НПАОП 1.1.30-5.30-96 Інструкція з визначення струмів короткого замикання, вибору і перевірки вставок максимального струмового захисту в мережах напругою до 1200 В

ДЕРЖАВНИЙ НОРМАТИВНИЙ АКТ ПРО ОХОРОНУ ПРАЦІ

Київ

ДНАОП 1.1.30-5.30-96

ІНСТРУКЦІЯ З ВИЗНАЧЕННЯ СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ, ВИБОРУ І ПЕРЕВІРКИ УСТАВОК МАКСИМАЛЬНОГО СТРУМОВОГО ЗАХИСТУ В МЕРЕЖАХ НАПРУГОЮ ДО 1200 В

До § 488 Правил безпеки у вугільних шахтах

І. Визначення струмів короткого замикання

Розрахунок ефективних значень струмів короткого за­микання (к.з.) здійснюється з метою визначення мінімаль­ного значення струму двофазного к.з., необхідного для вибору уставок засобів захисту, а також максимального значення струму трифазного к.з., необхідного для перевірки комутаційної апаратури на вимикаючу здатність.

1. Розрахунковий мінімальний струм двофазного мета­левого к.з. (І(2) к зmjn)в найбільш електричко віддаленій від трансформатора точці мережі визначається з урахуван­ням параметрів високовольтної розподільної мережі, транс­форматора і нагрівання жил кабелю до 65°С, а також з урахуванням перехідних опорів контактів і елементів ко­мутаційних апаратів, у тому числі й опору в місці к.з.

Розрахунковий струмI(2) к.з..min. Bзалежності від приве­деної довжини кабелів і параметрів мережі може визнача­тися за таблицями 1-5 додатка.

Для проміжних значень потужності к.з. і довжин ка­бельних ліній, не наведених у таблицях, струми к.з. ви­значаються методом лінійної інтерполяції.

Струми двофазного к.з. можуть бути визначені за фор­мулою:

I(2) k.з.min = (0,95*UН*103) / (2√((rPC+ rT+rKLПР)2+ (xPC+xT+xK+LПР)2 ))(1)

деUН-середня номінальна напруга ступеню, приймається рівною 0,133; 0,23; 0,4; 0,69 або 1,2 кВ;

гРС, гТ, хРС, хТ- відповідно активні та індуктивні опори високовольтної розподільної мережі та транс­форматора, приведені до вторинної обмотки, Ом;

гК, хК- відповідно активний та індуктивний опір 1 км кабелю перерізом 50 мм2, Ом/м;

L ПР- приведена до перерізу 50 мм2або 4 мм2довжина кабельних ліній, включених в коло к.з., м.

У разі визначення розрахункового струму І (2) к.з.тіп допускається: не брати до уваги опір розподільної мережі при потужності дільничих підстанцій до 400 кВ-А включ­но, тобто приймати

хРC =0, r РС=;

при потужності к.з.SКЗ > 50MB-А приймати активний опір розподільної мережі рівним нулю, тобто г PC = 0.

Повний, активний та індуктивний опір високовольтної розподільної мережі приSK3 < 50MB-А визначається за формулами:

ZPC= (U2Н) / SКЗ; rPC=( (1,1/SКЗ)- 0,02);

XPC= √(Z2 PC- r2 PC)

деSK3 - потужність к.з. на вводі дільничної підстанції або на шинах найближчого живлячого РПП-6,MBА.

Індуктивний і активний опір трансформатора визна­чається за формулами:

XT= (10*UK* U2 Н) / ST ; rT=(PK *U2 Н) / S2 T; (3)

деUK-напруга короткого замикання, %;

ST - номінальна потужність трансформатора, кВ А;

Рк - втрати короткого замикання трансформатора, Вт.

Активний та індуктивний опір жил кабелю приймають­ся за каталожними даними і перераховуються для темпе­ратури нагрівання 65°С. Для зазначеної температури нагрі­вання і перерізу мідних жил 50 мм2активний опір дорів­нює 0,423, а індуктивний - 0,075 Ом/км.

Сумарний перехідний опір контактів і елементів апа­ратів, а також перехідний опір в місці к.з. приймається таким, що дорівнює 0,005 Ом на один комутаційний апа­рат, враховуючи точку к.з.

Розрахунковий мінімальний струм к. з. у найбільш елек­тричко віддаленій точці іскронебезпечного приєднання, що відходить від апарата, напругою до 42 В достатньо точно визначається за формулою:

IK.З. min= UH/ (rT+2rK); (4)

деUH-номінальна напруга вторинної обмотки трансфор­матора, В;

гТ- опір трансформатора, приведений до вторинної об­мотки, Ом (зазначається в інструкціях з експлу­атації апаратів);

гК- опір однієї жили кабелю, Ом (приймається таким, що дорівнює 0,008; 0,005; 0,0033 та 0,002 Ом/м для кабелів з перерізом жил 2,5; 4; 6 та 10 мм2відповідно).

2. Приведена довжина кабельних ліній Ц з урахуван­ням опору контактів і елементів апаратів І перехідного опору в місці к.з. визначається за формулою:

LПР=L1kПР1+L 2kПР2…..+LnkПPn + (k+1)le, (5)

деLj.......Ln- фактичні довжини кабелів з різним перерізом жил, м;

knpl...kпpn- коефіцієнти приведення;

k- число комутаційних апаратів, послідовно включе­них до кола к.з., враховуючи автоматичний ви­микач ПДПП;

1е=10 м - приведена довжина кабельної лінії, еквіва­лентна перехідним опорам у точці к.з. і елементів комутаційних апаратів.

При перевірці уставки струму спрацювання захисту апа­рата, який захищає живлячий кабель і електрообладнан­ня гірничих машин з багатомоторним приводом, необхідно до Ьд , визначеній за формулою (5), додавати приведену довжину кабелю з перерізом жили 50 мм2, струмообмежу-вальний вплив якого еквівалентний включенню в мережу, яку захищають, елементів внутрішнього монтажу. Ця величина зазначається в заводських інструкціях з експлу­атації машин.

При визначенні І(2) к 3min в освітлювальних мережах необхідно зазначати опір контактів. Для цього до значення Lпр,необхідно додати величину 2п, де п - число світиль­ників і трійникових муфт в колі к.з. у мережі освітлення.

Коефіцієнти приведенняk ПРперерізів кабелів для ви­значення розрахункових мінімальних струмів к.з. І(2)к 3min наведені в таблиці:

3. Максимальний струм трифазного к.з. на вводі апа­рата може бути підрахований, виходячи із значення міні­мального струму двофазного к.з., визначеного для тієї ж точки з урахуванням температурного коефіцієнта і підвищеної напруги вторинної обмотки трансформатора, за форму­лою:

I (3) к.з.mах =1,6I (2)К.З.min (6)

II.Вибір і перевірка уставок струму спрацювання реле апаратів захисту

4. Величина уставки струму спрацювання реле автома­тичних вимикачів, магнітних пускачів, станцій управління та ін. визначається за формулами:

а) для захисту магістралі:

Iу≥ Iн.пуск+ Σ Iн.роб, (7)

де Іу - уставка струму спрацювання реле, А;

Ін .пуск - номінальний пусковий струм найбільш потуж­ного електродвигуна, А;

Ін.роб - сума номінальних струмів усіх інших струмо­приймачів, А;

б) для захисту відгалужень, що живлять групу одно­часно вмикаючих електродвигунів з короткозамкненим ро­тором:

Іу ≥ΣІн.пуск . (8)

Для захисту магістралей з потужними асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором (у разі, якщо пускові струми перевищують 600-700 А) допуска­ється випускати уставки струму спрацювання реле, виходя­чи з величини фактичних пускових струмів. Для приблиз­ного визначення пускового струму номінальний робочий струм повинен бути збільшеним у випадку застосування електродвигуна з короткозамкненим ротором в 6-7 разів, а у разі використання електродвигуна з фазним ротором -в 1,5 раза;

в) для захисту відгалужень, що живлять освітлювальне навантаження з лампами накалювання:

І у ≥ 3Ін.роб . (9)

а з люмінісцентними лампами

Іу > 1,25Ін.роб . (10)

5. Вибрана уставка струму спрацювання реле переві­ряється за розрахунковим мінімальним струмом двофазно­го к.з. При цьому відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до уставки струму спрацювання реле повинне задовольняти умові:

( І(2)К.З.min) / Іу≥k ч, (11)

деk ч=1,5 - коефіцієнт чутливості захисту.

В окремих випадках за погодженням з головним енер­гетиком виробничого об'єднання (комбінату, тресту) для магістралей і відгалужень, виконаних броньованими або екранованими кабелями, допускається зниження коефі­цієнта чутливості до 1,25.

III.Вибір і перевірка плавких запобіжників

6. Значення номінального струму плавкої вставки запо­біжників визначається, виходячи з умов: а) для захисту магістралі

ІВ≥ (ІН.ПУСК/ 1,6÷2,5) +Σ ІН.РОБ, (12)

де ІВ- номінальний струм плавкої вставки, А;

1,6÷2,5 - коефіцієнт, що забезпечує неперегорання плавкої вставки при пусках електродвигунів з короткозамк-неним ротором.

Для нормальних умов пуску електродвигуна (рідкі пус­ки та швидке розвертання) значення цього коефіцієнта слід приймати таким, що дорівнює 2,5, а для важких умов пуску (часті пуски при довгому розвертанні) - 1,6÷2.

Надмірно понижувати номінальний струм плавкої встав­ки не слід, так як остання може перегоріти при запусках, що є однією із причин виходу з ладу електродвигунів у режимі однофазної їх роботи;

б) для захисту відгалуження - у разі застосування елек­тродвигуна з короткозамкненим ротором

ІВ≥ ( ІН.ПУСК/ 1,6 ÷ 2,5) , (13)

а у разі освітлювального навантаження

Ів ≥ Ін.роб ,(14)

Для установки застосовується плавка вставка 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. При цьому сумарний струм їх не повинен перевищувати розра­хункового;

в) для захисту іскронебезпечних кіл напруги до 42 В, що відходять від апаратів (пускачі, станції управління тощо) і живлячих зовнішні навантаження (апарати авто­матизації, світильники місцевого освітлення тощо), повинні установлюватися запобіжники, величина плавкої вставки яких зазначається в інструкції з експлуатації апарата. Для захисту цих кіл можуть застосовуватися також малогаба­ритні автоматичні вимикачі, влаштовані в апарат.

7. Вибрана плавка вставка повинна бути перевірена за розрахунковим мінімальним струмом двофазного к.з., наймен­шим перерізом жил кабелю і повинна відповідати найбільшо­му довгостроковому допустимому струмові навантаження.

Відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до номінального струму плавкої вставки повинне задовольняти умові:

ІК. З .min/ ІВ ≥4-7(15)

При цьому кратність, що дорівнює 4, допускається в мережах з напругою 380-1140 В, де потрібна плавка вставка на номінальний 'струм 160 і 200 А, а також у мережах з напругою 127 і 220 В, незалежно від величини струму плавкої вставки.

8. Плавка вставка для захисту іскронебезпечних кіл з напругою до 42 В повинна перевірятися за умовою:

І К.З min / Ів≥ 5 , (І6)

де Ів - номінальний струм плавкої вставки, А.

IV.Вибір і перевірка уставок струмуспрацювання реле і плавких вставок

запобіжників для захисту трансформаторів

9. Захист вторинної обмотки силового трансформатора і ділянки мережі від затискачів цієї обмотки до загального захисного апарата від мінімальних струмів двофазного к.з. повинна здійснюватися апаратом захисту, встановленим з боку первинної обмотки цього трансформатора.

Вибір і перевірка значення уставки струму спрацюван­ня реле максимального струму, встановлених на вторин­ному боці трансформатора напругою 1200, 690, 400, 230 І 133 В, проводиться за умови:

а) для трансформаторів з однаковими схемами з'єднання первинної і вторинної обмотки (наприклад, Δ/Δ,Y/Y)

(І(2) К.З. min) / КТІу ≥ 1,5, (17)

де І(2) к зmіm-розрахунковий мінімальний струм двофаз­ного к.з. на боці вторинної обмотки транс­форматора, А;

Іу- уставка струму спрацювання реле апара­тів з боку первинної обмотки трансформа­тора, А;

kT - коефіцієнт трансформації;

1,5 -коефіцієнт чутливості захисту;

б) для трансформаторів з різними схемами з'єднання первинної та вторинної обмоток (наприклад, Δ/У,Y/Δ)

І(2) К.З. min/ (кТІу√ 3 ) ≥ 1,5. (18)

Вибір і перевірка уставок струму спрацювання реле, вста­новлених в КРП для захисту зазначених ділянок мережі на боці вторинної обмотки трансформаторів напругою 10-3/1,2-0,4 кВ, повинні проводитися відповідно до «Ін­струкції з вибору і перевірки електричних апаратів напру­гою понад 1200 В».

Таблиця 4

Розрахункові мінімальні струми двофазногок.з. у мережі з напругою 1140 В, що живляться

від підстанції ТСВП-630/6