Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ток отсечки теплового расцепителя

Ток отсечки теплового расцепителя

53.Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ автоматическими выключателями. Чувствительность и селективность автоматических выключателей. Карта селективности.

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

Автоматические выключатели, защита которых содержит все три ступени защиты или вторую и третью называются селективными.

Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток I а.ном, номинальное напряжение U а.ном и номинальный ток отключения Ι а.откл.

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

Расцепи­тель характеризуется номинальным током I рц.ном, током срабатывания I с.з. и выдержкой времени t с.з. каждой ступени. Номинальным током расцепителя на­зывается наибольший ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя.

РАСЦЕПИТЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

С помощью тепловых расцепителей выполняется максимальная токовая защита. Сочетание теплового расце­пителя с электромагнитным мгновенного действия позволяет вы­полнить двухступенчатую токовую защиту, содержащую первую и третью сту­пени. При перегрузках защита действует с зависимой выдержкой времени, а при коротких замыканиях — без выдержки времени. Такое устройство защиты можно назвать комбинированным расцепителем. К омбинированными расцепителями снабжены автоматических выключатели А3110.

Биметаллический элемент реле 1 имеет форму полукольца с выступом, на котором расположен установочный винт 2. Элемент соединен заклепками с токоведущими шинами 5 и 6. Параллельно биметаллическому элементу подклю­чен нагреватель 4. Наличие нагревателя позволяет увеличить выдержки време­ни реле при перегрузках. Принцип действия расцепителя. При перегрузке термобиметаллический элемент прогибается под действием теплоты, выделяемой непосредственно в нем и в нагревателе. Установоч­ный винт 2 воздействует на рейку 3, которая, поворачиваясь, освобождает удерживающие рычаги механизма свободного расцепления и под действием пружин автоматический выключатель отключается

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Основные принципы выбора параметров токовой защиты сохраняются и при выпол­нении защиты расцепителями автоматических выключателей.

Общим для всех автоматических вы­ключателей является соблюдение следующих требований:

1. Номинальное напряжение U а.ном должно быть не ниже напря­жения сети.

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

3. Номинальный ток расцепителя I рц.ном выбирается больше максимального рабочего тока I раб. max

I рц.ном >= I раб. max

Первая ступень защиты — токовая отсечка без выдержки вре­мени. Ток срабатывания отстраивается от максимального тока внешнего ко­роткого замыкания

Выполнить это условие иногда бывает невозможно, так как у многих се­лективных автоматических выклю­чателей, снабженных трехступенча­той токовой защитой, уставка тока срабатывания первой ступени не ре­гулируется.

Вторая ступень защиты — токовая отсечка с выдержкой вре­мени.

Токовая отсечка с выдержкой времени не должна срабатывать при КЗ в начале следующего участка и при перегрузках.

Требуется ток срабатывания и выдержку времени второй сту­пени защиты выключателя QF 1 отстроить от тока срабатывания выдержки времени первой ступени защиты выключателя QF 2, по условиям:

,

где =1,3. 1,5;

— ступень селективности: для выключателей ВА55, ВА75 = 0,1 с; для выключателя А3790С = 0,15 с и для выключателя «Электрон» = 0,2. 0,25 с. Для исключения срабатывания при кратко­временных перегрузках необходимо выполнить условие

Третья ступень защиты — максимальная токовая защита.

Ток срабатывания третьей ступени не определяют. Он связан с номинальным током расцепителя I рц ном. Поэто­му, выбрав I рц ном , мы уже тем самым выбрали ток срабатывания . Таким образом, задача может сводиться только к проверке чувствитель­ности защиты. Время срабатывания третьей ступени выбирается на ступень селективности больше, чем время действиия защит на смежных элементах.

Читайте так же:
Теплота выделяющаяся в цепи переменного тока

Время срабатывания для полупроводниковых расцепителей устанавливается при токе 6 I рц ном .

Чувствительность и селективность расцепителей автоматических выключателей

Чувствительность.

В сетях, защищаемых только от токов КЗ, для обеспечения чувствительности расце­пителей должны выполняться следующие условия:

1. Минимальный ток КЗ I к. min в наиболее удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителя I рц ном в три и более раза;

2. Для автоматических выключателей, имеющих только расцепи­тели мгновенного срабатывания, должны выполняться соотношения:

— I к. min > 1,4 , для выключателей с I ном

— I к. min > l ,25 для всех других выключателей.

