1. Выбор автоматических выключателей

На рівні з плавкими запобіжниками в установках напругою до 1 кВ широко застосовують автоматичні повітряні вимикачі, що випускаються в одно-, двох-і триполюсному виконанні, постійного і змінного струму.

Автоматичні вимикачі омплектують спеціальним пристроєм релейного захисту, який в залежності від типу вимикача виконують у вигляді струмового відсічення, максимального струмового захисту або двоступеневого струмового захисту. Для цього використовують електромагнітні та теплові реле. Ці реле називають розєднувачами.

Конструктивно автоматичні вимикачі набагато складніше запобіжників і являють собою поєднання вимикача і розєднувача.

Номінальним струмом автоматичного вимикача I_ном.а називають найбільший струм, при протіканні якого вимикач може тривало працювати без ушкоджень. Номінальною напругою автоматичного вимикача U_ном.а називають вказану в паспорті напругу, рівну напрузі електричної мережі, для роботи в якій цей вимикач призначений. Номінальним струмом розчеплювача I_{ном.роз} називають зазначений у паспорті струм, тривалий перебіг якого не викликає спрацьовування розчеплювача. Струмом вставки розчеплювача називають найменший струм, при протіканні якого розчіплювач спрацьовує.

При виборі вставок струму спрацювання автоматичних вимикачів необхідно враховувати відмінності в характеристиках і похибки в роботі розчеплювачів вимикачів. Існують наступні вимоги до вибору автоматичних вимикачів:

номінальну напругу вимикача не повинно бути нижче напруги мережі:

U_ном > U_с; (5.1)

відключа здатність повинна бути розрахована на максимальні струми КЗ, що проходять по захищеному елементу;

I_откл > I⁽³⁾_п0, (5.2)

тут I_откл − номінальний струм відключення автоматичного вимикача;

I⁽³⁾_п0 − максимальний струм трифазного КЗ в захищеному колі;

номінальний струм розчеплювача повинен бути не менше найбільшого розрахункового струму навантаження, який тривало протікає по захищеному елементу:

I_{ном.рас} >I_р.max; (5.3)

автоматичний вимикач не повинен відключатися в нормальному режимі роботи захищеного елемента, тому струм вставки уповільненого спрацьовування регульованих розчеплювачів слід вибирати за умовою:

I_{ном.рас} >(1,11,3)∙I_р.max; (5.4)

при допустимих короткочасних перевантаженнях захищеного елемента автоматичний вимикач не повинен спрацьовувати, це досягається вибором вставки миттєвого спрацювання електромагнітного розчеплювача за умовою:

I_{ном.рас.э}>(1,251,35)∙i_пик; (5.5)

Де i_пік – піковий струм для групи електродвигунів або пусковий струм для одного двигуна.

Піковий струм розраховується за формулою:

i_пик=i_п.max+(I_р−k_и∙i_ном.max), (5.6)

здесь i_п.max − найбільший з пускових струмів двигунів групи приймачів;

I_р − розрахунковий струм групи приймачів;

k_и − коефіцієнт використання, характерний для двигуна, що має найбільший пусковий струм;

i_ном.max − номінальний струм двигуна з найбільшим пусковим струмом.

Розрахункові струми в кабелях, що живлять РП, і окремі електроприймачі, визначаються за формулами:

, (5.7)

I_р= , (5.8)

Де Р_р, Q_р − розрахункові значення активної і реактивної потужностей, що протікають по провіднику, значення наведено в таблиці 4.1;

Р_ном – номінальна активна потужність одного електроприймача, кВт;

U_ном – номінальна лінійна напруга мережі, кВ;

cos – номінальний коефіцієнт потужності навантаження;

 – номінальний ККД електроприймача.

Розрахункові струми в кабелі до РП1 і в ланцюзі баштового крана:

I_{РП1 р}= =42,7 А,

I_{ЭП8 р}= =102,9 А.

Розраховуємо необхідні значення для вибору автоматичних вимикачів, що захищають КЛ до РП1 и ЭП8:

i_пик=5∙102,9+(42,7−0,1∙102,9)=546,9 А,

1,1∙I_{РП1 р}=1,1·42,7=47 А,

1,25·i_пик=1,25·546,9=684 А,

1,1∙I_{ЭП8 р}=1,1·102,9=113 А,

1,25·i_п=1,25·5∙102,9=643 А.

Для захисту кабельної лінії до РП1 вибираємо автоматичний вимикач

ВА 53−37 [7, табл. 2.1.1]:

I_ном.а=160 А, U_ном.а=0,4 кВ, I_{ном.рас}=100 А, I_{рас.ном э}=700 А.

Для захисту приєднання баштового крана, що відходить від РП1, також вибираємо автоматичний вимикач ВА 53−37 [7, табл. 2.1.1]:

I_ном.а=160 А, U_ном.а=0,4 кВ, I_{ном.рас}=125 А, I_{рас.ном э}=875 А.

Аналогічно обрані інші автоматичні вимикачі, результати показані в таблицях 5.1 і 5.2.

Автоматичні вимикачі для вводів 0,4 кВ трансформаторів ТП і для секціонування шин 0,4 кВ вибираємо по найбільшому струму в колі силового трансформатора:

, (6.9)

I_maxТП= =202 А,

i_пикТП=5∙102,9+(202−0,1∙102,9)=706 А,

1,1∙I_maxТП=1,1·202=222 А,

1,25·i_пик=1,25·706=883 А.

Выбираєм автоматичні вимикачі ВА 55−37 [7, табл. 2.1.1]:

I_ном.а=250 А, U_ном.а=0,4 кВ, I_{ном.рас}=250 А, I_{рас.ном э}=1250 А.

Таблица 5.1.

Вибір автоматичних вимикачів для КЛ до РП

КЛ к…	Iр, А	1,1∙Iр, А	iпик, А	1,25∙iпик, А	Вимикач	Iном, А	Iрас.ном, А	Iрас.номэ, А
РП1	42,7	47	547	684	ВА 53−37	160	100	700
РП2	80,8	89	227	284	ВА 51−31	100	100	300
РП3	20,1	22	224	280	ВА 51−31	100	31,5	315
РП4	67,4	74	221	276	ВА 51−31	100	100	300
РП5	56,1	62	209	261	ВА 51−31	100	100	300

Таблица 5.2.

Вибір автоматичних вимикачів для окремих ЕП

Номер ЭП на плані	Iр, А	1,1∙Iр, А	iп, А	1,25∙iп, А	Вимикач	Iном, А	Iрас.ном, А	Iрас.номэ, А
1, 2	16	18	16	20	ВА 51−31	100	20	60
3	33,6	37	168	210	ВА 51−31	100	40	280
4	5,9	6,5	29	37	ВА 51−31	100	8	56
5	8,5	9,4	43	53	ВА 51−31	100	10	70
6, 11	16	18	80	100	ВА 51−31	100	20	140
7, 27	41,3	45	207	258	ВА 51−31	100	50	350
8	102,9	113	514	643	ВА 53−37	160	125	875
9, 10, 19, 20, 22	13	14	65	81	ВА 51−31	100	20	140
12, 13, 14	30,1	33	150	188	ВА 51−31	100	40	280
15, 16	50,7	56	51	63	ВА 51−31	100	63	189
17, 18	15	17	75	94	ВА 51−31	100	20	140
21, 23	29,8	33	149	186	ВА 51−31	100	40	280
24	22,4	25	112	140	ВА 51−31	100	31,5	220,5
25	14,4	16	72	90	ВА 51−31	100	20	140