Особенности выбора электрооборудования напряжением до 1000 В

Июль 23, 2022

Главная
Разное
Особенности выбора электрооборудования напряжением до 1000 В

Содержание

2. Особенности расчета в сетях до 1 кВ Наличие активного сопротивления, сопоставимого с индуктивным (медный кабель s
3. Тепловой спад тока КЗ Активное сопротивление кабеля: R(θ) = R0(1 + α(θ – θ0))
4. Температуры нагрева жил кабелей
5. Расчет электротеплового процесса Электротепловой процесс – это совокупность следующих влияющих друг на друга процессов: возникновение тока
6. Расчет токов КЗ Назначение расчета токов КЗ Расчет токов 3-фазного КЗ Расчет токов 1-фазного КЗ Выбор
7. Пример расчет токов КЗ по ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного
8. Рассчитать токи КЗ в точке К1: металлические и дуговые 1-, 2-, 3-фазные КЗ ~ Sк =
9. Схема замещения прямой последовательности Т К1 ↓ АВ Ш конт. дуга С С
10. Схема замещения нулевой последовательности Т К1 АВ Ш конт. дуга
11. Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности Система Трансформатор Автоматический выключатель Шинопровод Контакты Электрическая дуга
12. Система 6,3 кВ Дано: Uсист = 6,3 кВ – номинальное напряжение системы Sк = 200 МВА
13. Трансформатор ТС-1000/6 Дано: схема Y / Yн - 0 Uном = 6,3 / 0,4 кВ –
14. Автоматический выключатель Дано: тип «Электрон» Iном = 1600 А – номинальный ток Расчёт: Iном ≥ Sт.ном
16. Шинопровод Дано: марка ШМА-1600 rуд = 0,03 мОм/м – удельное активное сопротивление худ = 0,014 мОм/м
18. Болтовые контакты Дано: Rконт = 0,003 мОм – сопротивление одного контакта n = 4 – количество
20. Электрическая дуга Дано: Sт.ном = 1000 кВА – номинальная мощность трансформатора l = 10 м –
21. Рис.22 Зависимость rд(lш) при 3-фазном к.з. за трансформаторами мощностью 400, 1000, 1600, 2500 кВА
22. Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности Система – не входит Трансформатор – изменяется Автоматический выключатель –
23. Трансформатор ТС-1000/6 Дано: Zо = 19,1 + j60,6 мОм – сопротивление нулевой последовательности – см. Беляев
25. Шинопровод Дано: марка ШМА-1600 rнп = 0,037 мОм/м – удельное активное сопротивление нулевого проводника хнп =
26. Схема замещения прямой последовательности (сопротивления указаны в мОм) Т К1 ↓ АВ Ш конт. дуга 0
27. Схема замещения нулевой последовательности (сопротивления указаны в мОм) Т К1 АВ Ш конт. дуга 19,1 +
28. Расчёт токов 3-фазного КЗ (используется только схема прямой последовательности)
29. Т К1 ↓ АВ Ш конт. дуга 0 + j0,8 С С 1,79 + j8,62 0,14
30. Расчёт токов 3-фазного КЗ Z1∑ = √ 2,242 + 9,642 = 9,9 мОм – без дуги
31. Расчёт токов 2-фазного КЗ (используется только схема прямой последовательности)
32. Расчёт токов 2-фазного КЗ изменяется сопротивление R1∑д : R1∑д = R1∑ + Rд / 2 =
33. Расчёт токов 1-фазного КЗ (используются схемы прямой и нулевой последовательности)
34. Т К1 ↓ АВ Ш конт. дуга 0 + j0,8 С С 1,79 + j8,62 0,14
35. Т К1 АВ Ш конт. дуга 19,1 + j60,6 0,14 + j0,08 1,41 + j1,4 0,012
36. Расчёт токов 1-фазного КЗ R0∑ = 20,66 мОм; Х0∑ = 62,08 мОм; R0∑д = 26,26 мОм;
37. Результаты расчёта токов КЗ
38. Трансформаторы 10(6)/0,4 кВ Схемы соединения обмоток: Д/Yн Y/Yн Y/Zн
41. Схема соединения «зигзаг»
44. Автоматические выключатели
45. Расцепители автоматов Электро- магнитный Тепловой
46. Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания Принцип действия: при больших токах КЗ – быстрое втягивание якоря;
47. якорь катушка плунжер пружина кр/орг. жидкость неподвижный стакан Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания
48. Большие токи КЗ Небольшие токи Перегрузка
49. Двухступенчатая ВТХ
50. Характеристики АВ по виду кривой отключения В – Уставка эмр = (3...5)Iном. Освещение, вентильные устройства, генераторы,
51. Автоматический выключатель (АВВ)
52. Рукоятка Клемма Неподвижный контакт Подвижный контакт Накладка из газогенерирующей пластмассы Дугогасительная камера Электромагнитный расцепитель Би-металлическая пластина
53. 1-электромагнитный привод 2-рукоятка 3-рычаги 4-отключающая пружина 5-главный подвижный контакт (металлокерамика) 6-контактная пружина 7-дугогасительные контакты (металлокерамика) 8-дугогасительная
54. Рото-активное размыкание (Compact фирмы «Schneider»)
55. Трехступенчатая ВТХ. Координация параметров АВ (1) и электродвигателя (2)
56. Предохранители
57. Типы предохранителей ПР-2 – разборные без наполнителя ПН-2, ПП, НПР – разборные с наполнителем (кварцевый песок)
58. Ориентировочные ВТХ предохранителей
59. Старение предохранителей При пусках, реверсах и торможении двигателей возможен ускоренный износ плавких вставок и изменение их
60. При выборе предохранителей электродвигатели делят на 3 группы 1. АЭД с КЗР с лёгкими условиями пуска:
61. Выбор предохранителей для ЭД для АЭД с лёгкими условиями пуска: Iном.пв = (0,4...0,5) Iпуск для АЭД
62. Аппарат защиты Осветительная сеть ЛН, ЛЛ ДРЛ, ДРИ, ДНаТ Силовая сеть Линия к одиночным электроприёмникам Линия
63. Отключающая способность Токи Токи КЗ Токи нормального режима ПКС (ОПКС) 0 Iкз.макс п.3.1.3
64. Требования к отключающей способности АВ (ПУЭ, п.3.1.3) Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному
65. Y А Δt=0,2с А11 А1 Δt=0,1с ШМА-73 1600А 1000 кВА Iн=1440А 26кА 50А 3х16+1х6 55А 21кА
66. Примечание В обозначении автоматов ВА вместо дефиса иногда ставится буква Г. Это значит, что АВ предназначен
67. Выбор предохранителей по отключающей способности (п.1.4.20) Предохранители следует выбирать по отключающей способности. При этом в качестве
68. Остройка от пусков, самозапусков Токи Токи КЗ Токи нормального режима Iзу 0 п.3.1.4 – для АВ,
69. Координация ЗУ-электроприёмник (ПУЭ, п.3.1.4) Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок АВ следует выбирать: 1)
70. Выбор уставок расцепителей АВ (п. 3.1.4 ПУЭ)
71. А2 180А 3х120+1х50 184А 20кА 95А 3х50 110А 10кА 7,2кА А31 Д 14А 3х2,5 19А 7кА
72. Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ)
73. Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ) Номинальные токи плавких вставок предохранителей должны выбираться таким образом, чтобы обеспечивалось
74. П2 180А 3х120+1х50 184А 20кА 95А 3х50 110А 10кА 7,2кА П31 Д 14А 3х2,5 19А 7кА
75. Координация АВ-кабель Часто уставки аппаратов защиты необоснованно связывают с сечением защищаемой линии. При этом исходят из
76. Чувствительность Токи Токи КЗ Токи нормального режима Iзу 0 Iдд Iкз.мин п.3.1.9 п.3.1.8 Iзу Iдд Iкз.мин
77. Чувствительность 3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов КЗ, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения
78. ПУЭ, 7-е издание, п.1.7.79 В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных
79. ПУЭ, 6-е издание, п.1.7.79 В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью обеспечения автоматического
80. ПУЭ, 6-е издание, п.1.7.79 Проводимость фазных проводников и РЕ должна быть такой, чтобы при замыкании на
81. ПТЭ электроустановок потребителей 2003 г. Приложение 3, таблица 28, п.28.4 При замыкании на корпус или нулевой
82. Чувствительность 3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10),
83. Пояснение к п. 3.1.9 Учитывая недостаточную достоверность результатов определения токов КЗ в сетях напряжением до 1
84. Чувствительность 3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10),
85. П2 180А 3х120+1х50 184А 20кА 95А 3х50 110А 10кА 7,2кА П31 Д 14А 3х2,5 19А 7кА
86. 3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная по 3.1.9 и 3.1.11, не
87. П2 180А 3х120+1х50 184А 20кА 95А 3х50 110А 10кА 7,2кА П31 Д 14А 3х2,5 19А 7кА
88. П2 180А 3х120+1х50 184А 20кА 95А 3х50 110А 10кА 2…7,2кА П31 Д 14А 3х2,5 19А 7кА
89. Чувствительность 3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10),
90. А2 180А 3х120+1х50 184А 20кА 95А 3х50 110А 10кА 7,2кА А31 Д 14А 3х2,5 19А 7кА
91. Чувствительность 3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10),
92. Y А Δt=0,2с А11 А1 Δt=0,1с ШМА-73 1600А 1000 кВА Iн=1440А 26кА 50А 3х16+1х6 55А 21кА
93. К таким аппаратам относятся все АВ кроме А и А1. А11: К = 80 / 55
94. А11: Iдд.треб = 80 / 1 = 80 А s = 3х16 + 1х6 мм2 Требуется
95. А11: Кч = 2200 / 80 = 27,5 > 3 А21: Кч = 200 / 80
96. Чувствительность 3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10),
97. К таким аппаратам относятся А и А1. А: К = 1600 ∙ 1,25 / 1600 =
98. А1: Iдд.треб = 630 ∙ 1,25 / 1,25 = 630 А s = 3х(3х120+1х50) мм2 630
99. Чувствительность защиты проверяется по КЗ в конце кабельной линии; проверяется по 1-фазному дуговому КЗ; сильно зависит
100. Кабели 0,4 кВ
101. Аббревиатуры кабелей с бумажной изоляцией
102. Аббревиатуры кабелей с пластмассовой изоляцией
103. Кабели нового поколения с улучшенными показателями пожарной безопасности
104. Области применения пожаробезопасных кабелей (утверждены в НТД)
105. Области применения пожаробезопасных кабелей (рекомендованы, но не утверждены в НТД)
106. Расчет нагрева кабелей Назначение расчета нагрева кабелей Уравнение теплового баланса. Понятие теплового импульса. Способы расчета температуры
107. Требования к кабелям Термическая стойкость (ТС) – когда отсутствуют: приваривание конструкционных элементов друг к другу; оплавление
108. Последствия нарушения НВ Возникновение очагов горения по всей длине кабеля Возгорание соседних неповрежденных кабелей Распространение пожара
109. Каковы допустимые температуры по условиям ТС и НВ? 1983-1987 гг., ВНИИКП и НИЦ ВВА - стендовые
110. Допустимые температуры нагрева кабелей при КЗ по условиям ТС и НВ
111. Критерии выбора кабелей Номинальное напряжение Экономическая плотность тока (S ≥ I / jэк) Длительно допустимый ток
112. Проверке по экономической плотности тока не подлежат: кабели промышленных предприятий при Тmax ответвления к отдельным эл.приёмникам;
113. Экономическая плотность тока, jэк, А/мм2 S ≥ I / jэк
114. Длительно допустимый ток Iдд для медных кабелей, прокладываемых в воздухе, А
115. Длительно допустимый ток Iдд для алюминиевых кабелей, прокладываемых в воздухе, А
116. Расчет падения напряжения в кабеле ∆U = √3 ∙ I ∙ lкаб ∙(rуд ∙ cosφ +
117. Методика проверки кабелей на ТС и НВ Циркуляр №Ц-02-98(Э) (РАО “ЕЭС России”, СПО ОРГРЭС, 1998) «О
118. Особенности проверки кабелей на ТС Сценарий аварии: произошло КЗ в начале кабеля присоединения, сработала основная защита
119. Особенности проверки кабелей на НВ Сценарий аварии: произошло КЗ в начале (или за отрезком 20-50 метров)
120. Расчетная схема при проверке кабелей на ТС и НВ
121. Расчет конечной температуры нагрева жил кабеля пропитанная бумажная изоляция: θдд = 80°С пластмассовая изоляция: θдд =
122. Номограмма для определения температуры кабеля при КЗ
123. Недостатки циркуляра №Ц-02-98(Э) и противоречия с ПУЭ 1. Циркуляр требует выбирать кабели по термической стойкости и
124. Пути решения проблемы дальнего резервирования 1. Схемные решения. 1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ.
125. 1. Схемные решения. 1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ. 1.2. Секционирование распределительного щита. 1.3.
126. 1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ
127. 1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ
128. 1.2. Секционирование распределительного щита
129. 1.2. Секционирование распределительного щита
130. 1.3. Последовательное включение двух защитных аппаратов Надежное ближнее резервирование. «АВ+АВ»; «АВ+предохранитель». Повышенные капитальные затраты. При использовании
131. 2. Аппаратные решения. 2.1. Применение резервной релейной защиты, реагирующей на токи в присоединениях. 2.2. Применение выносной
132. 2.1. Применение резервной релейной защиты, реагирующей на токи в присоединениях. Селективность – за счёт отстройки времени
133. 2.2. Применение выносной защиты от многофазных КЗ. Вводной АВ резервирует защиту только начальных участков кабелей, а
134. 2.3. Применение предохранителей с защитой от неполнофазного режима Ближнее резервирование обеспечивается предохранителями. Применение предохранителей для защиты
135. 2.4. Применение логической селективности Основана на обмене сигналами между АВ по специальному контрольному проводу. Если нижестоящий
136. Логическая селективность ~ Нет блокирующего импульса. Вводной АВ срабатывает без выдержки времени Есть блокирующий импульс. Вводной
137. Неэффективность логической селективности для схем с мощными двигателями Нет блокирующего импульса. Вводной АВ ложно срабатывает. Д
138. 2.5. Совершенствование характеристик АВ, снижение уставок селективности Снижение уставок селективности ограничено неточностью ВТХ расцепителей, а также
139. 2.6. Проектирование и производство микропроцессорных защит 0,4 кВ Современные МП терминалы защит 0,4 кВ, отличающие режимы
140. 2.7. Применение УЗО Основная сложность в обеспечении дальнего резервирования – низкая чувствительность резервной защиты при малых
141. 2.8. Применение «силовой» функции АВ «Силовая» функция: s(t) = ia2 + ib2 + ic2
142. 2.8. Применение «силовой» функции АВ «Силовая» функция не зависит от начальной фазы переходного процесса Пуск АЭД
143. 2.8. Применение «силовой» функции АВ
144. 3. Методические решения 3.1. Совершенствование методик расчета токов КЗ. 3.2. Совершенствование методик расчета температур нагрева жил
145. 4. Нормативные решения 4.1. Уточнение требований выбора и настройки защит. 4.2. Уточнение требований выбора кабелей по
146. Нормативно-техническая документация в части выбора электрооборудования до 1 кВ ГОСТ 28249-93. КЗ в электроустановках. Методы расчета
148. Скачать презентацию

Слайд 2

Особенности расчета в сетях до 1 кВ
Наличие активного сопротивления, сопоставимого с

индуктивным (медный кабель s = 1,5 мм2; rуд = 12 мОм/м; худ = 0,1 мОм/м).
Расчет в комплексной форме и в именованных единицах.
Тепловой спад тока (Δθ = 250°С; R↑2).
Вид КЗ. Переход КЗ из одного вида в другой.
Зависимость tоткл от тока КЗ.
Неадиабатический нагрев кабеля.
Сопротивление защитных аппаратов (Iном = 10 А → R = 20 мОм; S = 25 мм2 → l = 25 м по меди).
Сопротивление контактов.
Нелинейное сопротивление электрической дуги.
Дуга между контактами автоматических выключателей и контакторов.
Отпадание магнитных пускателей и размыкание контакторов.
Шунтирующий эффект двигателей.

Слайд 3

Тепловой спад тока КЗ
Активное сопротивление кабеля:
R(θ) = R0(1 + α(θ –

θ0))

Слайд 4

Температуры нагрева жил кабелей

Слайд 5

Расчет электротеплового процесса
Электротепловой процесс – это совокупность следующих влияющих друг на

друга процессов:
возникновение тока КЗ под действием электродвижущей силы внешней сети;
нагрев токоведущих жил кабеля током КЗ;
увеличение активной составляющей сопротивления кабельной линии при его нагреве;
снижение тока КЗ под влиянием эффекта теплового спада тока;
отвод тепла от жил кабеля в изоляцию и в окружающую среду
Аналитический метод ?
Численный метод (ЭВМ) !

Слайд 6

Расчет токов КЗ
Назначение расчета токов КЗ
Расчет токов 3-фазного КЗ
Расчет токов 1-фазного

КЗ
Выбор расчетных условий (точка, вид, tоткл, учет двигателей)
Пример расчета токов КЗ

Слайд 7

Пример расчет токов КЗ по ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках.

Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ»

Слайд 8

Рассчитать токи КЗ в точке К1: металлические и дуговые 1-, 2-, 3-фазные

КЗ

Sк = 200 МВА
U = 6,3 кВ

ТС-1000/6
Sт.ном = 1000 кВА
Uном = 6,3 / 0,4 кВ
Рк = 11,2 кВт
uк = 5,5 %
Zо = 19,1 + j60,6 мОм

«Электрон»
Iном = 1600 А

АВ

ШМА-1600
rуд = 0,03 мОм/м
худ = 0,014 мОм/м
rнп = 0,037 мОм/м
хнп = 0,042 мОм/м
l = 10 м

К1

контакты
r = 0,003 мОм
n = 4

Слайд 9

Схема замещения прямой последовательности
Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
С
С

Слайд 10

Схема замещения нулевой последовательности
Т
К1
АВ
Ш
конт.
дуга

Слайд 11

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности
Система
Трансформатор
Автоматический выключатель
Шинопровод
Контакты
Электрическая дуга

Слайд 12

Система 6,3 кВ
Дано:
Uсист = 6,3 кВ – номинальное напряжение системы
Sк =

200 МВА – мощность КЗ на шинах 6,3 кВ
Iк = Sк / (√3 ∙ Uсист) = 200 / (√3 ∙ 6,3) = 19,3 кА – ток КЗ на шинах 6,3 кВ
Хс = Uсист / (√3 ∙ Iк) = 6,3 / (√3 ∙ 19,3) = 0,189 Ом – сопротивление на шинах 6,3 кВ
Расчёт:
Ес = 400 В – все параметры приводим к Uб = 0,4 кВ
Хс = U2 / Sк ∙ 10-3 = 4002 / 200 ∙ 10-3 = 0,8 мОм
Rc = 0

Слайд 13

Трансформатор ТС-1000/6
Дано:
схема Y / Yн - 0
Uном = 6,3 / 0,4

кВ – номинальные напряжения
Sт.ном = 1000 кВА – номинальная мощность
Рк = 11,2 кВт – мощность потерь КЗ
uк = 5,5 % – напряжение КЗ
Расчёт:
Rт = Рк ∙ U2 / S2 ∙ 106 = 11,2 ∙ 0,42 / 10002 ∙ 106 = = 1,79 мОм
Хт = √ uк2 – (100 ∙ Рк / S2) ∙ U2 / S ∙ 104 = = √ 5,52 – (100 ∙ 11,2 / 10002) ∙ 0,42 / 1000 ∙ 104 = = 8,62 мОм

Слайд 14

Автоматический выключатель
Дано:
тип «Электрон»
Iном = 1600 А – номинальный ток
Расчёт:
Iном ≥ Sт.ном

/ (√3 ∙ Uнн) = 1000 / (√3 ∙ 0,4) = 1443 А
Iном = 1600 А
Rав = 0,14 мОм – см. табл. 21
Хав = 0,08 мОм – см. табл. 21
В табл. 21 указаны сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей (А 3700, «Электрон», ВА), для которых эти сопротивления зависят от Iном.

