2.3. Задание №3

В задании рекомендуется для защиты отдельных ЭП использовать плавкие предохранители, а на линиях к РП – автоматические выключатели с комбинированным расцепителем [1,3,8]. Следует выбрать защитные аппараты для ЭП23, РП3 и на вводе 0,4 кВ ЦТП.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя, защищающего асинхронные электродвигатели (АД), выбирается по двум условиям:

I_{ПВ НОМ} ≥ I_Мj,

I_{ПВ НОМ} ≥ I_ПИК / К ,

где I_Мj - расчётный ток соответствующего уровня нагрузки, А; I_ПИК – пиковый ток, А; К = 1,6…2,5 – коэффициент, учитывающий условия пуска.

Для одного АД:

I_Мj = I_{АД НОМ} ,

I_ПИК = I_ПУСК = К_П*I_{АД НОМ} ,

где К_П - кратность пускового тока.

Для группы АД:

I_Мj = IмII,

I_ПИК = I_М + I^нб_ПУСК - К_И*Км*I^нб_{АД НОМ} ,

где I^нб_ПУСК , I^нб_{АД НОМ} - соответственно пусковой и номинальный ток наибольшего по мощности АД в группе, А.

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя I_{Р НОМ} и ток срабатывания отсечки (уставка электромагнитного расцепителя) I_ЭМ выбираются по условиям:

I_Р ≥ Кз*I_Мj,

I_ЭМ ≥ К_З*I_ПИК ≤ I_{К min} / К_Ч,

где К_З - коэффициент запаса, принимаемый по паспортным данным выключателя (К_З ≈1,1…1,2); I_{К min} - минимальный ток КЗ в конце защищаемой зоны, А; К_Ч- коэффициент чувствительности.

Обычно I_{К min} = I_K⁽¹⁾. В этом случае К_Ч ≥ 1,25 для автоматов с I_{Р НОМ} ≥ 100 А, К_Ч ≥ 1,4 для автоматов с I_{Р НОМ} < 100 А [1,8].

Аналогичная проверка проводится и для предохранителей. Если защита осуществляется от токов КЗ и перегрузки, то К_Ч ≥ 3 и, кроме того, I_ДД ≥ I_{ПВ НОМ}, где I_ДД - длительно допустимый ток защищаемой линии. Если предохранитель защищает сеть только от токов КЗ, то указанные условия необязательны при I_{ПВ НОМ} ≤ 3*I_ДД.

Для выполнения проверки чувствительности защитных аппаратов следует провести расчёт токов короткого замыкания в цеховой электрической сети напряжением до 1000В [1,3,9,10,11].

Влияние электродвигателей, непосредственно связанных с точкой короткого замыкания, в контрольном задании допускается не учитывать.

Значения R, Х элементов системы электроснабжения принимаются в соответствии с [3,5,9,11], а сопротивление дуги R_Д определяется по [9] или принимается R_Д = 15 мОм [8].

Начальное действующее значение тока трехфазного КЗ от источника питания:

I_KG = U_{СР НОМ} / √3 *√(R_1∑ )² + (X_1∑ )²,

где U_{СР НОМ} - среднее номинальное напряжение, В; R_1∑ , X_1∑ - суммарное активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности, мОм.

Начальное действующее значение тока однофазного КЗ без учета подпитки от АД рассчитывается по формулам:

I_K⁽¹⁾ = √3*U_{СР НОМ} / √(2 xR_1∑ + R_0∑ )² + (2*X_1∑ + X_0∑)²,

I_K⁽¹⁾ = √3*U_{СР НОМ} / √(R_Т⁽¹⁾ + 3*R_ФО + R_Д )² + (X_Т⁽¹⁾ + 3*X_ФО)²,

где R_0∑, X_0∑ - суммарные сопротивления нулевой последовательности.

В контрольном задании для сети 0,4 кВ достаточно рассчитать ток короткого замыкания в точках, указанных на рис.1 (на шинах 0,4 кВ ЦТП, на вводе РП3 и на ЭП23). В соответствии с этим следует проверить по чувствительности защитные аппараты QF1, QF3, F23. Если требования [1] не выполняются, необходимо провести дополнительные расчёты [3…8]. Например, для увеличения I_K⁽¹⁾ изменить сечение проводников соответствующих участков электрической сети и повторить расчёты. Результаты расчёта сводятся в таблицу П9.