I / Iном.Расц Iном.

I / Iном.Расц

Рис. 11

1.1.3.2. Критерии выбора автоматических выключателей

Исходя из сказанного выше, можно сформулировать некоторые критерии выбора автоматических выключателей.

Прежде всего, необходимо знать род тока силовой цепи: постоянный или переменный.

Для нормального режима работы номинальное напряжение выключателя U_ном должно быть не меньше номинального напряжения сети U_ном.с:

Uном    Uном.с.

(2)

Например, если в сети напряжение 380 В, то нельзя использовать автоматический выключатель с номинальным напряжением 220 В.

Затем следует определить число главных контактов.

Наконец, необходимо выбрать тип расцепителя в зависимости от назначения и схемы управления: максимально-токовый, электромагнитный, тепловой, полупроводниковый, комбинированный и др.

Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше номинального тока нагрузки:

Iном.расц   Iном.нагр.

(3)

Если выбран автоматический выключатель с максимально-токовым расцепителем, то необходимо согласовать ток отсечки I₀ (или кратность тока отсечки относительно номинального тока расцепителя) с максимально возможным током I_max защищаемого объекта в процессе нормальной работы:

I0 < Imax,

(4)

т. е. автомат не должен отключать защищаемый объект в неаварийном режиме.

Например, для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ток отсечки выключателя согласуется с ударным пусковым током двигателя I_уд.п:

I0 < (1,1÷1,2)Iуд.п.

(5)

Но при этом ток отсечки I₀ не должен превышать минимального тока КЗ в цепи:

Iуд.п< I0 < IКЗ min,

(6)

т. е. автоматический выключатель должен сработать при токах, которые меньше аварийных I_{КЗ min}.

Выбор выключателей по условиям их стойкости при КЗ состоит в том, что значения токов предельной наибольшей отключающей способности должны быть следующими:

Iтерм >  ;	(7)
Iэ.д.с. >  ,	(8)

где – ток трехфазного КЗ; – ударный ток трехфазного КЗ в месте аварии.

При расчете токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ необходимо учитывать сопротивления всех элементов схемы, включаемых до места КЗ. Прежде всего, речь идет о сопротивлении кабелей и питающего трансформатора. Например [4], при расчете токов КЗ в сетях 6(10) кВ сопротивление кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3×150 мм² и длиной 200 м можно не учитывать. А в сети 0,4 кВ такой же кабель, подключенный к КТП за трансформатором мощностью 1600 кВ·А, снижает значение тока трехфазного КЗ в 8,7 раза по сравнению с аналогичным значением до подключения кабеля.

После проверки неравенств (7) и (8) необходимо построить защитную характеристику автоматического выключателя и совместить ее с рабочей нагрузочной характеристикой защищаемого объекта, например асинхронного двигателя.

1.1.3.3. Алгоритм выбора автоматических выключателей

При выборе автоматического выключателя, работающего в сети 0,4 кВ, должны быть заданы следующие параметры: мощность питающего трансформатора S_T, напряжение короткого замыкания трансформатора U_к, %; соотношение сопротивлений питающей системы и трансформатора X_С / X_Т; длина l кабеля и материал соединительного кабеля.

Если автоматический выключатель выбирается для защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, то должны быть заданы параметры двигателя: тип; номинальная мощность P_ном; номинальное линейное напряжение на обмотке статора U_ном.л; коэффициент полезного действия η_ном; коэффициент мощности cosφ; кратность пускового тока двигателя К_I; время пуска t_n.

Алгоритм выбора автоматического выключателя для защиты асинхронного двигателя следующий:

– делается предварительный расчет номинального, пускового и ударного пускового токов двигателя;

– выбирается кабель низкого напряжения, соединяющий электродвигатель с питающим трансформатором;

– рассчитываются токи короткого замыкания в линии нагрузки двигателя.

Автоматический выключатель выбирается:

– по напряжению [должно выполняться условие (2)];

– по номинальному току расцепителя (3);

– из условия несрабатывания отсечки при пуске двигателя (5);

– по предельной наибольшей отключающей способности выключателя (7);

– из условия нормального пуска асинхронного двигателя:

• при небольшой частоте включения и легких условиях пуска электродвигателя в течение времени t_n = 2÷10 с (вентиляторы, насосы, металлорежущие станки)

,

где – ток трехфазного КЗ;

I_п.дв – пусковой ток двигателя;

• при тяжелых условиях пуска в течение времени t_n > 10 c и при повторно-кратковременном режиме с ПВ%≤40% (центрифуги, дробилки, шаровые мельницы, подъемно-транспортные механизмы)

.