1422
1624
1755
1849
1920
2023
2094
2132
2154
1393
1587
1712
1801
1869
1966
2034
2068
2089
1365
1551
1671
1756
1820
1912
1976
2009
2028
1339
1517
1632
1713
1774
1861
1921
1952
1970
1313
1484
1594
1671
1730
1812
1870
1899
1915
1288
1453
1558
1632
1687
1766
1820
1848
1863
1264
1423
1524
1594
1647
1722
1774
1799
1814
1241
1394
1491
1558
1609
1680
1729
1754
1767
1219
1366
1459
1524
1572
1640
1687
1710
1722
1197
1340
1429
1491
1537
1602
1646
1668
1680
1176
1314
1400
1503
1565
1608
1628
1640
1459
1156
1289
1372
1429
1471
1530
1571
1591
1601
1137
1265
1345
1400
1440
1497
1535
1554
1564
1118
1242
1319
1372
1410
1465
1502
1520
1529
1100
1220
1294
1345
1382
1434
1469
1486
1495
1082
1198
1270
1319
1354
1404
1438
1455
1463
1065
1177
1246
1293
1328
1376
1408
1424
1432
1049
1157
1224
1269
1303
1349
1380
1395
1402
1033
1138
1202
1246
1278
1323
1352
1367
1374
1017
1119
1181
1224
1255
1297
1326
1340
1346
Додаток 8
до Інструкції з визначення струмів короткого замикання, вибору і перевірки уставок максимального струмового захисту в мережах напругою до 1200 В
РОЗРАХУНОК І ВИБІР УСТАВОК СПРАЦЬОВУВАННЯ МАКСИМАЛЬНОГО СТРУМОВОГО ЗАХИСТУ
Розрахунок струмів короткого замикання
Струми двофазного к.з. визначаються за формулою:
T(V . =U H ( 1 )
■к.з.тт 2 2 ’
2V(rpc+ГТ +ГК'Lnp) +(Xpc +XT +XK 'Lnp)
деUh- середня номінальна напруга мережі приймається рівною 133;
230; 400; 690 або 1200 В;
Г рс , Г т , Xpc, Xt- активні та індуктивні опори високовольтної розподільної мережі і трансформатора, приведені до вторинної обмотки, Ом/км;
Г к , Х к- активний та індуктивний опір 1 км кабелю перерізом 50 мм2, Ом/км;
Lnp - приведена до перерізу 50 мм2або 4 мм2довжина кабельних ліній, які складають коло к.з., км.
Розрахунок струму /i (2 3 ) min виконується з урахуванням таких умов:
у разі застосування дільничних підстанцій з потужністю до 400 кВА включно опір розподільної мережі приймається таким, що дорівнює нулю
(xpc^rрс 0);
у разі визначення потужності к.з. більшою за 50 МВА(£кз>50 МВА) активний опір розподільної мережі приймається таким, що дорівнює
нулю (Г рс =0).
У разі визначення потужності к.з. меншою за 50 МВ-А (5Кз<50 МВ-А) повний (Zpc), активний (rpc) та індуктивний (xpc) опори високовольтної розподільної мережі визначаються за формулами:2
Zpc =U
рс п
TTZ
1,1
УZ PC r
- 0,02
2
(2 )
r=
Рс
S „
де Sкз - потужність к.з. на вводі дільничної підстанції або на шинах найближчого живлячого РПП-6, МВ-А.
Індуктивний і активний опори трансформатора визначаються за формулами
:10UKUj
ST
PkU2
S2
(3)
х т
r
T
де Uk - напруга короткого замикання, %;
St -номінальна потужність трансформатора, кВ А;
Pk - втрати короткого замикання трансформатора, Вт.
Активний та індуктивний опори жил кабелю приймаються за каталоговими даними виробника і перераховуються на значення температури нагрівання +65 °С. Активний опір кабелю, який розігрітий до температури +65 °С і має площину перерізу мідних жил 50 мм2, дорівнює 0,423 Ом/км. Індуктивний опір такого кабелю дорівнює 0,075 Ом/км.
Сумарний перехідний опір контактів і елементів комутаційних апаратів, а також перехідний опір в місці к.з. приймається таким, що дорівнює 0,005 Ом на один апарат.
Розрахунковий мінімальний струм к.з. у найбільш віддаленій точці іскронебезпечного приєднання напругою до 42 В визначається за формулою
:де U - номінальна напруга вторинної обмотки трансформатора, В;
І■=—U—,
K.j.mm ’
Гт+2Гк
Гк- опір однієї жили кабелю, Ом/м (приймається таким, що дорівнює 0,008; 0,005; 0,0033 та 0,002 Ом/м для кабелів із перерізом жил 2,5; 4; 6 та 10 мм2відповідно).
Приведена довжина кабельних ліній Lnpз урахуванням опору контактів і елементів апаратів і перехідного опору в місці к.з. визначається за формулою:
Lnp= L1kp 1+L2kp 2 +... +Lnknpn +(k+1)/e, (5)
де L1...Ln - фактичні довжини кабелів, які мають відмінну площину перерізу жил, м;
knp1...knpn- коефіцієнти приведення;
к- число комутаційних апаратів, які послідовно включені до кола к.з., ураховуючи автоматичний вимикач пересувної трансформаторної підстанції;
/е=10 м - приведена довжина кабельної лінії, еквівалентна перехідним опорам у точці к.з., і опорам елементів комутаційних апаратів.
У разі перевірки значення уставки струму спрацювання захисту апарата, який захищає живлячий кабель і електрообладнання гірничих машин з багатомоторним приводом, до Lnp,визначеної за формулою (5), додається приведена довжина кабелю з площею перерізу жили 50 мм2, струмообмежувальний вплив якого еквівалентний включенню в мережу елементів внутрішнього монтажу. Значення цієї величини зазначається в інструкціях виробника з експлуатації машин.
Розрахунок струму к.з. ^Smn в освітлювальних мережах виконується з урахуванням опору контактів, який визначається складанням значень Lnp і 2п, де п - число світильників і трійникових муфт у колі к.з. у мережі освітлення.
Значення максимального струму трифазного к.з. на вводі апарата визначається за формулою:
iS.nin =1,6/Smm .
(6)
Коефіцієнти приведення knp площини перерізів кабелів для визначення розрахункових мінімальних струмів к.з. iSmn наведені у таблиці.
Коєфіціенти приведення knp перерізів кабелів для визначення розрахункових мінімальних струмів к.з. ASmn
| Перерізи основної жили кабелю, 2 мм | Коефіцієнт приведення k np | Перерізи основної жили кабелю, 2 мм | Коефіцієнт приведення k np |
| Для мереж напругою 380-1140 | В (перерізи приведені до 50 мм 2 ) | ||
| 4 | 12,3 | 35 | 1,41 |
| 6 | 8,22 | 50 | 1,00 |
| 10 | 4,92 | 70 | 0,72 |
| 16 | 3,06 | 95 | 0,54 |
| 25 | 1,97 | 120 | 0,43 |
| Для мереж напругою 127-220 | В (перерізи приведені до 4 мм 2 ) | ||
| 2,5 | 1,6 | 6 | 0,67 |
| 4,0 | 1,0 | 10 | 0,40 |
Значення струму двофазного к.з. у мережах з частотно- регульованим приводом і приводом з плавним пуском приймається відповідно
до інструкції з експлуатації виробника частотного перетворювача та пристрою плавного пуску.
Вибір і перевірка уставок спрацьовування пристроїв МСЗ
Значення уставки спрацьовування пристроїв МСЗ автоматичних вимикачів, магнітних пускачів, станцій управління, РПВН трансформаторних підстанцій з урахуванням номінального пускового струму визначається за формулами:
а) для захисту магістралі:
і >і +Т/ (7)
у н.пуск н V S
де іу - уставка струму спрацювання пристрою МСЗ, А;
ін. пуск - номінальний пусковий струм найбільш потужного
електродвигуна, А;
Еін - сума номінальних струмів усіх інших струмоприймачів, А;
б) для захисту магістралі (відгалужень), від якої живиться група одночасно увімкнутих електродвигунів із короткозамкненим ротором:
І >Х/ (8)
у н.пуск 4 ■'
У разі захисту магістралей з потужними асинхронними
електродвигунами з короткозамкненим ротором (у разі якщо пускові струми перевищують 600-700 А) приймається уставка струму спрацювання пристрою МСЗ, яка дорівнює значенню фактичного пускового струму. Приблизне визначення пускового струму виконується збільшенням номінального робочого струму: у разі застосування електродвигуна з короткозамкненим ротором - в 6-7 разів; у разі використання електродвигуна з фазним ротором - в 1,5 раза.
Визначення уставки спрацьовування пристрою МСЗ в пусковому режимі окремого струмоприймача виконується вимірюванням фактичного пускового струму і порівнянням його значення із заданим номінальним. Особлива увага приділяється зниженню пускового струму протягом загального часу пуску. У разі коли за перші секунди (3,0±0,5) пусковий струм не зменшується до значення (2,5±0,3) ін. пуск , а загальний час пуску перевищує (6...12) секунд, пристроєм МСЗ видається сигнал на відключення приєднання, що захищається.
Значення уставок спрацьовування МСЗ в сталому режимі (після запуску електродвигуна) визначається за формулами:
а) у разі захисту магістралі:
1 у—кп ■/'н
(9)
де Кп - коефіцієнт перевантаження, що враховує допустиме короткочасне
перевищення номінального струму електродвигуна, приймається рівним 3^4; і'» - номінальний струм найбільш потужного електродвигуна, А;
б) у разі захисту відгалужень, що живлять групу одночасно увімкнутих електродвигунів із короткозамкненим ротором:
і , > к„ 2 /- •(1°)
(11)
де /нукк- номінальний пусковий струм для кожної
швидкості.
Значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ для приєднань з частотно-регульованим приводом зазначається в інструкції з експлуатації виробника частотних перетворювачів.
Значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ, який захищає відгалуження з пристроєм плавного пуску електродвигунів, розраховується за формулою:
1у —К 1 К 2 / н'(12)
де к1- коефіцієнт надійності, що приймається рівним 1,2;
к2 - коефіцієнт плавності набору швидкості. Значення к2 зазначається в інструкції з експлуатації виробника пристрою плавного пуску.
Значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ, який захищає відгалуження, що живлять освітлювальне навантаження з лампами розжарювання, визначається за формулою:
і у > 3/ н .(13)
Значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ, який захищає відгалуження, що живлять освітлювальне навантаження з люмінесцентними лампами, визначається за формулою:
і у > 1,25 І н .(14)
Значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ, який захищає відгалуження, що живлять освітлювальне навантаження і виконується нерівністьін.пуск1 н , визначається за формулою:
і у >1,25 Ін .(15)
Значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ перевіряється за розрахунковим мінімальним струмом двофазного к.з. Кратність значення розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до значення уставки
спрацьовування пристрою МСЗ вважається задовільною у разі виконання
нерівності:
jSmn >к, (16)
іу4
де к ч =1,5 - коефіцієнт чутливості захисту.
В окремих випадках за погодженням із головним енергетиком шахти для магістралей і відгалужень, виконаних екранованими броньованими та екранованими гнучкими кабелями, допускається зниження коефіцієнта чутливості до 1,25.
Вибір і перевірка плавких запобіжників
Значення номінального струму плавкої вставки запобіжників для захисту магістралі визначається за формулою:
і > 4 .^+2і н (17)
В1 , 6 ^ 2,5 ^К }
де ів - номінальний струм плавкої вставки, А;
1,6^2,5 - коефіцієнт, який забезпечує цілісність плавкої вставки у разі пуску електродвигунів із короткозамкненим ротором.
Нормальні умови пуску електродвигуна (рідкі пуски та швидке розвертання) забезпечуються коефіцієнтом, який дорівнює 2,5. У разі виникнення важких умов пуску (часті пуски при довгому розвертанні) коефіцієнт дорівнює 1,6^2.
Значення номінального струму плавкої вставки запобіжників у разі захисту відгалуження, яке живить електродвигун з короткозамкненим ротором, визначається за формулою:
ів > . (18)
Значення номінального струму плавкої вставки запобіжників у разі захисту освітлювальної мережі визначається за формулою:
ІВ > ін .(19)
Захист електроустановок виконується плавкою вставкою із значенням номінального струму, найближчим до розрахункового. Допускається паралельне включення в одному патроні запобіжника двох однакових або відмінних за номінальним струмом на 30-35 % плавких вставок за умови не перевищення значення сумарним струмом значення розрахункового струму.
Захист іскронебезпечних кіл напругою до 42 В, які живлять зовнішні навантаження (апарати автоматизації, світильники місцевого освітлення тощо), виконується запобіжниками або малогабаритними автоматичними вимикачами. Значення плавкої вставки зазначається в інструкції з експлуатації виробника апарата.
Вибрана плавка вставка перевіряється за розрахунковим номінальним струмом двофазного к.з. і за струмом навантаження відгалуження, приєднаного кабелем з меншою площею перерізу жил.
Кратність розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до номінального струму плавкої вставки вважається задовільною у разі виконання нерівності: кз лтп> 4 ^7 (20)
ів
Кратність, яка дорівнює 4, допускається в мережах напругою 660-1140 В, у разі вибору плавкої вставки на номінальний струм 160 і 200 А, а також у мережах з напругою 127 і 220 В незалежно від значення струму плавкої вставки.
Вибір плавкої вставки для захисту іскронебезпечних кіл із напругою до 42 В вважається задовільним у разі виконання нерівності:
jff.mn >5. (21)
ів
Вибір і перевірка уставок спрацьовування пристрою МСЗ і плавких вставок запобіжників для захисту трансформаторів
Захист вторинної обмотки силового трансформатора і ділянки мережі від затискачів цієї обмотки до загального вимикача від мінімальних струмів двофазного к.з. виконується комутаційним апаратом, який підключається до первинної обмотки трансформатора.
Вибір і перевірка значення уставки спрацьовування пристрою МСЗ комутаційного апарата, підключеного до первинної обмотки трансформатора, напругою 1200, 690, 400, 230 та 133 В виконується з урахуванням схеми з’єднання первинної і вторинної обмоток.
к. з.mnКТіу
:1,5
іРЛт, . . _ (22)
Де- розрахунковий мінімальний струм двофазного к.з. у
відгалужені, яке підключено до вторинної обмотки тарнсформатора, А;
Іу - уставка спрацювання пристрою МСЗ з боку первинної обмоток трансформатора, А;
кт - коефіцієнт трансформації;
1,5 - коефіцієнт чутливості захисту.
У разі відмінного з'єднання первинної і вторинної обмоток (наприклад Д /Y, Y /Д) вибір і перевірка значення уставки спрацювання пристрою МСЗ комутаційного апарата виконується за формулою:
І(2)■ (23)
к.з.шш1 5 * J
ктіу43 ~1
Значення уставки спрацювання пристрою МСЗ, який підключений до первинної обмотки і захищає струмоприймачі, підключені до вторинної обмотки освітлювальних трансформаторів, визначається за формулами:
І= ЗІ, ,І!>25 І н
У У
кт
(24)
У разі виконання нерівності іиукк> інуставка спрацьовування пристрою МСЗ, який захищає освітлювальні пристрої, визначається за формулами:
І= ЗІн ,І=125 Ін .
уктукт
(25)
Значення номінального струму плавкої вставки запобіжників, які встановлюються на первину обмотку трансформаторів освітлювальних апаратів, визначається за формулою:
Значення плавкої вставки приймається найближчим до розрахункового значення номінального струму.
Кратність розрахункового значення мінімального струму двофазного к.з. до значення номінального струму плавкої вставки у разі однакової схеми з'єднання первинної і вторинної обмоток трансформаторів вважається задовільною у разі виконання нерівності:
(27)
Кратність розрахункового значення мінімального струму двофазного к.з. до значення номінального струму плавкої вставки у разі відмінної схеми з'єднання первинної і вторинної обмоток трансформаторів вважається задовільною у разі виконання нерівності:
(28)
І ( 2 )
де iSmn - розрахунковий мінімальний струм двофазного к.з., визначений для випадку замикання на затискачах введення наступного після вторинної обмотки захисного апарата, А.
5. Перевірка уставок спрацювання пристрою МСЗ за гранично вимикаючим струмом комутаційного апарата
Надійне вимикання комутаційним апаратом максимальних струмів к.з., які виникають у приєднанні, забезпечується у разі виконання нерівності:
деіо- гранично вимикаючий струм комутаційного апарата, А;
І>12 1 ( 3 } ,
О ’ к.з. max5
У разі невиконання нерівності (29) застосовується апарат, встановлений на цьому відгалужені з достатньою вимикаючою здатністю, і виконується перевірка нерівності:
І < 10= 0 55 і ,(30)
у1,2 - кч, о
де Іу - уставка спрацювання пристрою МСЗ комутаційного апарата з вимикаючою здатністю, що задовольняє нерівності (29); кч - коефіцієнт чутливості, що дорівнює 1,5.
У разі невиконання нерівності (30) застосовується додатковий апарат, який встановлюється перед невідповідним комутаційним апаратом і характеризується значенням гранично вимикаючого струму, при якому виконуються нерівності (29) і (30).
Вимоги до перевірки апарата за гранично вимикаючим струмом не поширюються на автоматичні вимикачі, встановлені в пересувних підстанціях і пускових агрегатах. 1у 1 н.пуск