Питання для самоконтролю

1. Який принцип дії плавкої вставки запобіжника?

2. За якими правилами вибирають запобіжники для захисту електродвигунів?

3. Що таке легкий і важкий пуск електродвигуна?

4. Як вибирати вставку запобіжника для захисту магістралі, яка живить групу споживачів?

5. Які мережі слід захищати від струмів короткого замикання і перевантажень?

6. За якою умовою перевіряється надійність спрацювання запобіжника?

7. Як визначити максимальний струм в мережі?

8. Недоліки при захисті електродвигунів запобіжниками?

9. Як забезпечують вибірність (селективність) захисту запобіжниками?

Практична робота № З

Вибір автоматичних вимикачів

Навчальна мета: набути практичних навиків по розрахунку і вибору автоматичних вимикачів для захисту електричних мереж.

Програма роботи

1. Розрахунок струмів уставок автоматичних вимикачів.

2. Вибір площі перерізу проводів і кабеля у відповідності до прийнятих уставок автоматичних вимикачів.

Послідовність виконання роботи

1.Випишіть умову завдання з вихідними даними свого варіанту (таблиця 3.3).

2.Накресліть схему розподільчої мережі (рис.3.2).

3.Визначте робочі і максимальні струми на кожній ділянці мережі.

4.Виберіть марки автоматичних вимикачів (додаток 23) і уставки за струмом. 5.Визначте площу перерізу струмоведучих жил проводів і кабелів.

6.Результати розрахунків зведіть в таблицю (див. таблицю 3.1).

Зміст звіту

1.Вихідні дані свого варіанту і розрахункова схема мережі.

2.Проведені розрахунки.

3.Зведена таблиця розрахунків і вибраного електрообладнання.

4.Висновок. Методичні вказівки до виконання роботи

Автоматичні вимикачі (автомати) - більш досконалі захисні апарати в порівнянні з запобіжниками. Вони призначені для захисту електроустановок напругою від коротких замикань (електромагнітні розчіплювачі) і перевантажень ( теплові розчіплювачі). В окремі типи автоматів можуть бути вмонтовані незалежні і або мінімальної напруги. Автомати також використовують для нечастих оперативних вмикань і вимикань електроустановок.

Автомати дорожчі запобіжників, більш складні по конструкції, мають більші габаритні розміри. Водночас ряд суттєвих переваг автоматів в порівнянні із запобіжниками (можливість швидкого включення після спрацювання, більш стабільні характеристики, можливість виконання окремих типів автоматів з нульовим захистом від зниження напруги, одночасне відключення всіх трьох фаз та ін.) обумовили їх широке застосування в електроустановках різного призначення.

В даний час найбільш широко використовують автоматичні вимикачі серій А3700, АЕ20М, АП50Б, ВА51 і ВА52. Технічні дані окремих типовиконань автоматичних вимикачів наведено в додатку 23.

При розрахунку мереж спочатку вибирають автоматичні вимикачі, а потім визначають площі січення проводів і кабелів. Автоматичні вимикачі вибирають за такими умовами:

де U_н.а. U_н.у.- відповідно номінальні напруги автомата і електроустановки, В;

І_н.а., І_н.у.- відповідно номінальні струми автомата і електроустановки, А;

І_н.т.р.- номінальний струм теплового розчіплювала автомата, А;

І_р.- робочий струм електроустановки, А;

k_н.m- коефіцієнт надійності, Який враховує розкид по струму спрацювання теплового розчіплювала (приймають в межах 1,1...1,3);

І_с.е.р- струм спрацювання відсічки електромагнітного розчіплювача, А;

І_р.max- максимальний робочий струм електроустановки, А;

k_н.e- коефіцієнт надійності ,який враховує розкид по струму електромагнітного розчіплювала і пускового струму електродвигуна (приймають 1,25);

І_гр.від- граничний включає мий автоматом струм, А;

І_{к.з. max}- максимальний струм короткого замикання в місці встановлення автомата, А:

де U_н- номінальна напруга мережі, В;

z_m - опір трансформатора, приведений до напруги 400 В, Ом;

z_л – опір лінії від шин 0,4 кВ підстанцій до місця встановлення автомата, Ом.