Слайд 15

Слайд 16

Шинопровод
Дано:
марка ШМА-1600
rуд = 0,03 мОм/м – удельное активное сопротивление
худ = 0,014

мОм/м – удельное индуктивное сопротивление
см. табл. 3 для ШМА4-1650
l = 10 м – длина шинопровода
Расчёт:
Rш = rуд ∙ l = 0,03 ∙ 10 = 0,3 мОм
Хш = худ ∙ l = 0,014 ∙ 10 = 0,14 мОм

Слайд 17

Слайд 18

Болтовые контакты
Дано:
Rконт = 0,003 мОм – сопротивление одного контакта
n = 4

– количество контактов
Расчёт:
Rконт = 0,003 ∙ 4 = 0,012 мОм
Хконт = 0
Rконт можно учесть более детально – см. п. 2.6, табл. 17-19.

Слайд 19

Слайд 20

Электрическая дуга
Дано:
Sт.ном = 1000 кВА – номинальная мощность трансформатора
l = 10

м – длина шинопровода
Расчёт:
Rд = 5,6 мОм – см. рис. 22
Хд = 0
Rд можно учесть более детально – см. п. 2.12, приложение 9:
Rд = 16 ∙ √lд / Iпод0,85
lд – длина дуги в зависимости от междуфазного расстояния
Iпод – ток КЗ, определяемый с учетом сопротивления дуги

Слайд 21

Рис.22 Зависимость rд(lш) при 3-фазном к.з. за трансформаторами мощностью 400, 1000, 1600,

2500 кВА

Слайд 22

Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности
Система – не входит
Трансформатор – изменяется

Автоматический выключатель – то же
Шинопровод – изменяется
Контакты – то же
Электрическая дуга – то же

Слайд 23

Трансформатор ТС-1000/6
Дано:
Zо = 19,1 + j60,6 мОм – сопротивление нулевой последовательности

– см. Беляев А.В. «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ», табл. 1.
Расчёт:
Сопротивление нулевой последовательности зависит от схемы соединения обмоток
Для схемы Y / Yн
Zо >> Z1 (в 10...100 раз).
В паспортных данных Zо не приводится.
По каталогам Zо брать нецелесообразно.
По запросу завод обязан дать Zо – см. ГОСТ 3484.1-88
Zо = 19,1 + j60,6 мОм
В примере Zо больше, чем Z1, в 7,2 раза.

Слайд 24

Слайд 25

Шинопровод
Дано:
марка ШМА-1600
rнп = 0,037 мОм/м – удельное активное сопротивление нулевого проводника
хнп

= 0,042 мОм/м – удельное индуктивное сопротивление нулевого проводника
см. табл. 3 для ШМА4-1650
Rш = 0,3 мОм – активное сопротивление шинопровода
Хш = 0,14 мОм – индуктивное сопротивление шинопровода
см. расчет сопротивлений прямой последовательности
l = 10 м – длина шинопровода
Расчёт:
Rнп = rнп ∙ l = 0,037 ∙ 10 = 0,37 мОм
Хнп = хнп ∙ l = 0,042 ∙ 10 = 0,42 мОм
Rшо = Rш + 3 ∙ Rнп = 0,3 + 3 ∙ 0,37 = 1,41 мОм
Хшо = Хш + 3 ∙ Хнп = 0,14 + 3 ∙ 0,42 = 1,4 мОм
Строго говоря, Хшо должно укладываться в диапазон:
Хшо = (0,75...9,4) ∙ Хш = (0,75...9,4) ∙ 0,14 = 0,105...1,32 мОм (см. приложение 1, п.4)

Слайд 26

Схема замещения прямой последовательности (сопротивления указаны в мОм)
Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
0 + j0,8
С
С
1,79 + j8,62
0,14

+ j0,08

0,3 + j0,14

0,012 + j0

5,6 + j0

Ес = 400 В

Слайд 27

Схема замещения нулевой последовательности (сопротивления указаны в мОм)
Т
К1
АВ
Ш
конт.
дуга
19,1 + j60,6
0,14 + j0,08
1,41

+ j1,4

0,012 + j0

5,6 + j0

Слайд 28

Расчёт токов 3-фазного КЗ (используется только схема прямой последовательности)

Слайд 29

Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
0 + j0,8
С
С
1,79 + j8,62
0,14 + j0,08
0,3 + j0,14
0,012 + j0
5,6

+ j0

Ес = 400 В

Z1∑ = 2,24 + j9,64

Z1∑д = 7,84 + j9,64

Слайд 30

Расчёт токов 3-фазного КЗ
Z1∑ = √ 2,242 + 9,642 = 9,9

мОм – без дуги
Z1∑д = √ 7,842 + 9,642 = 12,43 мОм – с дугой
I(3) = Ес / (√3 ∙ Z1∑(д))
Imax(3) = 400 / (√3 ∙ 9,9) = 23,33 кА – без дуги
Imin(3) = 400 / (√3 ∙ 12,43) = 18,59 кА – с дугой

Слайд 31

Расчёт токов 2-фазного КЗ (используется только схема прямой последовательности)

Слайд 32

Расчёт токов 2-фазного КЗ
изменяется сопротивление R1∑д :
R1∑д = R1∑ + Rд

/ 2 = 2,24 + 5,6 / 2 = 5,04 мОм
Z1∑д = √ 5,042 + 9,642 = 10,88 мОм
Z1∑ = 9,9 мОм – остаётся прежним
I(2) = Ес / (2 ∙ Z1∑(д))
Imax(2) = 400 / (2 ∙ 9,9) = 20,2 кА – без дуги
Imin(2) = 400 / (2 ∙ 10,88) = 18,39 кА – с дугой

Слайд 33

Расчёт токов 1-фазного КЗ (используются схемы прямой и нулевой последовательности)

Слайд 34

Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
0 + j0,8
С
С
1,79 + j8,62
0,14 + j0,08
0,3 + j0,14
0,012 + j0
5,6

+ j0

Ес = 400 В

Z1∑ = 2,24 + j9,64

Z1∑д = 7,84 + j9,64

Слайд 35

Т
К1
АВ
Ш
конт.
дуга
19,1 + j60,6
0,14 + j0,08
1,41 + j1,4
0,012 + j0
5,6 + j0
Z0∑

= 20,66 + j62,08

Z0∑д = 26,26 + j62,08

Слайд 36

Расчёт токов 1-фазного КЗ
R0∑ = 20,66 мОм; Х0∑ = 62,08 мОм;
R0∑д

= 26,26 мОм; Х0∑д = 62,08 мОм
Z0∑ = √ (2 ∙ R1∑ + R0∑)2 + (2 ∙ Х1∑ + Х0∑)2
Z0∑ = √ (2 ∙ 2,24 + 20,66)2 + (2 ∙ 9,64 + 62,08)2 = = 85,16 мОм – без дуги
Z0∑д = √ (2 ∙ 7,84 + 26,26)2 + (2 ∙ 9,64 + 62,08)2 = = 91,53 мОм – с дугой
I(1) = √3 ∙ Ес / Z0∑(д)
Imax(1) = √3 ∙ 400 / 85,16 = 8,14 кА – без дуги
Imin(1) = √3 ∙ 400 / 91,53 = 7,57 кА – с дугой

Слайд 37

Результаты расчёта токов КЗ

Слайд 38

Трансформаторы 10(6)/0,4 кВ
Схемы соединения обмоток:
Д/Yн
Y/Yн
Y/Zн

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Схема соединения «зигзаг»

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Автоматические выключатели

Слайд 45

Расцепители автоматов
Электро-
магнитный
Тепловой

Слайд 46

Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания
Принцип действия:
при больших токах КЗ –

быстрое втягивание якоря;
при небольших токах перегрузки кремнийорганическая жидкость замедляет втягивание якоря.
Отличия от электромагнитного расцепителя:
сочетает в себе функции двух классических расцепителей: электромагнитного и теплового.
ток срабатывания не зависит от температуры окружающего воздуха.

Слайд 47

якорь
катушка
плунжер
пружина
кр/орг. жидкость
неподвижный
стакан
Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания

Слайд 48

Большие токи
КЗ
Небольшие токи
Перегрузка

Слайд 49

Двухступенчатая ВТХ

Слайд 50

Характеристики АВ по виду кривой отключения
В – Уставка эмр = (3...5)Iном.

Освещение, вентильные устройства, генераторы, протяженные линии, установки с малыми пусковыми токами;
С – Уставка эмр = (5...10)Iном. Освещение, розеточные группы, установки с малыми пусковыми токами;
D – Уставка эмр = (10...14)Iном. Двигатели с большими пусковыми токами.
А. Полупроводниковые устройства, протяжённые цепи.
К – Уставка эмр = (10...14)Iном. Индуктивная нагрузка;
МА – Уставка эмр = (9,6...14,4)Iном. Только электромагнитный расцепитель. Электродвигатели;
Z – Уставка эмр = (2,4...3,6)Iном. Электронные устройства.

Слайд 51

Автоматический выключатель (АВВ)

Слайд 52

Рукоятка
Клемма
Неподвижный контакт
Подвижный контакт
Накладка из газогенерирующей
пластмассы
Дугогасительная камера
Электромагнитный
расцепитель
Би-металлическая пластина
Винт тепловой уставки
Schneider

Слайд 53

1-электромагнитный привод
2-рукоятка
3-рычаги
4-отключающая пружина
5-главный подвижный контакт (металлокерамика)
6-контактная пружина
7-дугогасительные контакты (металлокерамика)
8-дугогасительная камера
9-изогнутые шинки
10-контактная

пружина
11-главный неподвижный контакт (медь+серебро)
12-гибкая связь
13-несущая деталь
14-защелка
15-зубцы
16-пружина
17-максимальный расцепитель
18-минимальный расцепитель

Конструкция АВ с Iном ≥ 630 А

Слайд 54

Рото-активное размыкание (Compact фирмы «Schneider»)

Слайд 55

Трехступенчатая ВТХ. Координация параметров АВ (1) и электродвигателя (2)

Слайд 56

Предохранители

Слайд 57

Типы предохранителей
ПР-2 – разборные без наполнителя
ПН-2, ПП, НПР – разборные с

наполнителем (кварцевый песок)
НПН, ППН – неразборные с наполнителем

Слайд 58

Ориентировочные ВТХ предохранителей

Слайд 59

Старение предохранителей
При пусках, реверсах и торможении двигателей возможен ускоренный износ плавких

вставок и изменение их ВТХ.
Правило: изменения ВТХ не произойдет, если ток, протекающий через вставку, меньше половины тока её плавления за то же время.
Пример: Ток 5Iном.пв плавит вставку за 3 с. Значит, при токах до 2,5Iном.пв, действующих в течение 3 с, ускоренного износа не будет.

Слайд 60

При выборе предохранителей электродвигатели делят на 3 группы
1. АЭД с КЗР

с лёгкими условиями пуска:
tпуск = 2...5 с
пуски менее 15 раз в час
вентиляторы, металлорежущие станки, насосы, транспортеры
2. АЭД с КЗР с тяжёлыми условиями пуска:
tпуск = 10...15 с
пуски более 15 раз в час
мельницы, дробилки, центрифуги, краны
3. АЭД с ФР
Iпуск ≤ 2 Iном

Слайд 61

Выбор предохранителей для ЭД
для АЭД с лёгкими условиями пуска: Iном.пв = (0,4...0,5)

Iпуск
для АЭД с тяжёлыми условиями пуска: Iном.пв = (0,5...0,6) Iпуск
для АЭД с ФР: Iном.пв = (1,1...1,25) Iном.дв

Слайд 62

Аппарат
защиты
Осветительная сеть
ЛН, ЛЛ
ДРЛ, ДРИ,
ДНаТ
Силовая сеть
Линия к одиночным
электроприёмникам
Линия к группам
электроприёмников
t
I
Iнпв
Iнпв

≥
≥ Iнагр

Iнпв ≥
≥ 1,2Iнагр

Iозр

Iозр ≥
≥ Iнагр

Iозр ≥
≥ 1,3Iнагр

Iозр

Iозр ≥
≥ Iнагр

Iозр ≥
≥ 1,3Iнагр

Iэмр

Iнпв ≥ Iном
Iнпв ≥ Iпуск/2,5

Iозр ≥ 1,25Iном

Iозр ≥ 1,1∑Iнагр

Iнпв ≥ ∑Iнагр
Iнпв ≥
≥ Iпуск.max + ∑Iнагр 2,5

Iозр ≥ 1,1∑Iнагр
Iэмр ≥
1,2(Iпуск.max+∑Iнагр)

Iозр ≥ 1,25Iнагр
Iэмр ≥ 1,2Iпуск

Слайд 63

Отключающая способность
Токи
Токи КЗ
Токи нормального режима
ПКС
(ОПКС)
0
Iкз.макс
п.3.1.3

Слайд 64

Требования к отключающей способности АВ (ПУЭ, п.3.1.3)
Аппараты защиты по своей отключающей

способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети.
Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максимальным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению ОПКС, если выполняются условия: 1) защищающий их групповой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ; 2) ток уставки мгновенного расцепителя вышестоящего аппарата меньше тока ОПКС каждого из группы нестойких аппаратов; 3) такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса.

Слайд 65

Y
А Δt=0,2с
А11
А1 Δt=0,1с
ШМА-73 1600А
1000 кВА
Iн=1440А
26кА
50А
3х16+1х6
55А
21кА
6,5кА
550А
3х(3х120+1х50)
3х184=552А
24кА
А21
30А
3х6
32А
13кА
0,6кА
А2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
А31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
А34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
А32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
А33
(ВА13-29-33)
↓
ВА52-35-34
630 А
3,15 кА
47,5 кА
ВА55-39-35
1600 А
8 кА
80 кА
ВА55-43-35
200

А
2,4 кА
40 кА

ВА52-35-34

(50 А)
(0,6 кА)
(12 кА)
↓
80 А
0,96 кА
40 кА

(ВА13-29-33)
↓
ВА52-35-34

(31,5 А)
(0,189 кА)
(12 кА)
↓
80 А
0,96 кА
40 кА

100 А
1,4 кА
10 кА

ВА51Г31-34

50 А
0,15 кА
7(12) кА

ВА51-31-34

ВА51-25-34

ВА51Г25-34

25 А
0,175 кА
3,8(5) кА

16 А
0,22 кА
3(5) кА

Кi = 7

Слайд 66

Примечание
В обозначении автоматов ВА вместо дефиса иногда ставится буква Г.
Это значит,

что АВ предназначен для защиты двигателей.
ВА51Г31-34

Слайд 67

Выбор предохранителей по отключающей способности (п.1.4.20)
Предохранители следует выбирать по отключающей способности.

При этом в качестве расчетного тока следует принимать действующее значение периодической составляющей начального тока КЗ без учета токоограничивающей способности предохранителей.

Слайд 68

Остройка от пусков, самозапусков
Токи
Токи КЗ
Токи
нормального режима
Iзу
0
п.3.1.4 – для АВ,
п.5.3.56 –

для ПП

Токи
пуска,
самозапуска

Слайд 69

Координация ЗУ-электроприёмник (ПУЭ, п.3.1.4)
Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок

АВ следует выбирать:
1) по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников,
но таким образом, чтобы
2) аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.).
При этом следует учитывать разброс характеристик двигателей и АВ:
а) Кi двигателя может реально быть больше на 20%, чем каталожное значение;
б) Ток срабатывания отсечки АВ может реально быть меньше на 20%, чем уставка.

Слайд 70

Выбор уставок расцепителей АВ (п. 3.1.4 ПУЭ)

Слайд 71

А2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
А31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
А34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
А32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
А33
100 А
1 кА
10 кА
ВА51Г31-34
50 А
0,15 кА
7(12) кА
ВА51-31-34
ВА51-25-34
ВА51Г25-34
25 А
0,175 кА
3,8(5) кА
16 А
0,22

кА
3(5) кА

Кi = 7

Для линии 31
Кi = 7 ∙ 1,2 = 8,4 (повышается на 20%);
Iпуск = 95 ∙ 8,4 = 798 А;
ток срабатывания отсечки с кратностью 10:
Iэмр = 100 ∙ 10 ∙ 0,8 = 800 А (снижается на 20%).
Для линии 34
Кi = 7 ∙ 1,2 = 8,4 (повышается на 20%);
Iпуск = 14 ∙ 8,4 = 118 А;
ток срабатывания отсечки с кратность 14:
Iэмр = 16 ∙ 14 ∙ 0,8 = 179 А (снижается на 20%).

Для линии 2
максимальный пик тока в линии:
180 + 95 ∙ 7 = 845 А
ток срабатывания отсечки с кратностью 12:
Iэмр = 200 ∙ 12 = 2400 А

200 А
2,4 кА
40 кА

ВА52-35-34

Слайд 72

Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ)

Слайд 73

Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ)
Номинальные токи плавких вставок предохранителей должны выбираться

таким образом, чтобы обеспечивалось надежное отключение КЗ на зажимах электродвигателя (см. 1.7.79 и 3.1.8)
и вместе с тем чтобы электродвигатели при нормальных для данной электроустановки толчках тока (пиках технологических нагрузок, пусковых токах, токах самозапуска и т. п.) не отключались этой защитой.
С этой целью
для электродвигателей механизмов с легкими условиями пуска отношение пускового тока электродвигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не более 2,5,
а для электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска (большая длительность разгона, частые пуски и т.п.) это отношение должно быть равным 2,0-1,6.
Для электродвигателей ответственных механизмов с целью особо надежной отстройки предохранителей от толчков тока допускается принимать это отношение равным 1,6 независимо от условий пуска электродвигателя, если кратность тока КЗ на зажимах электродвигателя составляет не менее указанной в 3.1.8.

Слайд 74

П2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
П31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
П34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
П32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
П33
500 А
25 кА
ПН2-600
50 А
100 кА
ПН2-100
ПР-25
НПН-60
25 А
30 кА
40 А
10 кА
Кi = 7
лёгкие

условия пуска

П31: тяжелые условия пуска
Iпв = Iпуск/1,6 = 95 ∙ 7 / 1,6 = 416 А
ПН2-600 с Iпв = 500 А, Iпкс = 25 кА
П32: ПН2-100 с Iпв = 50 А, Iпкс = 100 кА
П33: ПР-25 с Iпв = 25 А, Iпкс = 30 кА
П34: лёгкие условия пуска
Iпв = Iпуск/2,5 = 14 ∙ 7 / 2,5 = 39,2 А
НПН2-60 с Iпв = 40 А, Iпкс = 10 кА

Для линии 2
максимальный пик тока в линии:
180 + 95 ∙ 7 = 845 А
Iпв = 845 / 1,6 = 528 А
ПН2-600 с Iпв = 630 А, Iпкс = 25 кА

630 А
25 кА

ПН2-600

Кi = 7
тяжелые условия пуска

Слайд 75

Координация АВ-кабель
Часто уставки аппаратов защиты необоснованно связывают с сечением защищаемой линии.

При этом исходят из того, что сечение линии выбрано по нагрузке.
На самом деле, сечение линии в ряде случаев может быть выбрано по иным условиям:
по потере напряжения;
по термической стойкости и невозгораемости кабелей;
по механической прочности кабелей.
Таким образом, если выбирать уставки аппаратов защиты по длительно допустимому току проводников, то чувствительность защиты будет необоснованно снижена.
Поэтому уставки аппаратов защиты следует выбирать по электрической нагрузке.

Слайд 76

Чувствительность
Токи
Токи КЗ
Токи нормального режима
Iзу
0
Iдд
Iкз.мин
п.3.1.9
п.3.1.8
Iзу
Iдд
Iкз.мин
Iзу
Чем меньше, тем лучше
Чем больше, тем лучше

Слайд 77

Чувствительность
3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов КЗ, обеспечивающую по

возможности наименьшее время отключения и требования селективности.
Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии:
одно-, двух- и трехфазных в сетях с глухозаземленной нейтралью;
двух- и трехфазных в сетях с изолированной нейтралью.
Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139.
7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий:
не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя;
не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

Слайд 78

ПУЭ, 7-е издание, п.1.7.79
В системе TN время автоматического отключения питания не

должно превышать значений, указанных в табл.1.7.1.
Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса I.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.
Допускаются значения времени отключения более указанных в табл. 1.7.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:
1) полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:
50 · Zц / U0
где Zц - полное сопротивление цепи “фаза-нуль”, Ом;
U0 - номинальное фазное напряжение цепи, В;
50 - падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В;
2) к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.
Допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.

Слайд 79

ПУЭ, 6-е издание, п.1.7.79
В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью

с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем:
в 3 раза номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя;
в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику.
При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), проводимость указанных проводников должна обеспечивать ток не ниже уставки тока мгновенного срабатывания, умноженной на коэффициент, учитывающий разброс (по заводским данным), и на коэффициент запаса 1,1. При отсутствии заводских данных для автоматических выключателей с номинальным током до 100 А кратность тока КЗ относительно уставки следует принимать не менее 1,4, а для автоматических выключателей с номинальным током более 100 А - не менее 1,25.
Полная проводимость нулевого защитного проводника во всех случаях должна быть не менее 50 % проводимости фазного проводника.
Если требования настоящего параграфа не удовлетворяются в отношении значения тока замыкания на корпус или на нулевой защитный проводник, то отключение при этих замыканиях должно обеспечиваться при помощи специальных защит.

Слайд 80

ПУЭ, 6-е издание, п.1.7.79
Проводимость фазных проводников и РЕ должна быть такой,

чтобы при замыкании на корпус или на РЕ возникал ток КЗ:
> 3 ∙ Iном.пв предохранителя;
> 3 ∙ Iном.озр автоматического выключателя.
При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только ЭМР:
> 1,1 ∙ Кразброса ∙ Iном.эмр. При отсутствии заводских данных:
> 1,4 ∙ Iном.эмр (при Iном ≤ 100 А),
> 1,25 ∙ Iном.эмр (при Iном > 100 А).
Полная проводимость РЕ должна быть не менее 50 % проводимости фазного проводника.
Если требования настоящего параграфа не удовлетворяются в отношении значения тока замыкания на корпус или на РЕ, то отключение при этих замыканиях должно обеспечиваться при помощи специальных защит.

Слайд 81

ПТЭ электроустановок потребителей 2003 г. Приложение 3, таблица 28, п.28.4
При замыкании на

корпус или нулевой рабочий проводник
ток ОКЗ должен составлять не менее:
3-кратного значения номинального тока плавкой вставки предохранителя;
3-кратного значения номинального тока нерегулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратнозависимой от тока характеристикой;
3-кратного значения уставки по току срабатывания регулируемого расцепителя автоматического выключателя обратнозависимой от тока характеристикой;
значения 1,1∙ Iном ∙ N для автоматических выключателей с мгновенным расцепителем, где N = 5; 10; 20 при характеристиках В, С, D; Iном – номинальный ток автоматического выключателя.

Слайд 82

Чувствительность
3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты

от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:
300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.
Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3.

Слайд 83

Пояснение к п. 3.1.9
Учитывая недостаточную достоверность результатов определения токов КЗ в

сетях напряжением до 1 кВ и в целях освобождения проектировщиков от трудоемких расчетов, допускается при определенных условиях, не делать расчетную проверку кратности тока КЗ на соответствие требованиям п. 3.1.8.
Оговоренные в п. 3.1.9 кратности токов всегда можно обеспечить, завышая сечение проводников, выбранных по расчетному току. Но это противоречит требованиям экономного расходования проводниковых материалов.
Поэтому, если эти кратности обеспечиваются для сечения проводника, выбранного по расчетному току, делать проверку кратности тока КЗ не обязательно.
Если же оговоренные в п. 3.1.9 кратности могут быть обеспечены только за счет увеличения сечения проводника, необходимо выполнять расчетную проверку для сечения, выбранного по расчетному току.
Если проверка покажет, что кратность тока КЗ удовлетворяет требованиям п. 3.1.8, увеличивать сечение проводника не нужно.

Слайд 84

Чувствительность
3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты

Слайд 85

П2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
П31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
П34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
П32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
П33
500 А
25 кА
ПН2-600
50 А
100 кА
ПН2-100
ПР-25
НПН-60
25 А
30 кА
40 А
10 кА
Кi = 7
лёгкие

условия пуска

П31: К = 500/110 = 4,55 > 3
П32: К = 50/60 = 0,83
П33: К = 25/27 = 0,93
П34: К = 40/19 = 2,11
П2: К = 630/184 = 3,42 > 3

630 А
25 кА

ПН2-600

Кi = 7
тяжелые условия пуска

Слайд 86

3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная

по 3.1.9 и 3.1.11,
не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, приведенных в гл. 1.3,
допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения,
но не менее, чем это требуется по расчетному току.
Пояснения:
1) требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника – это наименьший ток, удовлетворяющий кратностям, оговоренным в пп. 3.1.9, 3.1.11.
2) В целях экономии проводникового материала допускается некоторое увеличение этих кратностей. Можно применять ближайшее меньшее сечение.

Слайд 87

П2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
П31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
П34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
П32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
П33
500 А
25 кА
ПН2-600
50 А
100 кА
25 А
30 кА
40 А
10 кА
Кi = 7
лёгкие

условия пуска

Алюминий
П31:
3-жильный кабель
Iдд.треб = 500/3 = 167 А
Требуется проверка по минимальному току КЗ
П2:
4-жильный кабель
Iдд.треб = 630/3 = 210 А

630 А
25 кА

ПН2-600

Кi = 7
тяжелые условия пуска

Слайд 88

П2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
2…7,2кА
П31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
П34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
П32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
П33
500 А
25 кА
ПН2-600
50 А
100 кА
25 А
30 кА
40 А
10 кА
Кi = 7
лёгкие

условия пуска
П31:
Кч= 2000/500 = 4 > 3
по п.1.7.79

630 А
25 кА

ПН2-600

Кi = 7
тяжелые условия пуска

Слайд 89

Чувствительность
3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты

Слайд 90

А2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
А31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
А34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
А32
25А
3х4
27А
7кА
0,5…1,6кА
А33
100 А
1 кА
10 кА
50 А
0,15 кА
7(12) кА
25 А
0,175 кА
1,5 кА
16 А
0,22

кА
3(5) кА

Кi = 7

Допустим, для защиты линии 33 выбран ВА13-25-32, имеющий только максимальный мгновенный расцепитель.
К = 175/27 = 6,48 > 4,5.
Iдд.треб = 175/4,5 = 39 А
Требуется проверка по минимальному току КЗ:
Iкз > 1,1 ∙ Кразброса ∙ Iном.эмр.
500 > 1,1 ∙ 1,2∙ 175 = 231 А

200 А
2,4 кА
40 кА

ВА13-25-32

Слайд 91

Чувствительность
3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты

Слайд 92

Y
А Δt=0,2с
А11
А1 Δt=0,1с
ШМА-73 1600А
1000 кВА
Iн=1440А
26кА
50А
3х16+1х6
55А
21кА
2,2…6,5кА
550А
3х(3х120+1х50)
3х184=552А
24кА
А21
30А
3х6
32А
13кА
0,2…0,6кА
А2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
А31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
А34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
А32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
А33
ВА52-35-34
630 А
3,15 кА
47,5 кА
ВА55-39-35
1600 А
8 кА
80 кА
ВА55-43-35
200

А
2,4 кА
40 кА

ВА52-35-34

80 А
0,96 кА
40 кА

ВА52-35-34

80 А
0,96 кА
40 кА

100 А
1,4 кА
10 кА

ВА51Г31-34

50 А
0,15 кА
7(12) кА

ВА51-31-34

ВА51-25-34

ВА51Г25-34

25 А
0,175 кА
3,8(5) кА

16 А
0,22 кА
3(5) кА

Кi = 7

Слайд 93

К таким аппаратам относятся все АВ кроме А и А1.
А11: К =

80 / 55 = 1,45 > 1
А2: К = 200 / 184 = 1,09 > 1
А21: К = 80 / 32 = 2,5 > 1
Для А11, А2, А21 требуется дальнейшая проверка.
А31: К = 100 / 110 = 0,91 < 1
А32: К = 50 / 60 = 0,83 < 1
А33: К = 25 / 27 = 0,93 < 1
А34: К = 16 / 19 = 0,84 < 1

Слайд 94

А11: Iдд.треб = 80 / 1 = 80 А
s = 3х16 +

1х6 мм2
Требуется проверка по минимальному току КЗ
А21: Iдд.треб = 80 / 1 = 80 А
s = 3х6 мм2
Требуется проверка по минимальному току КЗ
А2: Iдд.треб = 200 / 1 = 200 А
s = 3х120 + 1х150 мм2

Слайд 95

А11: Кч = 2200 / 80 = 27,5 > 3
А21: Кч

= 200 / 80 = 2,5 < 3
Повышаем сечение на ступень:
6 мм2 → 10 мм2
Iкз = 200 А → Iкз = 330 А
Кч = 330 / 80 = 4,13 > 3

Слайд 96

Чувствительность
3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты

Слайд 97

К таким аппаратам относятся А и А1.
А: К = 1600 ∙ 1,25

/ 1600 = 1,25 = 1,25
А1: К = 630 ∙ 1,25 / 552 = 1,43 > 1,25
Для А1 требуется дальнейшая проверка.

Слайд 98

А1: Iдд.треб = 630 ∙ 1,25 / 1,25 = 630 А
s =

3х(3х120+1х50) мм2
630 / 3 = 210 А

Слайд 99

Чувствительность защиты
проверяется по КЗ в конце кабельной линии;
проверяется по 1-фазному дуговому

КЗ;
сильно зависит от параметров кабеля

Слайд 100

Кабели 0,4 кВ

Слайд 101

Аббревиатуры кабелей с бумажной изоляцией

Слайд 102

Аббревиатуры кабелей с пластмассовой изоляцией

Слайд 103

Кабели нового поколения с улучшенными показателями пожарной безопасности

Слайд 104

Области применения пожаробезопасных кабелей (утверждены в НТД)

Слайд 105

Области применения пожаробезопасных кабелей (рекомендованы, но не утверждены в НТД)

Слайд 106

Расчет нагрева кабелей
Назначение расчета нагрева кабелей
Уравнение теплового баланса.
Понятие теплового импульса.
Способы расчета

температуры нагрева жил кабелей при КЗ.

Слайд 107

Требования к кабелям
Термическая стойкость (ТС) – когда отсутствуют:
приваривание конструкционных элементов друг

к другу;
оплавление битума;
образованием складок на оболочке;
сваривание ПВХ-лент;
прорывы алюминиевой оболочки;
трещины в корпусе
Невозгораемость (НВ) – когда отсутствуют:
возгорание изоляции
выделение дыма

Слайд 108

Последствия нарушения НВ
Возникновение очагов горения по всей длине кабеля
Возгорание соседних неповрежденных

кабелей
Распространение пожара на другие помещения или установки

Слайд 109

Каковы допустимые температуры по условиям ТС и НВ?
1983-1987 гг., ВНИИКП и

НИЦ ВВА - стендовые испытания кабелей с алюминиевыми жилами, с пропитанной бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке на напряжение 6 кВ сечением 95 мм2.
Вывод:
ТС нарушается при 200-300°С
НВ нарушается при 310-400°С

Слайд 110

Допустимые температуры нагрева кабелей при КЗ по условиям ТС и НВ

Слайд 111

Критерии выбора кабелей
Номинальное напряжение
Экономическая плотность тока (S ≥ I / jэк)
Длительно

допустимый ток (I ≤ Iдд)
Падение напряжения в нормальном режиме (∆U ≤ ∆Uдоп)
Падение напряжения при пуске АЭД (∆U ≤ 20-30%)
Термическая стойкость
Невозгораемость

Слайд 112

Проверке по экономической плотности тока не подлежат:
кабели промышленных предприятий при Тmax

< 5000 ч;
ответвления к отдельным эл.приёмникам;
осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
кабели временных сооружений со сроком службы 3-5 лет.

Слайд 113

Экономическая плотность тока, jэк, А/мм2
S ≥ I / jэк

Слайд 114

Длительно допустимый ток Iдд для медных кабелей, прокладываемых в воздухе, А

Слайд 115

Длительно допустимый ток Iдд для алюминиевых кабелей, прокладываемых в воздухе, А

Слайд 116

Расчет падения напряжения в кабеле
∆U = √3 ∙ I ∙ lкаб

∙(rуд ∙ cosφ + xуд ∙ sinφ)
∆Uдоп = 2…10 %
Пример:
Uном.дв = 380 В
на шинах должно быть 1,05 ∙ Uном.дв = 400 В
на статоре двигателя допускается:
Uмин.дв = 0,95 ∙ Uном.дв = 361 В (итого 10%)

Слайд 117

Методика проверки кабелей на ТС и НВ
Циркуляр №Ц-02-98(Э) (РАО “ЕЭС России”,

СПО ОРГРЭС, 1998)
«О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока
короткого замыкания»
Выбор расчетной точки, вида и продолжительности КЗ
Расчет теплового импульса
Расчет конечной температуры нагрева жил кабеля и сравнение с допустимой температурой по условиям ТС и НВ
Сравнение с допустимой температурой

Слайд 118

Особенности проверки кабелей на ТС
Сценарий аварии:
произошло КЗ в начале кабеля

присоединения,
сработала основная защита присоединения,
отключился выключатель присоединения
Продолжительность КЗ: t = tрз.осн + tов = (0,04…0,13) с
Θдоп = 200…300°С

Слайд 119

Особенности проверки кабелей на НВ
Сценарий аварии:
произошло КЗ в начале (или

за отрезком 20-50 метров) кабеля присоединения,
либо не сработала основная защита присоединения, либо не отключился выключатель присоединения
отключился выключатель ввода на секцию от ТСН
Продолжительность КЗ: t = tрз.рез + tов = (0,4…0,6) с
Θдоп = 310…400°С

Слайд 120

Расчетная схема при проверке кабелей на ТС и НВ

Слайд 121

Расчет конечной температуры нагрева жил кабеля
пропитанная бумажная изоляция: θдд = 80°С

пластмассовая изоляция: θдд = 70°С
изоляция из вулканизированного п/э: θдд = 90°С
b = 19,58 для меди
b = 45,65 для алюминия
В = I2пос(tоткл + 0,02) + (0,3Iпос·Iпо АД + 0,1I2по АД)·tоткл

Слайд 122

Номограмма для определения температуры кабеля при КЗ

Слайд 123

Недостатки циркуляра №Ц-02-98(Э) и противоречия с ПУЭ
1. Циркуляр требует выбирать кабели

по термической стойкости и невозгораемости, а ПУЭ – только по термической стойкости.
2. В ПУЭ ничего не говорится о проверке кабелей до 1 кВ по термической стойкости и невозгораемости.
3. Кабельные линии из 2-х и более параллельных пучков циркуляр рекомендует проверять на нагрев при КЗ в начале кабельной линии, а ПУЭ – в конце, где токи и тепловой импульс значительно ниже.
4. В циркуляре приведены значения длительно допустимых токов для кабелей разного исполнения. Эти данные отличаются от аналогичных таблиц ПУЭ.
5. После выхода циркуляра появились «Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования». Во введении сказано, что эти Руководящие указания согласованы с действующими ГОСТ и ПУЭ, но нет упоминания о циркуляре.
6. В Циркуляре отсутствуют данные по кабелям с повышенной пожарной безопасностью (нг, нг-LS, нг-HF, нг-FR).

Слайд 124

Пути решения проблемы дальнего резервирования
1. Схемные решения.
1.1. Сооружение добавочных вторичных

сборок с дополнительными АВ.
1.2. Секционирование распределительного щита.
1.3. Последовательное включение двух защитных аппаратов.
2. Аппаратные решения.
2.1. Применение резервной релейной защиты, реагирующей на токи в присоединениях.
2.2. Применение выносной защиты от многофазных КЗ.
2.3. Применение предохранителей с защитой от неполнофазного режима.
2.4. Применение логической селективности.
2.5. Совершенствование характеристик АВ, снижение уставок селективности.
2.6. Проектирование и производство микропроцессорных защит 0,4 кВ.
2.7. Применение устройства защитного отключения (УЗО).
2.8. Применение «силовой» функции АВ
3. Методические решения.
3.1. Совершенствование методик расчета токов КЗ.
3.2. Совершенствование методик расчета температур нагрева жил кабелей.
3.3. Создание общей методики расчета электротеплового процесса с учетом всех факторов, присущих сетям 0,4 кВ.
3.4. Создание общего алгоритма выбора коммутационной аппаратуры и токоведущих частей.
4. Нормативные решения.
4.1. Уточнение требований выбора и настройки защит.
4.2. Уточнение требований выбора кабелей по термической и пожарной стойкости.
4.3. Создание чёткой иерархии нормативных актов.
4.4. Переработка ПУЭ в части требований проверки кабелей на нагрев с учетом чувствительности защит и требований по электробезопасности.

Слайд 125

1. Схемные решения.
1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ.
1.2. Секционирование

распределительного щита.
1.3. Последовательное включение двух защитных аппаратов.

Слайд 126

1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ

Слайд 127

1.1. Сооружение добавочных вторичных сборок с дополнительными АВ

Слайд 128

1.2. Секционирование распределительного щита

Слайд 129

1.2. Секционирование распределительного щита

Слайд 130

1.3. Последовательное включение двух защитных аппаратов
Надежное ближнее резервирование.
«АВ+АВ»; «АВ+предохранитель».
Повышенные капитальные

затраты.
При использовании предохранителей можно снизить требования по отключающей способности АВ, что в некоторой степени компенсирует расходы на второй защитный аппарат.

Слайд 131

2. Аппаратные решения.
2.1. Применение резервной релейной защиты, реагирующей на токи

в присоединениях.
2.2. Применение выносной защиты от многофазных КЗ.
2.3. Применение предохранителей с защитой от неполнофазного режима.
2.4. Применение логической селективности.
2.5. Совершенствование характеристик АВ, снижение уставок селективности.
2.6. Проектирование и производство микропроцессорных защит 0,4 кВ.
2.7. Применение устройства защитного отключения (УЗО).
2.8. Применение «силовой» функции в АВ

Слайд 132

2.1. Применение резервной релейной защиты, реагирующей на токи в присоединениях.
Селективность

– за счёт отстройки времени срабатывания вводного АВ относительно АВ присоединения.
Уставка по току резервной защиты = уставке основной защиты

Слайд 133

2.2. Применение выносной защиты от многофазных КЗ.
Вводной АВ резервирует защиту

только начальных участков кабелей, а для резервирования защиты от КЗ в конце кабельных линий используется выносная РЗ.
Ток срабатывания выносной РЗ отстраивается только от нагрузки секции, а отстройка от пусковых токов осуществляется задержкой времени.
При этом не решается проблема увеличения провалов напряжения и ухудшения условий самозапуска.

Слайд 134

2.3. Применение предохранителей с защитой от неполнофазного режима
Ближнее резервирование обеспечивается предохранителями.

Применение предохранителей для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей не всегда приветствуется по условиям неполнофазного режима.
КЗ отключается предохранителем, установленным в одной из фаз.
Остальные два предохранителя продолжают проводить ток к статору двигателя, который продолжает работать, но уже в неполнофазном режиме, потребляя повышенные токи (1,8...2,5)Iном и подвергаясь нерасчетным нагревам.
Зарубежные фирмы-изготовители освоили выпуск предохранителей с контролем состояния соседних фаз – при перегорании плавкой вставки в фазе А, срабатывает специальный расцепитель, и устройство отключает фазы В и С.
На отечественных энергообъектах такие устройства пока не прошли должного апробирования.

Слайд 135

2.4. Применение логической селективности
Основана на обмене сигналами между АВ по специальному

контрольному проводу.
Если нижестоящий АВ чувствует КЗ, то он передает блокирующий сигнал вышестоящему АВ. Получив этот сигнал, вышестоящий АВ полностью отрабатывает свою выдержку времени и либо не срабатывает (обеспечивая селективность при успешном отключении нижестоящего АВ), либо отключается (обеспечивая дальнее резервирование при отказе нижестоящей защиты).
Если сигнал о КЗ от нижестоящего АВ не поступает, то вышестоящий АВ отключается мгновенно, без учета выдержки времени своего расцепителя.
Логическая селективность позволяет осуществить дальнее резервирование.
Одновременно обеспечивается быстродействие защиты.
Недостатки:
– усложнение электрических связей между АВ;
– неэффективность для схем с мощными двигателями.

Слайд 136

Логическая селективность
~
Нет блокирующего импульса.
Вводной АВ срабатывает без выдержки времени
Есть блокирующий импульс.
Вводной

АВ срабатывает с выдержкой времени

Слайд 137

Неэффективность логической селективности для схем с мощными двигателями
Нет блокирующего импульса.
Вводной АВ

ложно срабатывает.

Слайд 138

2.5. Совершенствование характеристик АВ, снижение уставок селективности
Снижение уставок селективности ограничено

неточностью ВТХ расцепителей, а также большой дискретностью уставок по времени.
Применение температурной компенсации позволит снизить температурный разброс точек ВТХ автомата.
При этом упрощается селективная отстройка защит с одновременным повышением их быстродействия.
Новые принципы гашения дуги и повышение отключающей способности автоматов.
Высокая предельная коммутационная способность за счет быстрого введения в межконтактный промежуток электрической дуги, обладающей высоким сопротивлением.
Принцип ротоактивного размыкания контактов.

Слайд 139

2.6. Проектирование и производство микропроцессорных защит 0,4 кВ
Современные МП терминалы защит

0,4 кВ, отличающие режимы пуска и самозапуска от удаленных КЗ.
Например, блок БМРЗ-0,4 (НТЦ «Механотроника»), предназначенный для выполнения функций РЗиА, управления и сигнализации выключателей рабочих и аварийных вводов секций 0,4 кВ КТП 6(10)/0,4 кВ.
Использование в блоке аналого-цифровой и микропроцессорной элементной базы обеспечивает высокую точность измерений и постоянство характеристик, что позволяет существенно повысить чувствительность и быстродействие защит, а также уменьшить ступени селективности.

Слайд 140

2.7. Применение УЗО
Основная сложность в обеспечении дальнего резервирования – низкая чувствительность

резервной защиты при малых токах КЗ (1-фазные дуговые КЗ в конце кабеля).
До сих пор речь шла о способах обеспечении невозгораемости кабелей при уже возникшем КЗ. Ряд КЗ действительно являются внезапными. Но вместе с тем существуют ситуации, когда КЗ образуется в результате длительного предшествующего процесса ослабления изоляции, сопровождающегося малыми токами утечки.
УЗО реагирует на такие утечки и отключает питание, не дожидаясь возникновения КЗ и тем более – возгорания кабеля.
В случае внезапного КЗ или внезапной утечки, обусловленной контактом человека с токоведущей частью, УЗО также срабатывает.
Время срабатывания УЗО 0,03…0,5 с.
Следует учитывать особенности применения УЗО в различных системах заземления.

Слайд 141

2.8. Применение «силовой» функции АВ
«Силовая» функция:
s(t) = ia2 + ib2 +

ic2

Слайд 142

2.8. Применение «силовой» функции АВ
«Силовая» функция не зависит от начальной фазы

переходного процесса

Пуск АЭД

Удаленное к.з.

Слайд 143

2.8. Применение «силовой» функции АВ

Слайд 144

3. Методические решения
3.1. Совершенствование методик расчета токов КЗ.
3.2. Совершенствование методик расчета

температур нагрева жил кабелей.
3.3. Создание общей методики расчета электротеплового процесса с учетом всех факторов, присущих сетям 0,4 кВ.
3.4. Создание общего алгоритма выбора коммутационной аппаратуры и токоведущих частей.

Слайд 145

4. Нормативные решения
4.1. Уточнение требований выбора и настройки защит.
4.2. Уточнение требований

выбора кабелей по термической и пожарной стойкости.
4.3. Создание чёткой иерархии нормативных актов.
4.4. Переработка ПУЭ в части требований проверки кабелей на нагрев с учетом чувствительности защит и требований по электробезопасности.

Слайд 146

Нормативно-техническая документация в части выбора электрооборудования до 1 кВ
ГОСТ 28249-93. КЗ

в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
ГОСТ 28895-91. Расчет термически допустимых токов КЗ с учетом неадиабатического нагрева.
ГОСТ 50345-99. АВ In < 125А; Icu < 25кА бытовые, необслуживаемые.
ГОСТ 50030.1-2000. АВ, методы испытаний.
ГОСТ 50030.2-99. АВ
ГОСТ 11206-77. Контакторы электромагнитные низковольтные.
Циркуляр №Ц-02-98(Э). О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замыкания
ПУЭ. Глава 1.4. Выбор электрических аппаратов и проводников по условию КЗ.
ПУЭ. Глава 3.1. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ.
РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. Под ред. Б. Н. Неклепаева и профессоров МЭИ.

Особенности выбора электрооборудования напряжением до 1000 В

Содержание

Особенности расчета в сетях до 1 кВНаличие активного сопротивления, сопоставимого с

Тепловой спад тока КЗАктивное сопротивление кабеля:R(θ) = R0(1 + α(θ –

Температуры нагрева жил кабелей

Расчет электротеплового процессаЭлектротепловой процесс – это совокупность следующих влияющих друг на

Расчет токов КЗНазначение расчета токов КЗРасчет токов 3-фазного КЗРасчет токов 1-фазного

Пример расчет токов КЗ по ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках.

Рассчитать токи КЗ в точке К1: металлические и дуговые 1-, 2-, 3-фазные

Схема замещения прямой последовательностиТК1↓АВШконт.дугаСС

Схема замещения нулевой последовательностиТК1АВШконт.дуга

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательностиСистемаТрансформаторАвтоматический выключательШинопроводКонтактыЭлектрическая дуга

Система 6,3 кВДано:Uсист = 6,3 кВ – номинальное напряжение системыSк =

Трансформатор ТС-1000/6Дано:схема Y / Yн - 0Uном = 6,3 / 0,4

Автоматический выключательДано:тип «Электрон»Iном = 1600 А – номинальный токРасчёт:Iном ≥ Sт.ном

ШинопроводДано:марка ШМА-1600rуд = 0,03 мОм/м – удельное активное сопротивлениехуд = 0,014

Болтовые контактыДано:Rконт = 0,003 мОм – сопротивление одного контактаn = 4

Электрическая дугаДано:Sт.ном = 1000 кВА – номинальная мощность трансформатораl = 10

Рис.22 Зависимость rд(lш) при 3-фазном к.з. за трансформаторами мощностью 400, 1000, 1600,

Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательностиСистема – не входитТрансформатор – изменяется

Трансформатор ТС-1000/6Дано:Zо = 19,1 + j60,6 мОм – сопротивление нулевой последовательности

ШинопроводДано:марка ШМА-1600rнп = 0,037 мОм/м – удельное активное сопротивление нулевого проводникахнп

Схема замещения прямой последовательности (сопротивления указаны в мОм)ТК1↓АВШконт.дуга0 + j0,8СС1,79 + j8,620,14

Схема замещения нулевой последовательности (сопротивления указаны в мОм)ТК1АВШконт.дуга19,1 + j60,60,14 + j0,081,41

Расчёт токов 3-фазного КЗ (используется только схема прямой последовательности)

ТК1↓АВШконт.дуга0 + j0,8СС1,79 + j8,620,14 + j0,080,3 + j0,140,012 + j05,6

Расчёт токов 3-фазного КЗZ1∑ = √ 2,242 + 9,642 = 9,9

Расчёт токов 2-фазного КЗ (используется только схема прямой последовательности)

Расчёт токов 2-фазного КЗизменяется сопротивление R1∑д :R1∑д = R1∑ + Rд

Расчёт токов 1-фазного КЗ (используются схемы прямой и нулевой последовательности)

ТК1↓АВШконт.дуга0 + j0,8СС1,79 + j8,620,14 + j0,080,3 + j0,140,012 + j05,6

ТК1АВШконт.дуга19,1 + j60,60,14 + j0,081,41 + j1,40,012 + j05,6 + j0Z0∑

Расчёт токов 1-фазного КЗR0∑ = 20,66 мОм; Х0∑ = 62,08 мОм;R0∑д

Результаты расчёта токов КЗ

Трансформаторы 10(6)/0,4 кВСхемы соединения обмоток:Д/YнY/YнY/Zн

Схема соединения «зигзаг»

Автоматические выключатели

Расцепители автоматовЭлектро-магнитныйТепловой

Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатыванияПринцип действия:при больших токах КЗ –

якорькатушкаплунжерпружинакр/орг. жидкостьнеподвижныйстаканЭлектромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания

Большие токиКЗНебольшие токиПерегрузка

Двухступенчатая ВТХ

Характеристики АВ по виду кривой отключенияВ – Уставка эмр = (3...5)Iном.

Автоматический выключатель (АВВ)

Рото-активное размыкание (Compact фирмы «Schneider»)

Трехступенчатая ВТХ. Координация параметров АВ (1) и электродвигателя (2)

Предохранители

Типы предохранителейПР-2 – разборные без наполнителяПН-2, ПП, НПР – разборные с

Ориентировочные ВТХ предохранителей

Старение предохранителейПри пусках, реверсах и торможении двигателей возможен ускоренный износ плавких

При выборе предохранителей электродвигатели делят на 3 группы1. АЭД с КЗР

Выбор предохранителей для ЭДдля АЭД с лёгкими условиями пуска: Iном.пв = (0,4...0,5)

Аппарат защитыОсветительная сетьЛН, ЛЛДРЛ, ДРИ, ДНаТСиловая сетьЛиния к одиночнымэлектроприёмникамЛиния к группамэлектроприёмниковtIIнпвIнпв

Отключающая способностьТокиТоки КЗТоки нормального режимаПКС(ОПКС)0Iкз.максп.3.1.3

Требования к отключающей способности АВ (ПУЭ, п.3.1.3)Аппараты защиты по своей отключающей

ПримечаниеВ обозначении автоматов ВА вместо дефиса иногда ставится буква Г.Это значит,

Выбор предохранителей по отключающей способности (п.1.4.20) Предохранители следует выбирать по отключающей способности.

Остройка от пусков, самозапусковТокиТоки КЗТоки нормального режимаIзу0п.3.1.4 – для АВ,п.5.3.56 –

Координация ЗУ-электроприёмник (ПУЭ, п.3.1.4)Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок

Выбор уставок расцепителей АВ (п. 3.1.4 ПУЭ)

А2180А3х120+1х50184А20кА95А3х50110А10кА7,2кАА31Д14А3х2,519А7кА1кАА34Д50А3х1660А8кА4кАА3225А3х427А7кА1,6кАА33100 А1 кА10 кАВА51Г31-3450 А0,15 кА7(12) кАВА51-31-34ВА51-25-34ВА51Г25-3425 А0,175 кА3,8(5) кА16 А0,22

Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ)

Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ)Номинальные токи плавких вставок предохранителей должны выбираться

П2180А3х120+1х50184А20кА95А3х50110А10кА7,2кАП31Д14А3х2,519А7кА1кАП34Д50А3х1660А8кА4кАП3225А3х427А7кА1,6кАП33500 А25 кАПН2-60050 А100 кАПН2-100ПР-25НПН-6025 А30 кА40 А10 кАКi = 7лёгкие

Координация АВ-кабельЧасто уставки аппаратов защиты необоснованно связывают с сечением защищаемой линии.

Особенности расчета в сетях до 1 кВ
Наличие активного сопротивления, сопоставимого с

Тепловой спад тока КЗ
Активное сопротивление кабеля:
R(θ) = R0(1 + α(θ –

Расчет электротеплового процесса
Электротепловой процесс – это совокупность следующих влияющих друг на

Расчет токов КЗ
Назначение расчета токов КЗ
Расчет токов 3-фазного КЗ
Расчет токов 1-фазного

Схема замещения прямой последовательности
Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
С
С

Схема замещения нулевой последовательности
Т
К1
АВ
Ш
конт.
дуга

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности
Система
Трансформатор
Автоматический выключатель
Шинопровод
Контакты
Электрическая дуга

Система 6,3 кВ
Дано:
Uсист = 6,3 кВ – номинальное напряжение системы
Sк =

Трансформатор ТС-1000/6
Дано:
схема Y / Yн - 0
Uном = 6,3 / 0,4

Автоматический выключатель
Дано:
тип «Электрон»
Iном = 1600 А – номинальный ток
Расчёт:
Iном ≥ Sт.ном

Шинопровод
Дано:
марка ШМА-1600
rуд = 0,03 мОм/м – удельное активное сопротивление
худ = 0,014

Болтовые контакты
Дано:
Rконт = 0,003 мОм – сопротивление одного контакта
n = 4

Электрическая дуга
Дано:
Sт.ном = 1000 кВА – номинальная мощность трансформатора
l = 10

Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности
Система – не входит
Трансформатор – изменяется

Трансформатор ТС-1000/6
Дано:
Zо = 19,1 + j60,6 мОм – сопротивление нулевой последовательности

Шинопровод
Дано:
марка ШМА-1600
rнп = 0,037 мОм/м – удельное активное сопротивление нулевого проводника
хнп

Схема замещения прямой последовательности (сопротивления указаны в мОм)
Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
0 + j0,8
С
С
1,79 + j8,62
0,14

Схема замещения нулевой последовательности (сопротивления указаны в мОм)
Т
К1
АВ
Ш
конт.
дуга
19,1 + j60,6
0,14 + j0,08
1,41

Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
0 + j0,8
С
С
1,79 + j8,62
0,14 + j0,08
0,3 + j0,14
0,012 + j0
5,6

Расчёт токов 3-фазного КЗ
Z1∑ = √ 2,242 + 9,642 = 9,9

Расчёт токов 2-фазного КЗ
изменяется сопротивление R1∑д :
R1∑д = R1∑ + Rд

Т
К1
↓
АВ
Ш
конт.
дуга
0 + j0,8
С
С
1,79 + j8,62
0,14 + j0,08
0,3 + j0,14
0,012 + j0
5,6

Т
К1
АВ
Ш
конт.
дуга
19,1 + j60,6
0,14 + j0,08
1,41 + j1,4
0,012 + j0
5,6 + j0
Z0∑

Расчёт токов 1-фазного КЗ
R0∑ = 20,66 мОм; Х0∑ = 62,08 мОм;
R0∑д

Трансформаторы 10(6)/0,4 кВ
Схемы соединения обмоток:
Д/Yн
Y/Yн
Y/Zн

Расцепители автоматов
Электро-
магнитный
Тепловой

Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания
Принцип действия:
при больших токах КЗ –

якорь
катушка
плунжер
пружина
кр/орг. жидкость
неподвижный
стакан
Электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедлением срабатывания

Большие токи
КЗ
Небольшие токи
Перегрузка

Характеристики АВ по виду кривой отключения
В – Уставка эмр = (3...5)Iном.

Типы предохранителей
ПР-2 – разборные без наполнителя
ПН-2, ПП, НПР – разборные с

Старение предохранителей
При пусках, реверсах и торможении двигателей возможен ускоренный износ плавких

При выборе предохранителей электродвигатели делят на 3 группы
1. АЭД с КЗР

Выбор предохранителей для ЭД
для АЭД с лёгкими условиями пуска: Iном.пв = (0,4...0,5)

Аппарат
защиты
Осветительная сеть
ЛН, ЛЛ
ДРЛ, ДРИ,
ДНаТ
Силовая сеть
Линия к одиночным
электроприёмникам
Линия к группам
электроприёмников
t
I
Iнпв
Iнпв

Отключающая способность
Токи
Токи КЗ
Токи нормального режима
ПКС
(ОПКС)
0
Iкз.макс
п.3.1.3

Требования к отключающей способности АВ (ПУЭ, п.3.1.3)
Аппараты защиты по своей отключающей

Примечание
В обозначении автоматов ВА вместо дефиса иногда ставится буква Г.
Это значит,

Выбор предохранителей по отключающей способности (п.1.4.20)
Предохранители следует выбирать по отключающей способности.

Остройка от пусков, самозапусков
Токи
Токи КЗ
Токи
нормального режима
Iзу
0
п.3.1.4 – для АВ,
п.5.3.56 –

Координация ЗУ-электроприёмник (ПУЭ, п.3.1.4)
Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок

Выбор предохранителей (п. 5.3.56 ПУЭ)
Номинальные токи плавких вставок предохранителей должны выбираться

П2
180А
3х120+1х50
184А
20кА
95А
3х50
110А
10кА
7,2кА
П31
Д
14А
3х2,5
19А
7кА
1кА
П34
Д
50А
3х16
60А
8кА
4кА
П32
25А
3х4
27А
7кА
1,6кА
П33
500 А
25 кА
ПН2-600
50 А
100 кА
ПН2-100
ПР-25
НПН-60
25 А
30 кА
40 А
10 кА
Кi = 7
лёгкие

Координация АВ-кабель
Часто уставки аппаратов защиты необоснованно связывают с сечением защищаемой линии.