Выбор защиты

В судовой электрической сети при к.з. возникают большие токи (несколько десятков тысяч ампер), обусловленные параметрами и мощностью источников электроэнергии и параметрами сети. Токи к.з. могут вызвать повреждение электрооборудования и кабельных сетей. Одновременно резко снижается напряжение судовой сети, что вызывает затормаживание асинхронных двигателей или их отключение вследствие срабатывания нулевой защиты пусковой аппаратуры. В связи с этим на судах при к.з. может быть нарушен режим работы ответственных механизмов и устройств.

Для быстрейшей локализации аварийного состояния еэс необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок судовой сети.

При расчете токов к.з. проверяют коммутационную и защитную аппаратуру на ударный ток (электродинамическую устойчивость) и на тепловую устойчивость ее контактов за время к.з. (термическую устойчивость).

В судовых электрических сетях постоянного тока к.з. сопровождается увеличением тока до 6 - 15­ кратного значения (в зависимости от параметров и характеристик генераторов и кабельной сети).

Для выбора автоматов защиты двигателя брашпиля определяем ударный расчётный ток.

Составляем схему замещения

К М1

1.На основании опыта принимают наибольшую силу тока короткого замыкания генератора равную десятикратному номинальному току.

Imax.г1,2,3 = 10∙Iн = 10∙156,9=1569A

2.Определяем фиктивное со­противление (в Ом) генератора при коротком замыкании:

Uн Uн 230

Rф.г = ——— = —— = —— = 0.147

Imax..г 10Iн 1569

3. На основании опыта принимают наибольшие токи короткого замыкания, создаваемые электродвигателями этой цепи, в зависи­мости от их мощности:

а) для электродвигателей мощностью более 100 кВт - равные вось­микратному номинальному току Imax.д = 8 Iн.д;

б) для электродвигателей мощностью от 100 до 10 кВт - равные

шестикратному номинальному току Imax.д = 6 Iн.д;

в) для электродвигателей мощностью менее 10 кВт - равные четырехкрaтному номинальному току Imax.д = 4 Iн.д

Если цепь, в которой произошло короткое замыкание, одновре­менно питает несколько различных электродвигателей, то общий ток определяют как сумму наибольших токов всех электродвигателей или принимают равным шестикратной сумме номинальных токов всех электродвигателей:

Imax.д = 6∙159,7=958,2А

4.Определяем фиктивное сопротивление (в Ом) всех электродви­гателей при коротком замыкании:

Uн.д 230

Rф.д = —— = —— = 0.2Ом

Imax.д 958,2

5.Определяем сопротивление кабеля Rк1 от генератора до главно­го распределительного щита в зависимости от его размеров.

Rтабл.*r l 0,865 4

Rк123 = —— = —— = 0.00346

1000 1000

ρ – удельное сопротивление меди = 0,0175 Ом∙мм/м

11- длина кабеля от генератора до ГРЩ

S1- площадь поперечного сечения кабеля.

6.Находим суммарное сопротивление участка генератор – ГРЩ (в Ом)

R1=Rф.д + Rк1 = 0.2+0.00346=0,2046

7.Вычисляем общее сопротивление параллельной цепи относитель­но места короткого замыкания:

(Rф.г+Rк1)Rф.д (0.147+0.00346)0,2

R2 = ———————— = ————————— = 0,086 Ом

Rф.г+Rк1+Rф.д 0,147+0.00346+0,2

8.Определяем сопротивление кабеля Rк2 от ГРЩ до места корот­кого замыкания в зависимости от его размеров.

Rк4 = 0,72

9.Находим расчетное сопротивление цепи короткого замыкания:

(Rф.г+Rк1)Rф.д

Rрас. = ———————— + Rк2 = 0,086+0,72=0,806

Rф.г+Rк1+Rф.д

10.Ударный расчетный ток короткого замыкания (в А) определяется по формуле

1,08Uг√2 ρ 1,08∙230∙√2∙1,6

Iу = ————— = —————— = 400,3

√3 Zк.з √3∙ 0,806

Uг – напряжение генератора

Zк.з.- полное расч. сопротивление цепи до места к.з.

р – ударный коэффициент р=Iу /Iк.з

Для судовых систем ударный коэффициент обычно имеет значения в пределах ρ =1,1÷1,6

По ударному расчетному току короткого замыкания выбираем автомат с большим значением ударного тока.

Генераторы, потребители	Тип автомата	Номинальный ток потребителя	Номинальный ток расцепителя
Генератор 1,2,3	АМ-8	800	190
Освещение и сигнализация	А3510	160	40
Рулевая машина	АКМ-50-3МГ		25
Приборы управлением судном	АК-50-8МП		35
Брашпиль	А3510	160	120
Вентиляционная система	АК-50-3МГ		15
Водотушение пенотушен.	А35-10	160	120
Буксирная лебедка	А3520	250	220
Топливный насос	А35-20	250	200
Кампус	А3510	160	50
Насос забортной и питьевой воды	АК-50-3МГ		12
Масляный насос	А3114Р	9,9	15
Вентилятор	А3114Р	17,3	20
Компрессор	А3114Р	18,1	20
Радио и элнавигационные приборы	А3114Р	12,2	15
Приборы управления судами	А3114Р	6	15

Вывод: правильный подбор автоматов к каждому потребителю исключает возможность выхода их из строя при коротких замыканиях цепи или в случае возникновения любой другой неисправности.