Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 6
Лекция 8
Выбор плавких предохранителей
Плавкие предохранители. Расстановка и выбор плавких предохранителей в электрических сетях.
6.10. ВЫБОР АППАРАТОВ, ЗАЩИЩАЮЩИХ СЕТЬ ОТ ПЕРЕГРЕВА
Защищающие аппараты. Предназначены для автоматического отключения участка сети, если по нему начнет протекать ток, больше допустимого по нагреву.
Для защиты сетей напряжением до 1 кВ применяются:
− автоматические выключатели с расцепителями,
− плавкие предохранители
− различные комбинированные аппараты.
Для защищающих аппаратов задаются:
− номинальный ток ,
− номинальное напряжение
− зависимость времени срабатывания от тока .
Автоматические выключатели отключают линии, питающие электродвигатели, при перегрузках или коротких замыканиях. Расцепители автоматических выключателей (и соответственно их характеристики) бывают трех типов в зависимости от .
1. Электромагнитный расцепитель (рис. 6.13, а), Время срабатывания не зависит от тока. Расцепитель начинает работать при токе, большем тока срабатывания .
В силовую сеть включены последовательно катушка К, по которой протекает ток; защелка З; пружина П; контакты расцепителя КР, замкнутые в нормальном режиме. Когда ток I станет больше Iср, под воздействием электромагнитного поля сердечник катушки продвинется влево и освободит защелку (штриховая линия), пружина потянет подвижные контакты расцепителя и они разомкнутся. Автоматический выключатель срабатывает и цепь предохраняется.
Схемы электромагнитного расцепителя и его временная характеристика
Автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями применяются для защиты от токов КЗ, но не от перегрузок.
2. Тепловой расцепитель имеет время срабатывания, зависящее от значения тока (рис. 6.13, б).
Схемы теплового расцепителя и его временная характеристика
Меньше ток больше время срабатывания и наоборот.
Принцип действия аналогичен, но вместо катушки защелка освобождается биметаллической пластинкой. Эта пластинка нагревается при протекании основного тока цепи. Коэффициенты расширения у металлов пластинки разные, поэтому при нагревании пластинка изгибается и освобождает защелку.
Такие расцепилители применяются для защиты от перегрузки, так как тепловые элементы обладают большой инерцией и не реагируют на пусковые токи.
Из-за инерции тепловые расцепители или реле не успевают отключить цепь при КЗ. Поэтому для защиты от токов КЗ последовательно с автоматическими выключателями с тепловым расцепителем ставятся плавкие предохранители либо применяются комбинированные расцепители.
3. Комбинированный расцепитель представляет собой сочетание теплового и электромагнитного (рис. 6.13, в). Имеются катушка и биметаллическая пластинка, соединенные последовательно, и каждая из них может действовать на защелку.
Схемы комбинированного расцепителя и его временная характеристика
Плавкие предохранители (ПП) широко применяются, как правило, в сетях до 1 кВ. Если ток КЗ или перегрузки достигает заданной величины, в плавком предохранителе сгорает металлическая вставка и защищает поврежденный участок сети, отключая его от источника питания. Плавкие предохранители работают по характеристике теплового расцепителя. Плавкие предохранители ставят в начале участка сети (рис. 6.14, а).
Номинальным током плавкой вставки предохранителя называют такой, наибольший ток, при котором плавкая вставка может работать бесконечно долго, не перегорая в лабораторных условиях завода-изготовителя (рис. 6.14, б).
|
и − рисую после как говорю о КЗ на 3 ПП |
Наибольший испытательный ток − такой ток, при котором плавкая вставка в лабораторных условиях перегорает за 1-2 ч. Наибольший испытательный ток в 1,3-1,5 раза больше, чем номинальный. В условиях эксплуатации можно считать, что плавкая вставка из-за изменения своих характеристик перегорает при номинальном токе.
На рис. 6.14, б приведены характеристики ПП 1, 2, 3, которые защищают сеть на рис. 6.14, а.
Пусть на участке сети, защищаемом ПП 3, произошло КЗ (рис. 6.14, в).
Будем считать, что токи нагрузок много меньше, чем ток КЗ, при этом токи во всех плавких вставках равны
Первым срабатывает ПП 3, так как время срабатывания самое меньшее ( на рис. 6.14, б). При КЗ отключается только поврежденный участок сети. Это значит, что ПП 1, 2, 3 работают избирательно или селективно.
Плавкие вставки делятся на:
− инерционные
− безынерционные.
Безынерционные срабатывают быстро. Инерционные сгорают медленнее, они толще, делаются из графита. Промежуточное положение между быстродействующими и инерционными предохранителями занимают малоинерционные предохранители.
Для номинальных токов плавких вставок установлена единая шкала в амперах, которой придерживаются заводы-изготовители.
Недостаток плавких предохранителей в том, что они не обеспечивают селективность в замкнутых сетях, требуют замены после срабатывания и нередко перегорают только в одной фазе, что приводит к перегреву двигателей, длительно работающих на двух фазах.
Достоинство плавких предохранителей − в их простоте и экономичности. Плавкие вставки применяются также в сетях с напряжением более 1 кВ.
Выбор защищающих аппаратов. Осуществляется по трем условиям.
1. Условие В нормальном режиме
, (6.50)
где − рабочий ток линии.
Этот ток определяется так (рис. 6.15, а):
,
где − коэффициент одновременности, учитывающий не одновременность максимума нагрузок (определяется по графику). ; чем больше число потребителей п, тем меньше (рис. 6.15, б).
Для электродвигателей.
Рабочий ток i-го двигателя определяется так:
,
где − коэффициент загрузки.
Рабочий ток линии, питающей п двигателей
(6.51)
где − коэффициент спроса.
Условие (6.50) с учетом предыдущего выражения можно записать так:
(6.52)
2. Условие В наибольшем кратковременном режиме
2.1 Одного двигателя.
Пусковой ток двигателя может быть в 5-7 раз больше номинального. Поэтому выбирать плавкую вставку по номинальному току нельзя, так как она при пуске электродвигателя перегорит.
Номинальный ток защищающего аппарата для одного двигателя
, (6.54)
где α − отношение пускового тока двигателя к номинальному току плавкой вставки α>1 (из справочников).
Для двигателей с тяжелыми условиями пуска (частые пуски и большое время пуска − до 40 с):
− α=1,6 для быстродействующих ПП
− α=2 для малоинерционных ПП.
Для двигателей с легким пуском (редкие пуски и малое время пуска = 8-10 с,):
− α=2,5 для быстродействующих ПП
− α = 3 для малоинерционных ПП.
2.2 Для линии, питающей несколько двигателей, условие аналогичное (6.54), можно записать, используя (6.53), так:
(6.55)
где − пусковой ток того двигателя, у которого наибольшая разница между пусковым и рабочим токами.
Если несколько двигателей, защищаемых данными ПП, могут самозапускаться после кратковременных перерывов питания или понижения напряжения, то в (6.55) надо учитывать сумму их пусковых токов.
Самозапуски на холостом ходу при выборе α в (6.55) соответствуют легким пускам, а самозапуски при нагруженных механизмах − тяжелым.
Надо чтобы было
а)
3. Третье условие состоит в том, что защищающие аппараты должны работать избирательно (селективно), т.е. должен отключаться только поврежденный или перегруженный участок.
В разветвленной сети приходится ставить в разных местах несколько последовательно включенных предохранителей, например на главном щите − для защиты магистрального кабеля, на групповых щитках − для защиты групповых ответвлений; наконец, у индивидуальных приемников. В этом случае вставки предохранителей должны быть подобраны так, чтобы они обеспечивали избирательность (селективность).
Первой должна перегореть вставка того ПП, который находится ближе к месту повреждения. Для этого плавкая вставка каждого последующего предохранителя (по направлению от приемника к источнику питания) должна быть на две или в крайнем случае на одну ступень (по шкале токов вставок) выше по номинальному току, что иллюстрируется условиями, приведенными на рис.
Алгоритм выбора номинального тока защищающего аппарата и сечения проводника в сетях до 1 кВ можно записать следующим образом.
1. Выбираем номинальный ток защищающего аппарата, удовлетворяющий трем условиям [см. (6.52), (6.55)]:
a)
б)
в) защищающие аппараты должны работать избирательно (селективно).
2. Проверяем сечение проводника F по нагреву, т.е. проверяем, удовлетворяет ли допустимый ток двум условиям [см. (6.47)—(6.49)]:
а)
или в послеаварийном режиме
б)