Setzenergo.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита сетей глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями

Защита электрических сетей до 1000 В плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей. Преимущества и недостатки. Чувствительность и селективность

Электрическая сеть напряжением до 1 кВ является четырехпроводной сетью с глухозаземленной нейт­ралью. В такой сети основными видами повреждения являются короткие замыкания между фазами и отдельных фаз на землю.

Для защиты таких сетей используют плавкие предохранители и автоматиче­ские выключатели, снабженные устройствами токовой защиты.

Использование предохранителей является более дешевым и простым вариантом защиты. При за­щите от перегрузки они оказываются более экономически эффектив­ными.

Автоматические выключатели используются:

1. Если есть необходимость в устройствах автоматики АПВ и АВР.

2. Требуется обеспечить более быстрое по сравнению с плавкими предохранителями вос­становление питания

ЗАЩИТА ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ

Плавкая вставка предохранителя является токовой защитой с зависимой характеристикой выдержки времени. Она защищает элемент электроустановки от токов к. з. и от длительной перегрузки.

При выборе предохранителя F1 для защиты сети напряжением Uc следует учитывать условия Uпр.ном = Uс и Iпр.откл.>=Iк.max

Плавкая вставка выбирается по условиям:

где — максимальный рабочий ток, проходящий через предохранитель;

=1,1 . 1,25 — коэффициент отстройки.

Ток кратковременной перегрузки принимается большим из двух значений, рассчитанных:

1. Для случая пуска наиболее мощного электродвигателя и режима нормальной работы всех остальных потребителей, подключенных к защищаемой линии, по формуле

2. Для режима самозапуска оставшихся в работе электродвигателей, возникающего после отключения поврежденного потребителя, на­пример после отключения электродвигателя M1 предохранителем F2 (к. з. в точке К2),

Где — сумма максимальных рабочих токов всех потребителей, присоединенных к защищаемой линии без учета электродвигателя с наибольшим пусковым током;

— сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей; n — число потребителей;

т — число самозапускающихся электродвига­телей;

— коэффициент спроса, kc

Вы­бранные предохранители должны удовлетворять требованиям чув­ствительности и по возможности действовать селективно.

Чувствительность:

1. Номинальный ток плавкой вставки должен быть по крайней мере в три раза меньше минимального тока КЗ в конце защи­щаемого участка Iк min (для предохранителя F1 точка К1 на рисунке. В сетях напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейт­ралью расчетным при определении Iк min является замыкание меж­ду фазным и нулевым проводами. Ток КЗ

где — фазное напряжение сети, В;

— полное электрическое сопротивление трансформатора, питающего сеть, Ом;

—полное сопротивление петли фазной — нулевой провода линии, Ом.

2 Для сетей, защищаемых от перегрузки должно выполняться условие ; коэффициент определяется типом изоляции проводников и ус­ловиями их эксплуатации.

Селективность:

Если в сети установлено несколько последова­тельно включенных предохранителей, то при коротком замыкании в сети должен перегорать ближайший к точке КЗ предохранитель. На рисунке последовательно с предохранителем F1 включены предохранители F2—F6. Селективная работа предохранителей обеспечивается, если при коротком замыкании, например, в точке К2 плавкая вставка предохранителя F2 перегорит и разорвет дугу раньше, чем плавкая вставка предохранителя F1 нагреется до температуры плавления. Это возможно в том случае, если защитная характеристика 1 плавкой вставки предохранителя F1 располагается выше защитной характеристики 2 плавкой встав­ки предохранителя F2.

Для определения этого условия строится карта селективности.

Защита автоматами:

Автоматические выключатели выбираются по условиям:

где Кз=1,4

Автоматические выключатели снабжают специальными устройствами токовой релейной защиты, которые в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты с зависимой и не­зависимой выдержкой времени или в виде двухступенчатой и трех­ступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные, тепловые и полупроводниковые устройства защиты, которые называют рас­цепителями.

Автоматические выключатели, защита которых содержит все три ступени защиты или вторую и третью называются селективными.Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток Iа.ном, номинальное напряжение Uа.ном и номинальный ток отключения Йа.откл.

Номинальным током отключения называется наи­больший ток, который выключатель способен отключить.

Расцепи­тель характеризуется номинальным током Iрц.ном, током срабатывания Iс.з. и выдержкой времени tс.з. каждой ступени. Номинальным током расцепителя на­зывается наибольший ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя.