Для сетей, защищаемых и от перегрузки , должны выполняться сле­дующие условия:

1. I дл.доп. для выключателей, имеющих только мгновенно действующий расцепитель;

2. I рц.ном I дл.доп. для ненастраиваемого расцепителя.

3. (1. 1,25) I дл.доп. для расцепителя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой.

Селективность.

Для обеспечения селективного отключения последо­вательно установленных автоматических выключателей защитные характеристики их расцепителей не должны пересекаться. При этом ток срабатывания расцепителя выключателя, расположенного ближе к источ­нику питания, должен быть больше, чем у расцепителя автоматическо­го выключателя, более удаленного от источника питания сети.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

Если характеристика расцепителя не удовлетворяет требованиям селективности, его уставки принимаются выше расчетных.

При этом не всегда удается получить селективно действующую за­щиту во всем диапазоне токов КЗ.

Селективного дейст­вия добиться нельзя, если .

При согласовании защитных характеристик среднюю погрешность действия расцепителей принимают равной = ±20% для всех типов выключателей. В этом случае селективность обеспечивается, если 0,8 t сз1 > 1,2 t сз2 или t сз1 > 1,5 t сз2 .

В сетях напряжением до 1 кВ необходимо обеспечивать селективность при совме­стной работе автоматических выключателей и плавких предохраните­лей. При этом ближе к источнику питания может находиться как вы­ключатель, так и предохранитель.

Если ближе к источнику автоматический выключатель, селективного дейст­вия можно достичь, используя селективный автоматический выключатель. Селективность обеспечивается и при неселективном вы­ключателе, если ток наибольшей уставки отсечки выше, чем ток КЗ при повреждении за предохранителем.

Если ближе к ис­точнику находится предохранитель, требования к селективности такие же, как и при согласовании между собой защитных характеристик пре­дохранителей.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

Выбор автоматов для электродвигателей 0,4 кВ

В электроустановках напряжением 0,4 кВ основными защитами оборудования и линий от всех видов повреждений являются токовая отсечка (ТО) и максимальная токовая защита (МТЗ). ТО защищает сети от токов коротких замыканий (КЗ), срабатывание такой защиты выполняется без выдержки времени, а пороговое значение тока срабатывания находится в пределах 10-12 Iн.

МТЗ иначе называется защитой от перегрузок и не допускает перегрева обмоток оборудования и линий, вследствие протекания недопустимого тока нагрузки. Выдержка времени задается в зависимости от величины перегруза.

Защиту электродвигателей (как и большинство других электроприемников) от коротких замыканий и токовых перегрузок выполняют с помощью автоматических выключателей. Наиболее распространенные отечественные серии автоматов: А3100, А3700, ВА, АЕ, “Электрон”, “АВМ”.

Читайте так же:
Перевод тока в тепло

Защитные характеристики автоматов. При выборе выключателей очень важную роль играет его защитная характеристика, зависящая от типа расцепителя и определяющая время его срабатывания. Автоматы различаются по следующим защитным характеристикам:

· с независимой характеристикой отключения — имеют электродинамический или полупроводниковый расцепитель, работающий в зоне токов КЗ без выдержки времени; · с зависимой защитной характеристикой. Выполняются только с тепловым расцепителем в виде биметаллических пластин. Чем больше ток, тем меньше времени затрачивается на нагрев биметалла, и соответственно, быстрей отключается расцепитель. Аппараты, имеющие такую характеристику, используются редко, из-за ограниченных возможностей защиты. · ограниченно-зависимая защитная характеристика автоматов — подразумевает использование комбинированного типа расцепителя. При небольших уровнях токов КЗ работает тепловой расцепитель, при значительно больших токах — электродинамический. У выключателей серии АВМ электродинамический расцепитель имеет две ступени срабатывания, поэтому тепловой не применяется. Ограниченно-зависимой характеристики добиваются также применением полупроводниковых расцепителей. · трехступенчатая защитная характеристика — выполняется на базе полупроводниковых расцепителей типа РМТ, БПР, РП. Такими расцепителями оборудуются выключатели серии А3700, ВА, “Электрон”.

Особенность выбора уставок токовой отсечки двигателей состоит в отстройке защиты от пусковых токов. Так, запуск или самозапуск асинхронных электродвигателей может сопровождаться возрастанием тока в 6-7 раз. Кроме того, пусковой ток содержит периодическую и апериодическую составляющие.

Следует учитывать, что выключатели серии А3100, А3700, ВА, АП-50 и АЕ-20 не имеющие полупроводниковых расцепителей, реагируют на апериодическую составляющую и могут производить ложные срабатывания. Массивный якорь АВМ также может срабатывать при кратковременном броске апериодического тока, что приводит к ложному отключению.

Отстройка автоматов от пусковых токов определяется выражением:

— ток срабатывания отсечки; Iпуск — пусковой ток, каталожное значение; — коэффициент надежности отстройки отсеки от пусковых токов: для выключателей с полупроводниковым расцепителем равен 1,5-2,2, для электромагнитного расцепителя 1,8-2,1.

Коэффициент чувствительности для токовой отсечки, при однофазных и двухфазных КЗ должен находиться в пределах:

I(2)кR и I(1)кR — соответственно, минимальный ток двух- и однофазного замыкания на зажимах двигателя. Приближенно 1,1kp принимают равным 1,4-1,5.

Выбор уставки МТЗ определяется выражением:

— коэффициент возврата, характеризующий значение тока, при котором защита переходит в несработанное состояние.

Защита считается выбранной верно если:

Ограниченно зависимые защитные характеристики выключателей А3134, А3144, АВМ и “Электрон” не позволяют выбрать ток уставки МТЗ удовлетворяющий вышеприведенному выражению, поэтому их применяют как резервные защиты от перегруза, основную функцию защиты от перегруза в этом случае выполняют тепловые реле.

Наиболее подходящими автоматами для защит электродвигателей от перегруза являются автоматы серии А3700 и ВА, оснащенные полупроводниковыми расцепителями. Время срабатывания МТЗ подбирается таким образом, чтобы не произошло излишнего отключения цепи, при пуске или самозапуске двигателя:

Легким считается пуск двигателя длительностью 0,5-2 сек, тяжелым пуском называется процесс длительностью 5-10 сек. Автоматические выключателя типа А3700, ВА, “Электрон” с полупроводниковыми расцепителями позволяют регулировать время срабатывания МТЗ.

Мотор-автоматы. Зарубежные производители для защиты электродвигателей от ненормальных режимов предлагают специальные мотор-автоматы, которые могут работать автономно и в блоке с магнитным пускателем. Выполняя функции защиты электрических машин, такие автоматы имеют ряд отличий от простых отечественных аппаратов:

· выпускаются только в трехфазном исполнении; · имеют повышенную элктродинамическую стойкость, до 100 кА; · тепловой расцепитель позволяет выполнить точную подстройку под каждый двигатель; · номинальный ток электромагнитного расцепителя 12-14 Iн, что позволяет настроить защиту, с учетом пусковых токов двигателей; — модульная конструкция автоматов позволяет расширять функции защиты, применяя дополнительные блоки.

Читайте так же:
Двухжильный провод для теплого пола

Наиболее широкое применение, мотор-автоматы получили в приводах с двигателями мощностью до 12,5 кВт при напряжении 380В. Изделия концерна АВВ типа MS225 с номинальным током 25 А, регулируемым расцепителем от 0,1 до 25А имеют электродинамическую стойкость 50 кА.

MS116 — мотор-автоматы открытого типа не имеющие дополнительного оборудования, номинальный ток 16А, электродинамическая стойкость 10 кА. MS450 и MS495 аналогичны MS225 но рассчитаны на ток до 100 А.

Мотор-автоматы компании «SCHNEIDER ELECTRIC» марки GV оснащены термомагнитным расцепителем. Магнитный расцепитель имеет фиксированную уставку 13 Iн, служит для защиты от КЗ. Тепловой расцепитель может быть отрегулирован с помощью специальных дисков, расположенных на лицевой поверхности аппарата, также имеется устройство компенсации температуры окружающей среды.

Аппараты этой марки могут быть укомплектованы расцепителями минимального напряжения. Такое устройство позволяет предупредить несанкционированный самозапуск оборудования, после посадки напряжения. Мотор-автоматы марки GV рассчитаны на токи от 1,5 до 22,5 А.

