 - коефіцієнт, який враховує повторно-короткочасний режим роботи електроспоживачів, прокладання в особливому грунті і інше.

Якщо умова не виконується, то вибирають найближчу більшу площу поперечного січення провідника.

На відгалуженняхдо електродвигунів з короткозамкнутим ротором у вибухо-небезпечних зонах:

а у вибухонебезпечних:

Для всіх провідників, які прокладені до електродвигунів,необхідно також щоб викон у вались умови:

-для автоматичних вимикачів, які мають тільки відсічку

-для автоматичних вимикачів з нерегульованою обернено залежною від струму характеристикою при будь якому струмі уставки відсічки, якщо вона є

Розглянувши вимоги правил влаштування електроустановок можна встановити, що в якості захисних апаратів доцільно застосовувати автоматичні вимикачі з комбінованими розчіплювачами. Вибір автоматичних вимикачів з одним електромагнітним розчіплювачем при захисті мережі, в якій є пускові струми, від коротких замикань і перевантажень призводить до значного завищення площі січення провідників.

Приклад 3. Від розподільчого пункту РІІ (рис. 3.1) до силового щита РЩ кабель з мідними жилами в землі, де температура рівна +20°С. В приміщенні з температурою +25°С від щита РЩ до електродвигунів прокладено проводи з алюмінієвими жилами і полівінілхлоридною ізоляцією в трубах. Освітлювальна магістраль виконана кабелем з алюмінієвими жилами, який прокладений відкрито. Напруга мережі 380/220В. Характеристика електроспоживачів наведена в таблиці 3.1.

Вибрати автоматичні вимикачі з комбінованими розчіплювачами, площу поперечного перерізу проводів і кабелів для електричної мережі.

Таблиця 3.1. Характеристика споживачів до прикладу 3

Рис.3.1. Розрахункова схема електромережі до прикладу З.

РІШЕННЯ

ЛІНІЯ РЩ-Росв.

Робочий струм лінії:

Номінальний струм вставки теплового розчіплювача вибираємо за умовою:

.

Приймаємо автоматичний вимикач (QF4) типу ВА51-25-340010030УХЛ3 з нерегульованою обернено залежною від струму характеристикою теплового розчіплювала і струмом спрацювання електромагнітного розчіплювала (відсічка) .

Січення струмоведучих жил кабеля визначаємо за умовами:

За додатком 3 (для трижильних кабелів з алюмінієвими жилами, які прокладені відкрито) з врахуванням мінімально допустимого січення струмоведучих жил визначаємо найближче більше значення допустимого струму:

Даному значенню тривало допустимого струму відповідає січення струмопровідних жил q=2,5 мм². Отже, приймаємо кабель марки АВВГ(4х2,5).

ЛІНІЯ РЩ-М2

Робочий струм електродвигуна М2:

Пусковий струм електродвигуна:

Струм уставки теплового розчіплювала автомата вибираємо за умовою:

Струм спрацювання електромагнітного розчіплювача вибираємо за умовою: .

Приймаємо автоматичний вимикач (QF3) типу ВА51Г25-340010РЗ0УХЛ3 з регульованою обернено залежною від струму характеристикою теплового розчіплювача і струмом спрацювання електромагнітного розчіплювача- .

Теплові розчіплювачі даного автоматичного вимикача можуть регулювати силу струму неспрацювання в межах (0,8...1) І_н.т.р.. Визначаємо кратність сили струму уставки автомата:

.

Переріз струмоведучих жил проводів визначаємо за умовами:

.

За додатком 1 з врахуванням мінімально допустимих перерізів струмоведучих жил проводів в електропроводках (для трьох одножильних проводів з алюмінієвими жилами, які прокладені в одній трубі) визначаємо найближче більше значення тривало допустимого струму:

Даному значенню допустимого струму відповідає переріз струмоведучих жил q=2,0 мм². Отже, приймаємо прокладання проводів АПВ4(1х2,0).

ЛІНІЯ РЩ-М1

Приймаємо автоматичний вимикач (QF2) типу ВА51Г25-340010РЗ0УХЛ3 з даними: і .

.

Переріз струмоведучих жил проводів визначаємо за умовами:

За додатком 1 (для трьох одножильних проводів, які прокладені в одній трубі) визначаємо найближче більше значення тривало допустимого струму:

.

Даному значенню допустимого струму відповідає переріз струмоведучих жил q=2,0 мм². Отже, приймаємо прокладання проводів АПВ 4(1х2,0).

ЛІНІЯ РП-РЩ

Робочий струм лінії:

.

Максимальний робочий струм лінії:

Приймаємо автоматичний вимикач (QF1) типу ВА51-31-340010Р30УХЛ3 з даними і

Переріз струмоведучих жилкабеля, з врахуванням температури землі , вибираємо за умовами:

За додатком 2(трижильні прокладені в землі) визначаємо найближче більше значення тривало допустимого струму:

Даному визначенню допустимого струму відповідає переріз струмоведучих жил q=2,5 мм². Отже, приймаємо прокладання кабеля ВВБ(4х2,5).

Таблиця 3.2. Зведена таблиця розрахунків до прикладу 3.

Умова завдання. Від розподільчого пункту РІІ (рис. 3.2) до силового щита РІЦІ прокладено кабель з мідними жилами в землі, температура землі рівна +5°С. Від силового щита РІЦІ до силового щита РЩ2, які знаходяться в приміщенні, відкрито прокладено кабель з алюмінієвими жилами. Температура повітря в приміщенні +25°С. Від щитів РЩ1 і РЩ2 до електродвигунів прокладено проводи з алюмінієвими жилами в трубах. Освітлювальна магістраль виконана проводами з мідними жилами, які прокладено відкрито. Напруга мережі живлення 380/220 В. Характеристика електроспоживачів наведена в таблиці 3.3.

Вибрати автоматичні вимикачі з комбінованими розчіплювачами, площу поперечного перерізу проводів і кабелів для електричної мережі.

Рис. 3.2. Розрахункові схеми електричної мережі до практичної роботи №3

Таблиця 3.3. Варіанти завдань до практичної роботи №3.

Питання для самоконтролю

1.Які переваги автоматичних вимикачів перед запобіжниками?

2.Як визначити струм уставки теплового і електромагнітного розчіплювачів автоматичного вимикача для електродвигуна?

3.Які умови вибору площі перерізу проводів на відгалуженнях до електродвигуна?

4.Як перевірити неспрацювання електромагнітного розчіплювачавимикача при пуску електродвигуна?

5.На що вказує: буква Г в вимикачах серій ВА51 і ВА52?

6.В якій послідовності виконують розрахунки при виборі уставок струмів вимикачів і площі перерізу проводів?

Поиск по сайту: