книги из ГПНТБ / Гессен В.Ю. Защита сельских электрических сетей от аварий

ответвлении сети, по которому питается двигатель, пре­ дохранители выбираются с таким расчетом, чтобы их плавкие вставки не перегорали при запуске двигателя, когда двигатель потребляет из сети ток, в несколько раз' превышающий номинальный. Причем при пуске двигателя в начальный момент его обмотки обтекаются так называе­ мым пусковым током (/„), величина которого у асинхрон­ ных двигателей с короткозамкнутым ротором в 5—7 раз больше номинального. По мере разгона двигателя пуско­ вой ток снижается до рабочего тока. Длительность пус­ кового процесса зависит главным образом от механиче­ ских характеристик рабочей машины, точнее от величины ее махового момента. Чем тяжелее и чаще пуски, тем большее время предохранители будут обтекаться токами пускового режима. При этом предохранитель не должен

значение которого зависит от условий пуска и типа при­ меняемых предохранителей (табл. 4):

91

Пусковой ток / п подсчитывается по паспортным дан­ ным двигателя, т. е. по номинальному току /„ и по крат­ ности пускового тока k„:

Поскольку пусковые токи двигателей с фазным рото­ ром не превышают 3 / н , то выбор плавкой вставки для за­ щиты таких двигателей ведётся по номинальному току

несколько больше или равен номинальному току двига­ теля.

По стандартной шкале плавких вставок выбирается

таким образом, надежно оказываются отстроенными от пусковых режимов, но не могут в ряде случаев защитить от перегревов провод ответвления, к которому подклю­ чен двигатель с короткозамкиутым ротором, например, при перегрузках, получающихся из-за частых или затяж­ ных пусков.

Наконец, надо иметь в виду, что предохранитель, устанавливаемый на ответвлении к двигателю, защищает главным образом провод этого ответвления от перегревов при коротких замыканиях. Если короткое замыкание возникает в самом двигателе, то срабатывание предохра­ нителя только несколько уменьшает размеры поврежде­ ний, вызванных током к. з. Когда короткозамкнутый асинхронный электродвигатель защищается только пре­ дохранителями, то эти предохранители являются нена­ дежной защитой от перегрузки, так как по условиям отстройки от пусковых режимов номинальный ток их плавких вставок в 2 -=- 3 раза превышает номинальный ток соответствующего двигателя. Кроме того, если по какой-либо причине сработает предохранитель в одной фазе, то двигатель, продолжая работать в неполнофазном режиме, будет перегреваться, что в конечном счете при­ водит к выходу его из строя. Основным ж е защитным аппаратом электродвигателя в режимах перегрузки является магнитный пускатель, снабженный тепловыми реле, или автомат с тепловыми расцепителями. Д л я вы­ полнения чувствительной защиты двигателя от пере-

92

грузки надо правильно выбрать и настроить соответст­ вующий тепловой элемент этих аппаратов.

В условиях сельскохозяйственного производства в зависимости от мощности электродвигателя, условий и режимов его работы применяются три варианта защиты от коротких замыканий и перегрузок: только предохра­ нителями; предохранителями от коротких замыканий и тепловыми реле магнитного пускателя от перегрузок; автоматическим выключателем, выполняющим защиту как от коротких замыканий, так и от перегрузок. Из всех трех .вариантов самым предпочтительным следует признать последний.

Выбор плавких вставок для защиты сетевых пони­ жающих трансформаторов. Понижающие подстанции, от которых осуществляется питание сельскохозяйствен­ ных электроустановок, на высшем напряжении защищают­ ся предохранителями типа П К . Срабатывая, эти предо­ хранители отключают трансформатор от сети при возник­ новении коротких замыканий на его выводах или внутри бака.

Плавкая вставка предохранителя П К должна рабо­ тать избирательно с предохранителями низшего напря­ жения и не перегорать от бросков намагничивающего тока, появляющихся при включениях в сеть ненагруженного трансформатора. В приложении 7 приведены значения токов плавких вставок предохранителей для защиты силовых трехфазных трансформаторов со сто­ роны высшего напряжения. Вставки, выбранные по этим

соответствующего значения, указанного в таблице, но

Со стороны низшего напряжения трансформаторы понижающих подстанций защищаются предохранителями или автоматами. Если защита выполняется предохрани­ телями, то ток плавкой вставки должен быть равен или несколько превышать номинальный ток трансформатора:

При выборе вставки по этому условию ток округля­ ется до ближайшего большего номинального тока вставки по стандарту.

93

Если по условиям эксплуатации трансформатора возможны его суточная или сезонная перегрузки в соот­ ветствии с действующими нормами, то ток плавкой встав­ ки предохранителей напряжения 0,4 кВ рассчитывается по условию:

выбирать с учетом, что на рабочий ток подстанции будет накладываться ток запуска двигателя, имеющего наиболь­ ший пусковой ток.

Выбор плавких вставок для защиты сети 380 В. При выборе предохранителей для защиты сети надо исхо­ дить из следующих условий.

1. Номинальное напряжение сети должно соответ­

несколько больше рабочего максимального тока защища­ емого участка, т. е.

или

л

нальных токов всех потребителе^ присоединенных к за-

п

щищаемой сети, а произведение kz ^ 1„оы — максималь- i

ный рабочий ток / р а б . м а к с участка сети с учетом разно­ временной работы потребителей и разной степени их загрузки. В условиях эксплуатации значение этого тока

94 -

может быть измерено в часы максимальных нагрузок, причем проще всего это выполняется с помощью токо-

В этом случае ток плавкой вставки выбирается по соот­ ношению:

максимальный рабочий ток, обусловленный потребителя­ ми, присоединенными к защищаемой сети, без учета рабочего тока электродвигателя, имеющего наибольший пусковой ток.

4. Плавкая вставка, устанавливаемая на данном участ­ ке, должна работать избирательно с плавкими вставками, включенными последовательно с ней. Д л я однотипных предохранителей это условие выполняется, если номи­ нальные токи плавких вставок, последовательно вклю­ ченных предохранителей, отличаются не менее чем на две ступени шкалы (приложение 4). Например, предо­ хранитель ПН-2 со вставкой 20 А будет селективно рабо­ тать с предохранителями, имеющими ток плавкой вставки 10 А и меньше, а также 30 А и больше. В ряде случаев вставки работают селективно, если их номинальные токи отличаются даже и на одну ступень шкалы.

5. Выбранная на соответствующий номинальный ток плавкая вставка должна защищать провод сети от недо­ пустимых перегревов. Длительно допустимые токи ( / д о п ) для проводов различных марок в зависимости от способа прокладки приводятся в ПУЭ, а также в справочниках.

/ в === ^доп-

95

Д л я линий, питающих электродвигатели, условие проверки защиты проводов от опасных перегревов сле­ дующее:

7в =Sa 3/д 0 П .

Эксплуатация предохранителей. В процессе эксплуа­ тации даже правильно выбранные предохранители изме­ няют свои характеристики или, как принято говорить, стареют. Поэтому необходимо периодически один или

ными в местных условиях, но в полном соответствии с техническими требованиями. Перезарядка предохрани­ телей типа П К и ПН-2 производится обычно в специаль­ ных мастерских.

При замене предохранителей следует строго придер­ живаться «Правил техники безопасности и обслуживания электроустановок». Смена предохранителей должна выпол­ няться при снятом напряжении. Если в сети'380 В по каким-либо причинам не удается снять напряжение, то смену предохранителей под напряжением допускается производить при условии, что по предохранителям не протекает ток короткого замыкания. При этом работу надо выполнять в предохранительных очках, в диэлек­ трических перчатках или пользуясь клещами.

Пример. Рассчитать и выбрать плавкие вставки пре­ дохранителей ПН-2, размещенных в сети, схема которой представлена на рис. 45. Предохранители /—6 защищают соответствующие присоединения колхозной мастерской, нагрузки Р1 и Рв — осветительно-бытовые. Паспортные данные двигателей приведены в табл.. 5.

96

Т а б л и ц а 5

Паспортные данные двигателей

всех двигателей — легкие . Тогда по табл."4 определим, что

По шкале номинальных токов плавких вставок выбираем вставку на 15 А. Аналогичным образом выполняем расчет токов плавких вставок для двигателей Д 2 и Дз. Резуль­ таты расчетов сведены в табл. 5.

Рассчитаем теперь плавкие вставки для защиты ответ­ влений, по которым питаются осветительная (Я5 ) и остальная нагрузка (Р4 ) колхозной мастерской, а также

Токи плавких вставок предохранителей 6 и 5 надо подсчитывать по формуле для / п е р с учетом того, что наибольший пусковой ток имеет двигатель Д 2 , а номи­ нальные токи нагрузок 4 и 5 равны соответствующим максимальным рабочим токам, так как для этих нагру­ зок kc = 1.

98

Контактная система автоматов снабжается дугогасительными камерами и рассчитана на отключение доста­ точно больших токов. Поэтому автоматы используются не только1 для коммутации электрической цепи в нор­ мальных режимах, но и для защиты электроустановок при перегрузках и коротких замыканиях.

Из многих типов автоматов, выпускаемых отечествен­ ной промышленностью, В Н И И «Электропривод» для сель­

наличии в воздухе еще и примесей аммиака — автома­ ты тропического исполнения.

Наиболее широко в сельских электроустановках ис­ пользуются автоматы серий А3100, АП50 и АК63 (см. приложение 8 и 9). В паспортных данных каждого типа

в течение неограниченно длительного времени, приво­ дятся сведения о тепловых расцепителях, которыми комплектуются автоматы, а также номинальные токи этих расцепителей. За номинальный ток теплового расцепителя принимается такой ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывания расцепителя. Если автомат снабжен электромагнитным расцепителем, настро­ енным в заводских условиях на определенный ток сра­ батывания, то в паспорте указывается также и этот ток — ток уставки расцепителя, т. е. такой наименьший ток,

100