Автоматические выключатели серии ВА на номинальные токи от 250 А

Автоматические выключатели серии ВА51 и BA52 имеют номинальные токи 250, 400 и 630 А и предназначены для эксплуатации в электроустановках с напряжением до 660 В переменного тока и до 440 В постоянного тока. Следующее за номером серии двузначное число 35, 37 или 39 означает номинальный ток выключателя 250, 400 или 630 А соответственно.

Выключатели осуществляют защиту от токов КЗ, перегрузки и недопустимою снижения напряжения, а также нечастые оперативные включения и отключения электрических цепей. Они имеют электротепловые и электромагнитные расцепители тока, но может быть исполнение только с электромагнитным расцепителем.

Номинальные токи тепловых расцепителей имеют следующие значения: 100, 125, 160, 200, 250 А — для АВ BA51 (52)-35; 250, 320, 400 А — для выключателей серии BA51 (52)-37; 400, 500, 630 А — для выключателей BA51-39, 250, 320, 400, 500, 630 А — для выключателей серии ВА52-39.

Отношение тока срабатывания электромагнитных расцепителей к номинальному току тепловых расцепителей (кратность отсечки) находится в пределах 10 — 12. Указанная кратность (кратность отсечки) относится к автоматическим выключателям переменного тока. Автоматические выключатели с тепловыми максимальными расцепителями должны срабатывать при токе, значение которого равно 1,25 номинального тока расцепителя в течение времени менее 2 ч (в нагретом состоянии).

На рис. 1. показаны защитные характеристики автоматических выключателей серии ВА51(52)-35

Рис. 1. Защитные характеристики автоматических выключателей серии ВА51(52)-35: зоны характеристик из холодного (1) и нагретого (2) состояния, зоны работы электромагнитного максимального расцепителя при постоянном (3) и переменном (4) токах.

Автоматические выключатели ВА53(55)-37 имеют номинальные токи 160, 250, 400 А; выключатели ВА53(55)-39 — 160, 250, 400, 630 А. Назначение и условия эксплуатации такие же, как и у описанных выше выключателей ВА51, ВА52.

Автоматические выключатели серии ВА53 — токоограничивающие, серии ВА55 — селективные с выдержкой времени в зоне токов короткого замыкания. Выключатели имеют полупроводниковый максимальный расцепитель тока и допускают ступенчатую регулировку следующих параметров:

Читайте так же:
Использование теплового действия электрического тока в теплицах презентация

номинального тока расцепителя: 0,63; 0,8; 1,0 номинального тока выключателя. Например, для выключателя с номинальным током 160 А номинальный ток расцепителя при регулировании может быть установлен 100, 125 и 160 А;

уставки по току срабатывания в зоне токов КЗ, кратной номинальному току расцепителя: 2, 3, 5, 7 и 10 — для переменного тока; 2, 4 и 6 — для постоянного тока;

уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки 4, 8 и 16 с (при шестикратном переменном и пятикратном постоянном токе);

уставки по времени срабатывания в зоне токов КЗ для выключателей серии ВА55: 0,1; 0,2 и 0,3 с — для переменного тока; 0,1 и 0,2 с — для постоянного тока.

Уставки по времени действуют в зоне селективности, которая ограничивается значением тока КЗ 20 — 28 кА в зависимости от конкретного типа выключателя. Выше границы зоны селективности выключатели срабатывают без выдержки времени.

Ток срабатывания в зоне перегрузки (ток трогания) равен 1,25 номинального тока расцепителя для всех выключателей.

Выключатели серии ВА75-45 имеют одно значение номинального тока расцепителя — 2500 А; ВА75-47 имеют максимальный расцепитель с номинальным током 2500 или 4000 А. Указанные значения номинальных токов расцепителей считаются и номинальными токами выключателей. Защитные характеристики выключателей показаны на рис. 2.

Рис. 2. Защитные характеристики автоматических выключателей серии ВА75-45(47) постоянного (а) и переменного (б) тока: с расцепителями 1600, 2000, 2500 А и уставками в зонах токов перегрузки 4, 8, 16 с, и зонах токов КЗ — 0,1 и 0,2 с

Выключатели предназначены для установки в электрических цепях с номинальным напряжением переменного тока до 660 В и постоянного тока до 440 В и служат для защиты электроустановок при перегрузках и КЗ, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей при номинальных режимах работы.

Выключатели имеют полупроводниковый максимальный расцепитель тока и допускают ступенчатую регулировку следующих параметров:

номинального тока расцепителя: 0,63; 0,8; 1,0 номинального тока выключателя;

уставки по току срабатывания в зоне токов КЗ кратны номинальному току расцепителя: 2, 3, 5, 7 — для выключателей переменного тока с расцепителем 2500 А; 2, 3, 5 — для выключателей переменного тока с расцепителем 4000 А; 2, 4, 6 — для выключателей постоянного тока с расцепителем 2500 А и 2, 4 — для выключателей постоянного тока с расцепителем 4000 А;

уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки 4, 8 и 16 с (при шестикратном переменном и пятикратном постоянном токе);

уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (до верхней границы зоны селективности) 0,1; 0,2; 0,3 с -для выключателей переменного тока и 0,1; 0,2 с — для выключателей постоянного тока.

Зона селективности ограничивается значениями 36 и 45 кА (действующее значение) для выключателей переменного тока с расцепителями 2500 и 4000 А соответственно и значениями 50 и 60 кА для выключателей постоянного тока ВА75-45 и ВА75-47 соответственно.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Читайте так же:
Электрическая плита тепловое действие электрического тока

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

develop@websor.ru

Выбор максимальной токовой защиты линий

Плавкие предохранители в электросетях до 1000 В

Различают плавкие предохранители с большой тепловой инерцией, т. е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки током, и безынерционные, обладающие малой тепловой инерцией и, следовательно, весьма ограниченной способностью к перегрузкам.

К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком, ко вторым — трубчатые предохранители с медным токопроводящим мостиком.
Номинальный ток плавкой вставки I в для предохранителей с большой тепловой инерцией определяется только по величине длительного расчетного тока линии I дл из соотношения

Номинальный ток плавкой вставки для безынерционных предохранителей должен удовлетворять двум условиям, одно из которых выражается соотношением (4-5), а другое -одной из приведенных ниже формул (4-6), (4-7) или (4-8).
При защите ответвления к одиночному электродвигателю с нечастыми пусками и длительностью пускового периода не более 2-2,5 сек. (электродвигатели металлообрабатывающих станков, вентиляторов, насосов и т. п.)

при защите ответвления к одиночному электродвигателю с частыми пусками (электродвигатели кранов) или большой длительностью пускового периода (двигатели центрифуг, дробилок и т. п.)

при защите магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку,

В последних трех формулах:
I п — пусковой ток электродвигателя, а;
I кр — максимальный кратковременный ток линии:

где I ‘п — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшей величины, а;
I ‘дл — длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы двигателей), определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей), а.

Для электродвигателей ответственных механизмов с целью особо надежной отстройки предохранителей от толчков тока допускается при выборе предохранителя пользоваться формулой (4-7), принимая знаменатель равным 1,6 независимо от условий пуска электродвигателя, если кратность тока к. з. удовлетворяет условиям, указанным в столбце 3, табл. 7-8.
Номинальный ток плавкой вставки для защиты ответвления к сварочному аппарату выбирается из соотношения
где I н.св — номинальный ток сварочного аппарата при номинальной продолжительности включения, а; ПВ — номинальная продолжительность включения аппарата, выраженная в долях единицы.
Номинальный ток плавкой вставки для защиты ответвления к сварочному аппарату можно принимать равным длительно допустимому току на прокладываемый для питания сварочного аппарата провод.
Технические данные плавких предохранителей приведены в таблицах.
Избирательность защиты плавкими предохранителями магистральной линии с ответвлениями достигается последовательным увеличением величин плавких вставок на отдельных участках линии по мере приближения к пункту питания.
В табл. 4-37 приведены соотношения плавких вставок предохранителей ПН2 на большие и меньшие величины номинального тока для сетей особо ответственного назначения в зависимости от отношения тока короткого замыкания I к к номинальному току плавкой вставки с меньшей величиной I в.м , показывающие, какую величину номинального тока плавкой вставки I в.б следует выбрать, чтобы в любых неблагоприятных условиях обеспечить необходимую избирательность.
Так как приведенные значения выведены для обеспечения избирательности при наименее благоприятных условиях, в обычной практике достаточная надежность получается, если исходить из средних отступлений от типовых характеристик. Необходимые для этих случаев соотношения приведены в табл. 4-38.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector