6. Выбор коммутационных аппаратов и уставок защиты

Коммутационные аппараты (КРУ, автоматические выключатели, пускатели, контакторы, станции управления) выбирают по назначению, исполнению, номинальному напряжению и току и проверяют по коммутационной способности.

Выбранные аппараты должны соответствовать следующим условиям:

• по напряжению U_н = U_с;

• по току І_н ≥ І_р;

• по отключающей способности:

а) аппараты на напряжение 6кВ

І_о ≥ ;

б) аппараты напряжением до 1140В

І_о ≥ .

После выбора коммутационных аппаратов определяем уставки максимальной токовой защиты и защиты от перегруза. Максимальная токовая защита должна быть проверена на надежность срабатывания по коэффициенту чувствительности в соответствии с ПБ.

6.1 Выбор высоковольтных КРУ, уставок МТЗ и защиты от перегруза

В качестве высоковольтных коммутационных аппаратов принимаются ячейки КРУВ-6 для РПП-6 и ЦПП.

Вводная ячейка ЦПП:

U_н = U_с = 6кВ;

I_н = 400 А (І_н ≥ І_р, 400 А > 312 А);

I_о = 10000 А (І_о ≥ , 10000 А > 5112 А).

Отходящая ячейка ЦПП (на РПП – 6):

I_н = 200 А (200 А > 171 А).

Вводная ячейка РПП – 6:

U_н = U_с = 6 кВ;

I_н = 200 А (І_н ≥ І_р, 200 А > 171 А);

I_о = 10000 А (І_о ≥ , 10000 А > 3402 А).

Отходящая ячейка РПП-6 (на ПУПП)

I_н = 80 А (80 А > 70,35 А).

Расчет и выбор уставок МТЗ выполняем в следующем порядке:

1. Определяем ток срабатывания токовых реле (І_ср.2) на стороне вторичной обмотки трансформатора тока по формуле:

,

Где К_н – коэффициент надежности токовой защиты (К_н = 1,2-1,4);

І_р.max – максимально возможный ток в нормальном режиме работы, А:

І_р.max = І_р + І_п.max,

Где І_п.max – пусковой ток двигателя наиболее мощного потребителя;

К_т.т. – коэффициент трансформации трансформатора тока:

(К_т.т.=І_н.т.т/5),

Где І_н.т.т. – номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А;

5 - номинальный ток вторичной обмотки ТТ.

2. По расчетному току срабатывания определяем ток уставки (І_у). Для защит со ступенчатым регулированием ближайшую большую уставку; для защит с плавным регулированием – ближайшую большую уставку с целым числом.

3. Проверяем надежность срабатывания МТЗ по коэффициенту чувствительности:

где – ток к.з. в наиболее удаленной точке электросети, А;

I_ср1 – ток срабатывания защиты в сети 6кВ, А.

Коэффициент чувствительности должен быть не ниже 2 для защит распределительной сети и 1,5 – для защит трансформаторов и КТП.

Уставка МТЗ для вводной ячейки ЦПП:

К_т.т. = 400/5 = 80,

І_р.max = 312 + 267 = 579 А,

,

Ток уставки I_у = 10 А,

I_{ср 1} = К_т.т.∙ I_у = 80 ∙ 10 = 800 А

.

Уставка МТЗ для отходящей ячейки ЦПП:

К_т.т. = 200/5 = 40,

І_р.max = 171 + 267 = 438 А,

,

Ток уставки I_у = 15 А,

I_{ср 1} = К_т.т.∙ I_у = 40 ∙ 15 = 600 А

.

Уставка МТЗ для вводной ячейки РПП-6:

К_т.т. = 200/5 = 40,

І_р.max = 171 + 133 = 304 А,

,

Ток уставки I_у = 10 А,

I_{ср 1} = К_т.т.∙ I_у = 40 ∙ 10 = 400 А

.

Уставка МТЗ для отходящей ячейки РПП- 6:

К_т.т. = 80/5 = 16,

І_р.max = 70,35 + 142,6 = 212,95 А,

,

Ток уставки I_у = 18 А,

I_{ср 1} = К_т.т.∙ I_у = 16 ∙ 18 = 288 А

.

Во всех случаях коэффициент чувствительности уставки К_ч > 1,5, что говорит о достаточно надёжности срабатывания.

Ток срабатывания защиты от перегруза определяем по формуле:

,

Где К_ОТС – коэффициент отстройки (К_ОТС = 1,1 ¸1,2);

К_СХ – коэффициент схемы, при последовательном соединении обмоток реле К_СХ = 1;

К_В – коэффициент возврата К_В = 0,8;

К_Т.Т. – коэффициент трансформации трансформатора тока;

I_Н – номинальный ток потребителя, А.

Для вводной ячейки ЦПП:

,

Ток уставки I_у = 6 А.

Для отходящей ячейки ЦПП:

,

Ток уставки I_у = 6 А.

Для вводной ячейки РПП-6:

,

Ток уставки I_у = 6 А.

Для отходящей ячейки РПП-6:

,

Ток уставки I_у = 6 А.

6.2 Выбор аппаратов и установок защит в сети низшего напряжения

В качестве низковольтных коммутационных аппаратов принимаются комплектные устройства управления взрывобезопасные СУВ-350А.

Данного устройства управления имеет общий ввод, рассчитанный на номинальный ток:

I_Н = 500 А.

Расчётный ток для двигателей потребителей не должен превышать номинального тока общего ввода модуля аппарата управления и должен удовлетворять условию:

I_Н ≥ ∑I_Н.Д.

Укажем потребителей, подключенных к выводам данного устройства управления.

Ввод №1 (I_Н = 63 А) – насосная станция №1 (I_Н.Д. = 59,5 А);

Ввод №2(рев.) (I_Н = 250 А) – конвейер штрека (I_Н.Д. = 121 А);

Ввод №3 (I_Н = 63 А) – насос орошения (I_Н.Д. = 32,5 А);

Ввод №4 (I_Н = 63 А) – насосная станция №2 (I_Н.Д. = 59,5 А);

Ввод №5 (I_Н = 250 А) – резерв.

Ввод №6 (I_Н = 63 А) – резерв;

Ввод №7(рев.) (I_Н = 250 А) – резерв.

Ввод №8(рев.) (I_Н = 32 А) – предохранительная лебедка (I_Н.Д. = 15,8 А).

500 А ≥ 59,5 + 121 + 32,5 + 59,5 + 15,8 = 288,3

500 А > 288,3 А

В связи с тем, что модуль комплектного устройства не в состоянии скоммутировать все участковые потребители (остается не запитанным комбайн и конвейер лавы), то для их питания предусматриваем автоматический выключатель АВ-400ДО 2 (обеспечение защиты), пускатель ПВ-250-В (I_Н = 250 А) для непосредственной коммутации силовой цепи двигателя комбайна и ПВИ-250БТ (I_Н = 250 А), для непосредственной коммутации силовой цепи двигателей конвейера лавы.

Уставка МТЗ рассчитывается из следующих условий:

I_уст ≥ I_п,

где I_уст – номинальный ток уставки, А;

I_п – пусковой ток электродвигателя потребителя, А.

I_уст ≥ I_н.п. + ∑ I_н,

где I_н.п. – номинальный пусковой ток наиболее мощного потребителя, А;

I_н – сумма номинальных токов остальных потребителей, А.

Надежность срабатывания уставки определяется с помощью коэффициента чувствительности:

К_ч = ≥ 1,5.

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП определяется из условия:

У = ,

Где I_н.д – номинальный ток электродвигателя потребителя, А;

I_{н.пускателя} – номинальный ток пускателя, А.

Уставка МТЗ для АВ 400ДО 2:

I_уст ≥ 846 + 220 А,

I_уст ≥ 1066 А

I_уст = 1200 А.

Уставка МТЗ двигателей комбайна:

I_уст ≥ 750 А,

I_уст = 750 А,

К_ч = ≥ 1,5,

К_ч = 2,92 > 1,5,

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП комбайна:

У = .

Уставка МТЗ двигателей конвейера лавы:

I_уст ≥ 846 А,

I_уст = 875 А,

К_ч = ≥ 1,5,

К_ч = 1,74 > 1,5,

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП конвейера лавы:

У = .

Уставка МТЗ двигателей конвейера штрека:

I_уст ≥ 453,8 А,

I_уст = 500 А,

К_ч = ≥ 1,5,

К_ч = 2,94 > 1,5,

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП конвейера штрека:

У = .

Уставка МТЗ двигателей насосной станции:

I_уст ≥ 387 А,

I_уст = 405 А,

К_ч = ≥ 1,5,

К_ч = 5,53 > 1,5,

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП насосной станции:

У = .

Уставка МТЗ двигателя станции орошения:

I_уст ≥ 228 А,

I_уст = 250 А,

К_ч = ≥ 1,5,

К_ч = 5 > 1,5,

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП станции орошения:

У = .

Уставка МТЗ двигателя предохранительной лебедки:

I_уст ≥ 130 А,

I_уст = 138 А,

К_ч = ≥ 1,5,

К_ч = 9 > 1,5,

Уставка токовой защиты от перегрузок типа ТЗП предохранительной лебедки:

У = .

Все расчёты свожу в единую таблицу 6.1.

Таблица 6.1 Ведомость коммутационных аппаратов

Потребитель	Iн.д, А	I(3)кз, А	Тип аппарата	Iн.пускателя, А	Ток отключения, А	Iуст, А	Уставка ТЗП	Кч
АВ-400ДО 2	1066	-	А3732	400	11000	1200	-	-
Комбайн	220	3082	ПВ-250-В (КТ12)	250	3000	750	0,88	2,92
Конвейер лавы	130	2146	ПВИ-250БТ (КТУ-4Б)	250	4000	875	0,52	1,74
Станция управления СУВ-350А
Общий ввод	500	-	А3732	288,3	20000	1000	-	-
Насосная станция№1	59,5	3140	КТУ-2А	63	1500	405	0,94	5,53
Конвейер штрека	121	2057	КТУ-4А	250	4000	500	0,49	2,94
Станция орошения	32,5	1746	КТУ-2А	63	1500	250	0,52	5
Насосная станция№2	59,5	3140	КТУ-2А	63	1500	405	0,94	5,53
Предохранительная лебедка	15,8	1746	ПМА	32	4000	138	0,49	9