При виборі площі січення проводів і кабелів, захищених автоматичними вимикачами необхідно, у відповідності до правил влаштування електроустановок, дотримуватись наступних умов.

Допустимий струм для провідників з полівінілхлоридною, гумовою і подібною по теплових властивостях ізоляцією, які прокладають в пожежонебезнечних і вибухонебезпечних приміщеннях, а також для освітлювальних мереж житлових, громадських і службово-побутових приміщень, при захисті їх від перевантаження і коротких замикань:

- для вимикачів, які мають тільки електромагнітний розчіплювач (відсічку):

• для вимикачів, які мають тепловий або комбінований розчіплювач:

де І_{у а} - струм уставки автоматичного вимикача, А.

Допускається для тих же провідників і вимикачів, які прокладають у пожежо-і вибухобезпечних приміщеннях:

Умови необхідно також дотримуватись:

- для кабелів з паперовою ізоляцією і вимикачів, які мають тільки відсічку;

- для провідників всіх марок і вимикачів з неурегульованою обернено залежною від струму характеристикою теплового розчіплювана, з відсічкою або без неї;

- для провідників з полівінілхлоридною, гумовою і аналогічною за тепловими властивостями ізоляцією і вимикачів з регульованою обернено залежною від струму характеристикою теплового розчіплювана.

Для кабелів з паперовою ізоляцією, ізоляцією із вулканізованого поліетилену і автоматів, які мають регульовану обернено залежну від струму характеристику теплового розчіплювана, виконують умову:

Але відповідний тривало допустимий струм повинен бути не менше розрахункового, тобто повинна виконуватись умова:

де k — поправочний коефіцієнт, який враховує невідповідність дійсних умов з прийнятими при складанні таблиць тривало допустимих струмів:

де k_n1 -поправочний коефіцієнт на температуру навколишнього середовища;

k_n2 - поправочний коефіцієнт на кількість прокладених проводів, кабелів;

к_n3 - коефіцієнт, який враховує повторно-короткочасний режим роботи електроспоживачів, прокладання в особливому грунті і інше.

Якщо умова не виконується, то вибирають найближчу більшу площу поперечного січення провідника.

На відгалуженнях до електродвигунів з короткозамкнутим ротором у вибухо-небезпечних зонах:

а у вибухонебезпечних:

Для всіх провідників, які прокладені до електродвигунів, необхідно також щоб виконувались умови:

-для автоматичних вимикачів, які мають тільки відсічку

-для автоматичних вимикачів з нерегульованою обернено залежною від струму характеристикою при будь якому струмі уставки відсічки, якщо вона є

Розглянувши вимоги правил влаштування електроустановок можна встановити, що в якості захисних апаратів доцільно застосовувати автоматичні вимикачі з комбінованими розчіплювачами. Вибір автоматичних вимикачів з одним електромагнітним розчіплювачем при захисті мережі, в якій є пускові струми, від коротких замикань і перевантажень призводить до значного завищення площі січення провідників.

Приклад 3. Від розподільчого пункту РІІ (рис. 3.1) до силового щита РЩ кабель з мідними жилами в землі, де температура рівна +20°С. В приміщенні з температурою +25°С від щита РЩ до електродвигунів прокладено проводи з алюмінієвими жилами і полівінілхлоридною ізоляцією в трубах. Освітлювальна магістраль виконана кабелем з алюмінієвими жилами, який прокладений відкрито. Напруга мережі 380/220В. Характеристика електроспоживачів наведена в таблиці 3.1.

Вибрати автоматичні вимикачі з комбінованими розчіплювачами, площу поперечного перерізу проводів і кабелів для електричної мережі.

Таблиця 3.1. Характеристика споживачів до прикладу 3

Двигун М1			Двигун М2			Освітленя, Росв, кВт	Коефіцієнт одночасності (k0) на ділянці РП-РЩ
Ін,А	kі	kз	Ін,А	kі	kз
15,1	7,5	0,9	3,52	5,5	1,0	6,6	1

Рис.3.1. Розрахункова схема електромережі до прикладу З.