Построение карты селективности действия аппаратов защиты

 

В сетях напряжением до 1 кВ, как и в сетях выше 1 кВ, необходимо обеспечить селективность действия защиты. Число ступеней защиты должно быть не более трех-четырех: ответвления к ЭП, распределительному шкафу или шинопроводу и магистраль от трансформатора. Например, как показано на рис. 4.5, при повреждении одного из ЭД должен сработать его предохранитель П₄, отключив только поврежденный ЭП, при повреждении на линии должен сработать предохранитель П₃, а не П₂. Селективность в работе предохранителей будет обеспечена, если I_нвст по направлению потока энергии различаются не менее, чем на две ступени (рис. 4.6).

 

 

S _нт = 1000 кВА

I _нт = 1500 А I _{м .шр} =145 А I_нд =25 А

1,4 х I _нд = 2100 А I_{пик .шр} = 320 А I _пуск = 125 А

 

Обозначение аппаратов защиты на схеме	А1	А2	Пр
Технические данные: марка номинальный ток, А	Э16В	А3716Ф	ПН2
Уставки срабатывания по току, А при перегрузке при КЗ	7 Iн.расц	1,15 Iн.т.расц
Уставки срабатывания по времени, с при перегрузке при КЗ	0,45	0,25
Рис. 4.7. Цепочка защит для построения карты селективности (к рис. 4.8): А1 – автомат ввода в РУ-0,4 кВ ТП 6-10/0,4 кВ; А2 – линейный автомат для защиты ШР; Пр – предохранитель; К1, К2, К3 – точки КЗ; РУ-0,4 кВ – типы подстанции; ШР – шкаф распределительный; Д – двигатель или какой нибудь другой ЭП; на цепочке также указаны максимальные расчетные и пусковые (пиковые) токи на различных участках цепочки

 

Для более наглядного представления о правильности действий защиты строится карта селективности. В логарифмическом масштабе по оси абсцисс откладываются токи расчетные, пиковые, пусковые и КЗ; по оси ординат – времена действия пиковых, пусковых токов и времена срабатывания защит по защитным характеристикам. Пример построения карты селективности показан на рис. 4.7, 4.8.

Пусковые характеристики небольших ЭД изображаются в виде прямоугольника (по оси абсцисс откладываются I_пуск, переходящий при t > t_пуск в I_н,

по оси ординат – время пуска). Аналогично изображаются и I_пик в линии, питающей группу ЭП (линии 1, 2, 4, 5, 7, 8 на рис. 4.8).

 

Перед построением карты селективности строят цепочку защит, начиная с вводного автомата на ТП до какого-либо ЭП, чаще до наиболее удаленного и мощного (рис. 4.7). На цепочке указываются все необходимые данные о токах на каждом ее участке в нормальном режиме и при КЗ, данные аппаратов защиты в этой цепочке и уставки их срабатывания. Технические данные и защитные характеристики некоторых автоматических выключателей приведены в приложении (табл. П.4.3-П.4.6) и в [3,18-20]. Подбор защитных характеристик по карте селективности может привести к необходимости увеличения токов плавких вставок и уставок автоматов на высших ступенях для соблюдения селективности. При этом нужно проверить, соблюдаются ли соотношения 4.2-4.4.

4.6.3. Выбор автоматических выключателей для защиты
конденсаторных установок

Автоматы должны иметь расцепитель, обеспечивающий защиту от перегрузок и токов КЗ с плавким регулированием тока уставки в [20].

Номинальный ток расцепителя

где Q_к – номинальная мощность одного конденсатора, кВАр; U_н – номинальное напряжение сети, кВ; n - общее количество конденсаторов в батарее (во всех фазах), штук.

Уставка тока срабатывания расцепителя при перегрузке выбирается, исходя из 30%-ной перегрузочной способности конденсаторов

4.7. Места установки аппаратов защиты и
указания к расчету цеховой сети

Согласно ПУЭ аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы была исключена возможность их механических повреждений и чтобы при оперировании с ними или при действии была исключена опасность для обслуживающего персонала и окружающих предметов.

Аппараты защиты следует устанавливать во всех местах сети, где сечение проводника уменьшается или в местах, где это необходимо для соблюдения селективности, при этом они должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии. Допускается в случае необходимости принимать длину участка между питающей линией и защитным аппаратом ответвления до 6 м. Проводники на этом участке могут иметь сечения меньше сечения питающей линии, но не менее сечения проводников после аппарата защиты. Проводники при этом должны быть проложены в трубах или иметь негорючую оболочку, открытая прокладка – в непожароопасных помещениях по несгораемым поверхностям.

Для ответвлений, выполняемых в трудно доступных местах (на большой высоте), аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в удобном для обслуживания месте (например на вводе в распределительный пункт, в пускателе электроприемника). При этом сечение проводников ответвления должно быть не менее сечения, определяемого расчетным током, но должно обеспечивать не менее 10% пропускной способности защищаемого участка питающей линии, а проводники должны быть проложены в трубах или иметь негорючую оболочку.

При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. При защите сетей автоматическими выключателями максимальные расцепители должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах.

Расчет цеховой сети необходимо начинать после того, как выбрана в основном схема электроснабжения, намечены места установки цеховых ТП и распределительных шкафов для подключения ЭП, рассчитаны нагрузки по узлам цеховой сети (ШР, РП) и выбран тип подстанции с соответствующей коммутирующей и защитной аппаратурой.

Прежде всего, на плане цеха с расположением технологического оборудования намечается наиболее рациональный вариант схемы (радиальной, магистральной, смешанной) питающей и распределительной сети для всех ЭП цеха, а также типы распределительных шкафов и шинопроводов с учетом мощности ЭП и категории надежности электроснабжения (для сетей ответственного назначения использование предохранителей для защиты не рекомендуется).

Электрическое оборудование и проводки на планах обозначаются по ГОСТу 2.754-72. Кроме условных обозначений на плане силовой или осветительной сети даются надписи и необходимые пояснения. Подробно об этом см.[2].

Конструирование распределительной сети необходимо вести с учетом возможного количества присоединений к шкафу или шинопроводу (желательно предусмотреть в шкафу 10-15% резерва), типа и номиналов защитной аппаратуры, установленной в шкафах. Следовательно, для правильного выбора номера схемы ШР необходимо рассчитать и выбрать аппараты защиты для всех ЭП, присоединяемых к данному ШР или РП (см. приложения в [3]).

Выбранную предварительно схему цеховой электросети следует нанести на план цеха четкими линиями с указанием установленных ШР, обозначив и пронумеровав сетевые участки (шинопроводы, кабели, ШР), для которых необходимо определить расчетные нагрузки.

 

Тип шкафа на подстанции	швв-1 ТР-1 ШВН-1 ШЛН-1 380 / 220 В   Э16В Э06В Э06 Э06 Э06 Э06   1600 2000 630 800 630 800 630 800 630 800 4800 1890 1890 1890 1890
Тип трансформатора
Тип автомата Ном. ток автомата
Ном.ток расцепителя автомата	Ток замедл. сроб./ Ток мгн.сраб.
Марка Сечение отходящих линий
Токоприемник	Условное обозначение
Номер по плану			27 Д	1ККУ
Тип		ПР-9232		Кку-0,38	Вдм-1601
Р уст, кВт		115,26	200,0	-280	122,5
I раст, А		176,0	480,0	-430	187,0
Наименование механизма		Рабочее освещение	Полиров. станок	Комплект. конденс. установка	Выпрями тель сварочн.	Резерв
Шинопровод, тип	ШМА 68-Н Рр = 299,4 кВТ Iр = 672 А
Марка Сечение отходящей линии
Пуско-регулирующий аппарат
Условное обозначение
Номер по плану	1 шр	8 АС	4 ШР	31 АС	6 ШР	66 Д	10 ШР
Тип	ПР 11	Опр6-2м	ПР11	Адс100	ПР 11		ПР11
Руст, кВт	7,5	270,0	26,8	55,0	89,8	75,0	29,3
I расч, А	17,5		61,0				68,0
Наименование токоприемника	Шкаф распределительный	Установ. плазм. дуговой сварки	Шкаф распред.	Автомат дуговой сварки	Шкаф распред.	Установ. листо штамповочная	Шкаф распределительный

Рис. 4.9. Принципиальная однолинейная схема питающей силовой сети цеха совместно со схемой однотрансформаторной КТП 1х 1000 кВА

выполнения селективности, при этом они должны устанавливаться непосред

На рис. 4.9, а также в [3] показано, как следует выполнять принципиальную схему электроснабжения совместно со схемой цеховой подстанции. На схеме видны вся коммутационная аппаратура, марки проводов и кабелей и намеченные способы их прокладки в цехе. При этом на схеме должно быть не более трех последовательных степеней защиты для ЭП, запитанных от распределительных шкафов (ШР) (автомат ввода низкого напряжения в РУ 0,4 кВ, автомат или предохранители на линиях, отходящих к ШР от ТП, и автоматы или предохранители на линиях ШР – ЭП), и две ступени для мощных ЭП, запитанных непосредственно от ТП, не считая аппарата управления самим ЭП.

Расчеты по отклонениям напряжения (табл. 4.3) и токам КЗ проводятся для одной цепочки, начиная с ГПП или ЦРП до наиболее мощного и удаленного ЭП. До начала расчетов следует составить расчетную схему по образцу рис. 4.7 с указанием всех коммутирующих и защитных в данной цепочке, их номинальных токов и уставок трогания защиты при КЗ, а также сечений проводов, шинопроводов и кабелей, а для определения токов однофазного КЗ – материал и сечения проводников зануления, а затем составить схемы замещения для расчета трехфазного и однофазного токов КЗ. Расчетные точки КЗ для проверки аппаратов на термическую и динамическую устойчивость и отключающую способность нужно выбрать в начале защищаемого участка, а для проверки надежности отключения КЗ в конце защищаемой линии также и в конце линии. Обычно для проверки аппаратов защиты достаточно рассмотреть в низковольтной сети три-четыре точки КЗ (на шинах 0,4 кВ ТП, шинах распределительных шкафов и у электроприемника).

Более полные сведения по окончательно выбранной и рассчитанной цеховой сети сводятся в табл. П.4.16.