С помощью тепловых расцепителей выполняется максимальная токовая защита. Сочетание теплового расце­пителя с электромагнитным мгновенного действия позволяет вы­полнить двухступенчатую токовую защиту, содержащую первую и третью сту­пени. При перегрузках защита действует с зависимой выдержкой времени, а при коротких замыканиях — без выдержки времени. Такое устройство защиты можно назвать комбинированным расцепителем. Основные принципы выбора параметров токовой защиты сохраняются и при выпол­нении защиты расцепителями автоматических выключателей.

Читать еще:  Выключатель ва47 29 40a

Общим для всех автоматических вы­ключателей является соблюдение следующих требований:

1. Номинальное напряжение Uа.ном должно быть не ниже напря­жения сети.

2. Номинальный ток отключения должен быть больше максимального тока КЗ.

3. Номинальный ток расцепителя Iрц.ном выбирается больше максимального рабочего тока Iраб.max

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .

Электроустановки стройплощадок — Защита электрических сетей напряжением до 1000 В

Содержание материала

  • Электроустановки стройплощадок
  • Электродвигатели
  • Трансформаторы
  • Крановое хозяйство
  • О ремонтах
  • Способы сварки
  • Требования к сварочным
  • Экономия при сварке
  • Термообработка бетона
  • Сущность термообработки
  • Выбор термообработки
  • Электропрогрев бетона
  • Экономия термообработки
  • Использование электроэнергии
  • Требования к осветительным
  • Освещение мест работ
  • Освещение при возведении
  • Освещение внутри зданий
  • Переносные светильники
  • Электроснабжение
  • Источники электроснабжения
  • Инвентарные устройства
  • Электросети до 1000 В
  • Кабельные сети
  • Сварочные сети
  • Выводы электроснабжение
  • Отношения с энергоснабжающей
  • Коэффициент мощности
  • Защита сетей до 1000В
  • Пускатели и выключатели
  • Предохранители
  • Защита электродвигателей
  • Учет расхода
  • Организовазация учета
  • Пункты установки счетчиков
  • Вопросы электробезопасности
  • Передвижное оборудование
  • Переносное оборудование
  • Безопасность при сварочных
  • Безопасность с освещением
  • Безопасность при бетонных
  • Безопасность — сети
  • Защитные средства
  • При поражениях током

ГЛАВА IX
АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ И УПРАВЛЕНИЯ

  1. Защита электрических сетей напряжением до 1000 в

Аппараты защиты и управления по своим номинальным данным (напряжение, ток, частота включений, режим работы, механическая и электрическая износоустойчивость) должны соответствовать условиям работы в проектируемой установке.
На строительных площадках наиболее широко распространены электрические сети с глухозаземленной нейтралью.
В таких сетях защита должна обеспечивать отключение аварийного участка при одно- и многофазных коротких замыканиях с наименьшим временем отключения.
Сети внутри помещений должны быть защищены от перегрузки.
Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков сети или номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапу- ске и т. п.).
Эти аппараты не должны перегреваться сверх нормы при режиме их фактической нагрузки. Они должны отключать защищаемый элемент установки при ненормальных режимах по возможности с обеспечением требований избирательности действия.
Аппараты следует располагать в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы были исключены возможности их механических повреждений, опасность для обслуживающего персонала и окружающих предметов.
В сетях, защищенных только от токов короткого замыкания (не требующих защиты от перегрузки), можно не выполнять расчетной проверки кратности тока короткого замыкания, если обеспечено условие, по которому защитные аппараты по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам (ПУЭ, гл. 1—3) имеют кратность не более:
300% номинального тока плавких вставок предохранителей;
150% тока уставки автоматического выключателя, имеющею только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечка);
100% номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки).

При выборе типов аппаратов защиты от короткого замыкания необходимо учитывать следующее.

Автоматические выключатели более удобны для оперирования. Они одновременно отключают все фазы, что исключает возможность работы двигателей на двух фазах; в сетях с резко изменяющимися нагрузками (пики нагрузки) и пусковыми токами надлежащим выбором типа выключателя достигается защита при меньших значениях тока перегрузки, чем с помощью плавких предохранителей. Однако обычные автоматические выключатели не ограничивают величины пропускаемых ими токов короткого замыкания, вследствие чего элементы защищаемых ими установок должны выбираться и проверяться по полному значению ожидаемого тока короткого замыкания; выключатели на малые номинальные токи практически невозможно выполнить устойчивыми к большим токам короткого замыкания, как современные насыпные плавкие предохранители; с помощью обычных выключателей практически невозможно осуществить надежную селективную защиту на всем диапазоне токов перегрузок и короткого замыкания; они всегда значительно дороже плавких предохранителй, кроме того требуют большей квалификации обслуживающего персонала.
Плавкие предохранители не исключают возможности отключения только одной (неисправной) фазы и, следовательно, работы двигателя на двух фазах; защита от перегрузок получается грубой.
Предохранители надежно защищают от токов короткого замыкания, обеспечивают надежную селективность действия, для их эксплуатации не требуется персонал высокой квалификации, они дешевле выключателей.
В электроустановках строительных площадок рекомендуется применять преимущественно плавкие предохранители с наполнителем.
Предохранители с закрытой плавкой вставкой, но без наполнителя (например, по типу ПР-2), можно применять только:
в цепях постоянного тока более 250 а;
в небольших, преимущественно передвижных установках, где организация качественной перезарядки патронов предохранителей с наполнителем затруднена (в частности, в электроустановках строительных площадок).
При выборе аппаратов защиты от перегрузок необходимо учитывать следующее.
Защиту от перегрузок в установках напряжением до 1000 в рекомендуется осуществлять с помощью тщательно подобранных и отрегулированных тепловых реле, встроенных в магнитные пускатели. При отсутствии магнитных пускателей могут быть использованы отдельные тепловые реле, пристраиваемые к контакторам.

Читать еще:  Выключателя с розеткой внутри

Защита от перегрузок мощных электродвигателей может предусматриваться тепловыми реле, включенными через трансформаторы тока, либо соответствующими электромагнитными реле с обратно зависимыми защитными характеристиками.
Рубильники допускается применять для непосредственного включения на полное напряжение сети и для отключения корткозамкнутых электродвигателей при условии, что мощность двигателя не превышает 10 кВт, а номинальный ток рубильника превышает номинальный ток двигателя по меньшей мере в 2,5 раза. Эти рубильники должны иметь боковую рушнику для управления и быть заключены в сплошные кожухи. предохраняющие персонал от ожогов.
Таблица 23

Защита сетей глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Для защиты ЛЭП от КЗ на землю (одно- и двухфазных) применяется РЗ, реагирующая на токи и мощности нулевой последовательности (НП). Эта РЗ осуществляется более просто и имеет ряд преимуществ по сравнению с рассмотренной выше МТЗ, реагирующей на полные токи фаз. Защиты НП выполняются в виде МТЗ НП и отсечек как простых, так и направленных.

Векторные диаграммы токов и напряжений при однофазном КЗ приведены на рис.1.6. При однофазном КЗ ток НП в месте повреждения Iок равен 1/3 тока КЗ в поврежденной фазе и совпадает с ним по фазе, а напряжение Uок вточке КЗ равно 1/3 геометрической суммы напряжений неповрежденных фаз.

МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Схема и принцип действия защиты. Ненаправленная МТЗ НП применяется в сети с односторонним питанием места КЗ током I0, т.е. при расположении трансформаторов с заземленной нейтралью с одной стороны защищаемого участка. Функциональная схема этой РЗ состоит из одного ИО – пускового токового реле КАО (рис.8.4, а, б), реле времени КТ и исполнительного реле KL. Реле тока КАО включено на фильтр тока НП, в качестве которого используется нулевой провод ТТ, соединенных по схеме полной звезды. Ток в КАО равен геометрической сумме вторичных токов трех фаз:

ТОКОВЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ЗАЩИТЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

В сетях с заземленными нейтралями, расположенными с обеих сторон рассматриваемого участка, селективное действие МТЗ НП можно обеспечить только при наличии органа направления мощности. Направленные МТЗ НП (НТЗ НП) действуют при КЗ на защищаемой ЛЭП и не работают при повреждениях на всех остальных присоединениях, отходящих от данной подстанции. Такое поведение НТЗ НП обеспечивается с помощью РНМ KW0,реагирующего на знак (направление) мощности НП при КЗ. Выдержки времени на защитах НТЗ НП, действующих при одном направлении мощности, должны выбираться по ступенчатому принципу. Структурная схема направленной защиты НП приведена на рис.8.5, а.

ОТСЕЧКИ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Назначение, принцип действия и разновидности отсечек. Для ускорения отключения КЗ на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью применяются отсечки, реагирующие на ток НП. Принцип действия их такой же, как и у отсечек, реагирующих на фазный ток (см. гл. 5). Отсечки НП выполняются направленными и ненаправленными, мгновенными и с выдержкой времени. Токовые ненаправленные отсечки НП применяются на ЛЭП с односторонним питанием КЗ токами I0 т.е. там, где заземленные нейтрали трансформаторов расположены с одной стороны ЛЭП.

Читать еще:  Концевой выключатель с усиком

Схема отсечки с выдержкой времени выполняется так же, как и для МТЗ НП, по структурной схеме на рис.8.4. Отсечка без выдержки времени выполняется по той же схеме, но без реле времени КТ.

СТУПЕНЧАТАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

В сетях 110 кВ и выше большое распространение получила ступенчатая НТЗ НП, а на радиальных ЛЭП с односторонним питанием током I0 и ненаправленная МТЗ НП. Ступенчатая РЗ состоит из сочетания отсечек без выдержки и с выдержкой времени и МТЗ НП. ЧЭАЗ выпускает эту РЗ в комплекте с дистанционной РЗ типа ЭПЗ-1636 и с дистанционной РЗ на ИМС – типа ЩДЭ-2801. Схема и характеристика подобной 4-ступенчатой НТЗ НП приведены на рис.8.9 и 8.10.

ВЫБОР УСТАВОК ТОКОВЫХ ЗАЩИТ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Ненаправленные отсечки нулевой последовательности. Как уже отмечалось выше, токовые ненаправленные защиты НП применяются на ЛЭП с односторонним питанием места КЗ токами I0 там, где заземленные нейтрали трансформаторов расположены с одной стороны линии (рис.8.11, а).

4. Защита электрических сетей и электроприемников напряжением

Цель занятий. Изучить виды защит в электроустановках напряжением до 1 кВ. Приобрести навыки выбора плавких предохранителей, автоматических выключателей, тепловых реле.

Краткие теоретические сведения. Основными видами защит электрических сетей и электроприемников напряжением до 1 кВ являются защиты от перегрузки и токов короткого замыкания (КЗ). Защита от токов КЗ должна осуществляться для всех электрических сетей и электроприемников.

В качестве аппаратов защиты применяются автоматические выключатели и предохранители.

Для защиты электродвигателей от перегрузки и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз, применяются также тепловые реле магнитных пускателей.

Выбор аппаратов защиты (предохранителей, автоматов) выполняется с учетом следующих основных требований:

Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи.

Номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей необходимо выбирать по возможности меньшими по длительным расчетным токам с округлением до ближайшего большего стандартного значения.

Аппараты защиты не должны отключать установку при кратковременных перегрузках, возникающих в условиях нормальной работы, например, при пусках электродвигателей.

Время действия аппаратов защит должно быть по возможности меньшим и должна быть обеспечена селективность (избирательность) действия защиты при последовательном расположении аппаратов защит в электрической цепи.

Ток защитного аппарата (номинальный ток плавкой вставки, номинальный ток или ток срабатывания расцепителя автомата) должен быть согласован с допустимым током защищаемого проводника.

Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение в конце защищаемого участка двух- и трехфазных КЗ при всех видах режима работы нейтрали сетей, а также однофазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Надежное отключение токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ обеспечивается в том случае, если отношение наименьшего однофазного расчетного тока КЗ ( ) к номинальному току плавкой вставки предохранителя (Iн.вст) или расцепителя автоматического выключателя (Iн.р), имеющего обратнозависимую от тока характеристику будет не менее 3, а во взрывоопасных зонах соответственно:

(4.1)

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), для автоматов с номинальным током до 100 А кратность тока КЗ относительно уставки тока мгновенного срабатывания (Iер.р) должна быть не менее 1,4, а для автоматов с номинальным током более 100 А — не менее 1,25.

Однако, в сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки), за исключением протяженных сетей, допускается не выполнять расчетной проверки кратности токов КЗ к токам защитных аппаратов, если обеспечено согласование защитного аппарата с допустимым током защищаемого проводника.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector