Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Курс Защита сетей 0,4 кВ автоматическими выключателями

Курс «Защита сетей 0,4 кВ автоматическими выключателями»

Курс о том, как выбрать автоматические выключатели 0,4 кВ и рассчитать их уставки на любом уровне распределения — от конечного потребителя до ввода ГРЩ.

Включены все этапы расчета, начиная с определения параметров схемы замещения и заканчивая составлением карты селективности.

Для кого этот курс?

Я разрабатывал этот курс специально для начинающих проектировщиков, которые хотят узнать с чего начинать изучение данной темы и получить подробное структурированное пособие. Использование информации из Курса, однако, не избавляет слушателя от необходимости изучать другие источники, в том числе действующую нормативно-техническую документацию (НТД)!

Какие навыки вы получите после изучения?

Вы научитесь выбирать уставки современных выключателей 0,4 кВ и подкреплять свои расчеты ссылками на действующую НТД, которая подробно рассматривается в теоретической части.

Также вы сможете выделять конкретные автоматические выключатели из общей массы и быстро понимать с чем имеете дело. Обычно для этого достаточно прочитать номер стандарта, по которому сделан автомат и знать основные параметры этой группы устройств.

Особенности курса

В курсе рассматриваются только современные автоматические выключатели 0,4 кВ, которые чаще всего используются в проектах. Все уставки и обозначения приведены в терминах документов ГОСТ/МЭК и производителей. Вы научитесь рассчитывать именно те уставки, которые потом увидите в каталогах.

В конце курса есть подробный пример на базе автоматов одной из самых известных компаний на рынке России, без адаптированных условий расчета. На практике часто приходится «закатать рукава», чтобы вытащить сложный проект. А практика — это основа данного курса

Зачем вам этот курс?

Сети до 1000 В — самые распространенные в энергосистеме. Они есть и в большой энергетике, и в промышленности, и в коммерческом секторе. Автоматические выключатели, в свою очередь — самые распространенные устройства защиты в этих сетях. Вы хотите получить практические навыки в защите сетей 0,4 кВ, которые могут приносить хорошие деньги их обладателю? Если да, то этот курс — именно то, что вам нужно

Что Вы получите после оплаты?

Электронный архив Курса (3 Гб) с ключом активации. В Курсе 36 теоретических видеоуроков и подробный примера расчета. Также вы получите дополнительные материалы для удобного изучения и ссылки на все используемые в Курсе нормы и каталоги.

Кто автор?

Давайте знакомиться. Меня зовут Дмитрий Василевский и я автор сайта «Проект РЗА» и группы ВК «Релейная защита. Схемы и расчеты». Если вы не знакомы с этими ресурсами, то предлагаю заглянуть и посмотреть, чем мы там с коллегами занимаемся. Почитайте статьи, посмотрите видео, поработайте с нашими расчетными сервисами и интерактивными моделями сети. Заодно поймете устраивает ли вас мой стиль изложения материала.

Моей основной специализацией последние 12 лет является релейная защита и автоматика сетей 0,4 — 110 кВ и расчеты я делаю регулярно. Если думаете, что на 0,4 кВ не бывает релейной защиты, то это не так. На ответственных распредустройствах 0,4 кВ устанавливают выносную релейную защиту, да и современные расцепители автоматов по функционалу не уступают микропроцессорным терминалам РЗА.

Свои первые расчеты я делал именно по сетям 0,4 кВ и признаться многого не понимал. Что за характеристики автоматов? Какие еще снижающие коэффициенты? Как понять, что автоматы селективны и построить карту селективности?

Меня никогда не устраивал подход «делаю так потому, что все так делают». Я всегда стараюсь докопаться до сути и иногда это создавало проблемы потому, что у меня уходило на выполнение работы больше времени. Да и с более опытными коллегами бывали трения: «Как? Ты ставишь под сомнение то, что мы тебе говорим. Ну, тогда сиди и разбирайся во всем сам!») Но зато если я с чем-то разбирался, то это оставалось со мной навсегда. С учетом современного ритма работы большинства компаний это и преимущество, и недостаток одновременно. Но это мой подход к самообразованию и я его буду придерживаться и дальше.

При подготовке данного курса я также постарался дать вам максимально полную картину. Мы будем постепенно двигаться от составления схемы замещения до построения карты селективности, подробно останавливаясь на сложных местах. Какие-то вещи будут повторяться в нескольких видео для закрепления материала. Для меня главное не выдать как можно больше информации, а предоставить вам четкий план расчета с подробными пояснениями «почему нужно делать именно так?» Это мой основной принцип.

Еще один мой принцип — говорить правду. Поэтому почитайте о том, что есть в данном Курсе, и чего вы здесь не найдете (следующий раздел). Также обязательно прочтите Предупреждение об использовании информации из Курса на практике. Можно поделиться знаниями, но не ответственностью!

Что есть в Курсе?

Чего в Курсе нет?

Пошаговый алгоритм расчета параметров автоматических выключателей

Здесь 36 уроков общей продолжительностью около 9 часов. Теперь вы понимаете почему я не стал включать дополнительные темы в этот Курс?)

Информации много, но она разбита на понятные смысловые этапы и максимально адаптирована для начинающих специалистов

Анализ современных нормативно-технических документов по сетям до 1000 В (ПУЭ, ГОСТ / МЭК)

Разбираем требования ПУЭ, ГОСТ 28249-93, ГОСТ Р 50571 и других действующих документов. В Курсе есть ссылки на конкретные пункты и абзацы из НТД, чтобы вы лучше ориентировались в современных правилах. Рассмотрим требования к п роверке оборудования и проводников по условиям защиты от аварийных токов

Анализ типов современных автоматических выключателей и их защитных характеристик

Посвятим этому целый раздел. Разберемся, какие автоматы относятся к бытовым, а какие к промышленным. Поговорим о термомагнитных и электронных расцепителях. Рассмотрим специализированные автоматы защиты двигателей и особенности их защитных характеристик.

Подробный пример расчета на базе оборудования известного производителя автоматов 0,4 кВ

Рассчитаем уставки для участка схемы ГРЩ — РЩ — Нагрузка (всего 10 автоматов от 10 до 1600 А). Проверим термическую стойкость кабелей согласно ГОСТ Р 50571.4.43—2012. Построим и проанализируем карту селективности автоматов. Работаем с реальными каталогами производителей

Инструменты для проектирования ( при приобретении Комплекта проектировщика )

Редактируемый расчетный файл Excel с примером из Базового курса

Пояснительная записка в формате Word с примером из Базового курса

Рекомендации по организации процесса проектирования и работе с заказчиком

Комплект проектировщика является дополнением к Базовому курсу и приобретается отдельно! (см. ниже)

Подробного рассмотрения выбора первичной схемы электроснабжения, расчета нагрузок и начального выбора кабелей 0,4 кВ

Считаем, что схему с предварительно выбранными кабелями и оборудованием нам предоставляют, как исходные данные. Наша задача — проверить возможность применения того или иного оборудования и проводников с учетом действия аварийных токов и выбрать уставки автоматических выключателей;

Защиты частотных приводов, УКРМ и других дополнительных элементов

Рассматриваем только основные элементы сетей 0,4 кВ — автоматы, кабели, распределительные щиты, двигатели, трансформаторы 6(10)/0,4 кВ, бытовую и обобщенную нагрузку;

Методики выбора УЗО и дифференциальных автоматов 0,4 кВ

АВДТ — это отдельная большая тема для обсуждения. В данном Курсе ее нет

Читайте так же:
Отсеки для батареек с выключателем

Выбора и настройки специальных защит 0,4 кВ ( защит по частоте, напряжению, направлению мощности, логической защиты шин и т.д. )

Рассматриваем т олько базовые защиты от всех видов КЗ и перегрузки, зато максимально подробно. Ранее все эти защиты можно было встретить только в выносной РЗА, но сегодня электронные расцепители автоматов способны осуществлять и такие функции. Возможно вернемся к ним в других курсах

Защиты сетей 0,4 кВ предохранителями и выносной релейной защитой

Ну, это должно быть понятно из названия Курса)

Ответов на все вопросы по сетям 0,4 кВ

Содержание базового Курса «ЗАЩИТА СЕТЕЙ 0,4 КВ АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ»

ВВЕДЕНИЕ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2. РАСЧЕТ АВАРИЙНЫХ ТОКОВ
2.1 Расчет токов КЗ
2.2 Схема замещения и расчет ее параметров
2.3 Расчет максимальных токов КЗ
2.4 Расчет минимальных токов КЗ
3. РАСЧЕТ ТОКОВ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА
3.1 Расчет максимальных рабочих токов
3.2 Расчет пусковых токов
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
4.1 Типы современных автоматических выключателей
4.2 Бытовые автоматические выключатели
4.3 Промышленные автоматические выключатели
4.3.1 Выключатели с термомагнитными расцепителями
4.3.2 Выключатели с электронными расцепителями
4.3.3 Выключатели защиты двигателей
4.4 Рекомендации по применению защитных функций
5. РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ
5.1 Основные положения расчета защиты от перегрузки
5.2 Определение длительно допустимого тока элемента
5.3 Определение перегрузочной способности элемента
5.4 Методика защиты кабелей согласно ПУЭ
5.5 Методика защиты кабелей согласно ГОСТ Р 50571
5.6 Рекомендации по защите кабелей от перегрузок малой кратности
5.7 Влияние температуры выключателя на защиту от перегрузки
5.8 Защита двигателей
5.9 Защита силовых трансформаторов
6. РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
6.1 Основные положения расчета защиты от КЗ
6.2 Определение коэффициентов надежности и надежности согласования
6.3 Определение минимальных коэффициентов чувствительности
6.4 Защита конечных потребителей
6.5 Защита питающих линий к РЩ
6.6 Защита распределительных щитов
6.7 Способы повышения чувствительности защиты от КЗ
6.8 Выбор уставок специальной защиты НП от однофазных КЗ
6.9 Проверка кабелей на термическую стойкость
7. СЕЛЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
7.1 Виды селективности автоматических выключателей
7.2 Влияние рабочих токов на селективность автоматов
7.3 Работа с таблицами селективности
7.4 Построение карты селективности

ПРИМЕР РАСЧЕТА
1. Исходные данные
2. Расчет аварийных токов
3. Расчет рабочих токов
4. Выбор уставок защиты конечных потребителей
4.1 Защита бытовой нагрузки модульными автоматами
4.2 Защита асинхронных двигателей выключателями с термомагнитными расцепителями
4.3 Защита асинхронных двигателей выключателями с электронными расцепителями
5. Выбор уставок защиты питающих линий к РЩ
5.1 Защита линии выключателями с термомагнитными расцепителями
5.2 Защита линии выключателями с электронными расцепителями
6. Выбор уставок защиты ГРЩ
6.1 Защита вводов и СВ ГРЩ выключателями с электронными расцепителями
7. Проверка селективности автоматов и построение карты селективности

Правильный расчёт автомата на 380 В по мощности

Автоматический выключатель трехфазный

Современные системы защиты электропроводки от перегорания и воспламенения подразумевают использование автоматических выключателей и разделяются по типу сети на однофазные и трёхфазные. В частном секторе в большинстве случаев используются приборы второго типа, поэтому актуальным становится правильный расчёт автомата по мощности для 380 вольт, обеспечивающий надёжность и долговечность использования электрической сети.

Назначение и работа

Первое автоматическое устройство, предназначенное для защиты электрической цепи от сверхтоков, было изобретено американским учёным, изучающим электромагнетизм, Чарльзом Графтоном Пэджем в 1836 году. Но лишь через 40 лет подобная конструкция была описана Эдисоном. Современный же тип защитных устройств был запатентован в 1924 году корпорацией Brown, Boveri & Cie из Швейцарии.

Новаторством конструкции стала многоразовость использования благодаря возможности включения модуля при его срабатывании нажатием одной кнопки. Преимущества по сравнению с плавкими предохранителями были неоспоримыми, при этом и точность работы автомата была намного лучше. При использовании устройства в сети, рассчитанной на 380 вольт, происходит отключение сразу всех фаз. Такой подход позволяет избежать перекоса уровней сигналов и возникновения перенапряжений.

Установка трехфазного автомата

Прямое назначение трёхфазного автоматического выключателя состоит в отключении линии при возникновении в ней короткого замыкания или превышения потребляемой мощности приборами. Модули защиты относятся к группе коммутационного оборудования и благодаря простым конструкциям, удобству использования и надёжности они широко применяются как в бытовых, так и в промышленных энергетических сетях. Обычно устройство предполагает ручное управление, но некоторые типы комплектуются электромагнитным или электродвигательным приводом, дающим возможность управлять ими дистанционно.

Некоторые пользователи ошибочно предполагают, что автомат защищает подключённые к нему приборы, но на самом деле это не так. Он никак не реагирует на виды и типы приборов, подключаемых к нему, а единственной причиной его срабатывания является перегрузка и появление сверхтока. При этом, если автомат не отключит линию, электропроводка начнёт нагреваться, что приведёт к её повреждению или даже воспламенению.

Выбор автоматического модуля защиты связан с возможностями электрической линии выдерживать ток определённой величины, что напрямую связано с материалом кабеля и его сечением. Иными словами, при выборе модуля главным параметром является мощность или максимальный ток, который приводит к срабатыванию автомата.

Конструкция защитного модуля

Несмотря на широкий ассортимент продукции, предлагаемый различными производителями, конструкции автоматических выключателей подобны друг другу. Корпус прибора выполняется из диэлектрика, устойчивого к температурам, и не поддерживает горение. На передней панели располагается рычажок ручного управления, а также наносятся основные технические характеристики.

Конструктивно корпус состоит из двух половинок, скрученных между собой болтами. В середине его находятся следующие элементы:

Трехфазный автомат

  1. Клеммы подключения — предназначены для обеспечения надёжного соединения с входящей и выходящей электрической линией.
  2. Подвижный и неподвижный силовой вывод — эти контакты служат для замыкания или размыкания нагрузочной цепи с силовой.
  3. Искрогасительная камера — при резком размыкании контактов между ними образуется дуга достаточно большой мощности, способная привести к повреждению элементов модуля. Поэтому для её гашения используется специальная камера, состоящая из вертикальных пластин, установленных в шахматном порядке. Искра, проходя через них, теряет свою мощность, а затем полностью гасится.
  4. Тепловой и электромагнитный расцепитель — именно их реакция на изменения параметров электрической линии и приводит к срабатыванию прибора защиты.
  5. Рычажный переключатель — используется ручной рычаг, взведение которого замыкает входящую и выходящую линию.
  6. Регулировочный винт — устанавливает порог срабатывания модуля. Настраивается в заводских условиях.
  7. Канал для выхода газов — при гашении искры тепловая энергия преобразуется в газ, который и выводится из устройства через специально сконструированный лабиринт.

Выбор трехфазного автомата

Именно конструкции расцепителей обеспечивают почти моментальное срабатывание автоматического выключателя. Электромеханический контакт реагирует на возникновение в защищаемой им цепи тока, параметры которого превышают номинальное значение. В конструкцию расцепителя входит катушка индуктивности с сердечником, положение которой фиксируется пружиной, а уже она связана с подвижным силовым контактом. Обмотки соленоида включаются последовательно нагрузке. Тепловой расцепитель представляет собой спрессованную полоску из двух металлов с разной теплопроводностью (биметаллическая пластина).

Принцип действия

После подключения к трёхфазному автомату силовой и нагрузочной электрических линий его включают с помощью перевода рычажка в верхнее положение. В результате происходит зацепление рычага через защёлку с включающим контактом. Образованное соединение обеспечивается за счёт смещения подвижной контактной группы относительно их держателя.

При нормальной ситуации ток проходит через соприкосновение силового и подвижного контакта. Затем поступает на биметаллическую пластину и обмотку соленоида, а с неё уже попадает на клемму и подключённую к автомату нагрузку.

Монтаж устройства

Если через выключатель начинает протекать ток со значением, превышающим допустимое, то биметаллическая пластина начинает нагреваться. Из-за разного теплового расширения металлов она изгибается, разрывая в итоге контакт. Сила тока, при котором происходит разрыв соединения, зависит от толщины пластины. Термомагнитный расцепитель характеризуется медленной работой, хотя и может фиксировать даже небольшие изменения величины тока. Его настройка осуществляется на заводе с помощью изменения расстояния между пластиной и подвижным контактом. Для этого используется регулировочный винт.

Читайте так же:
Legrand сценарный выключатель что это

Но для тока, который мгновенно увеличивает своё значение, скорость реакции биметаллической пластины будет крайне низкой, поэтому вместе с ней используется и соленоид. В нормальном состоянии сердечник выталкивается пружиной и замыкает контакт автомата. При аномальном значении сигнала в витках катушки стремительно увеличивается магнитное поле, потоки которого втягивают сердечник внутрь, преодолевая действие пружины, а это приводит к разрыву цепи.

Срабатывание электромагнитного расцепителя происходит за доли секунды, при этом на токи, незначительно превышающие номинальные, он не реагирует. Одновременно с разъединением всей трёхфазной линии опускается и рычажок, который опять понадобится перевести в верхнее положение для подключения нагрузки к сети.

Характеристики устройства

Правильный подбор 3-фазного автомата заключается не только в определении условий его эксплуатации, но и по мощности и типу нагрузки, которая будет к нему подключаться. Неверно подобранная мощность модуля приводит к ухудшению защиты электропровода, при этом такое устройство и само может стать источником аварийной ситуации.

Но всё же, как бы ни было важно правильно подобрать мощность, автоматические приборы характеризуются и другими техническими параметрами, влияющими на их работу. К основным из них относят:

Как установить счетчик

  • рабочее напряжение — определяет величину, при которой автомат защиты работает без ухудшения своих параметров (обычно разрешается перепад в диапазоне 15%);
  • номинальный ток — параметр, непосредственно связанный с мощностью, обозначает пограничное значение тока, при котором происходит срабатывание защитного модуля;
  • потребляемая мощность — автоматические приборы относятся к устройствам с низким энергопотреблением;
  • износостойкость — обозначает количество гарантируемых циклов включения и отключения автомата;
  • минимальная и максимальная рабочая температура — диапазон, в котором технические параметры защитного модуля не изменяются;
  • номинальная отключающая способность — наибольшее значение нагрузки, при котором выключатель сможет разорвать линию с сохранением своей работоспособности;
  • время срабатывания — определяет интервал, в течение которого происходит отключение нагрузки от силовой линии;
  • времятоковая характеристика — разделяется на классы, каждый из которых соответствует току мгновенного расцепления (например, тип С применяется для тока, превышающего значение номинального 5-10 раз).

Кроме технических параметров, автоматические приборы характеризуются и качественными показателями. К наиболее распространённым относят тип привода, способ присоединения внешних проводников, исполнение отсечки и другие.

Подбор мощности

Существует два способа определения необходимой мощности для 3-фазного автомата. При этом один дополняет другой, а не исключает его. Первый метод связан с нахождением суммарного значения потребляемой энергии и нагрузкой, а второй — с сечением электропроводки.

Расчет трехфазного автомата

Исходя из определения, что автомат защищает не оборудование, а электропроводку, подбирать мощность нужно, ориентируясь на параметры последней. Это верно, но лишь до того момента, пока не будет запланирована модернизация сети. Например, существующая проводка в доме рассчитана на 1,5 квадрата. Согласно техническим характеристикам медная проводка такого диаметра сможет выдержать долговременный ток не более 10 ампер. Соответственно, наибольшее одновременное потребление энергии приборами, подключёнными к выходу автомата, не должно превышать 3,8 кВт. Это значение получается из простой формулы для нахождения мощности — P = U*I, где:

  • P — наибольшая допустимая мощность потребления, Вт;
  • U — напряжение трёхфазной сети, 380 вольт;
  • I — максимальный ток, выдерживаемый проводкой, А.

Полученное число говорит о том, что одновременно суммарно подключённая в линию нагрузка не должна превышать это значение, т. е. при включении бойлера на 2 кВт ничего страшного не произойдёт. Но если же к этой линии подключить электропечь в 3 кВт, то проводка не выдержит и загорится, поэтому для предотвращения аварии необходимо установить автомат на 10 А, позволяющий нагрузить линию всего до 2,2 кВт.

Как провести монтаж автомата

Преимущество использования трёхфазного автомата в том, что к нему одновременно можно подключить три линии, при этом величина номинального тока будет определяться суммированием мощностей всех фаз. Таким образом, для автомата на 380 вольт она составит 6,6 кВт, а в случае подключения нагрузки типа «треугольник» — 11,4 кВт. То есть для приведённого примера, если нет возможности развести линию на разные фазовые выходы устройства защиты, понадобится приобрести автомат на 6 А.

Если же планируется модернизация проводки или используется кабель толстого сечения, то расчёт можно произвести исходя из потребляемой мощности нагрузки. Например, если нагрузка каждой фазы не будет превышать 4 кВт, то номинальный ток рассчитывается как сумма мощностей плюс 15–20% запаса (I = 4*3 = 12 А + запас = 14 А), поэтому наиболее подходящим устройством в данном случае будет автомат на 16 А.

Нюансы при расчёте

Установка электросчетчика

Для упрощения нахождения мощности в качестве запаса принято использовать не процентное содержание, а умножение на коэффициент. Это дополнительное число принято считать равным 1,52.

На практике же редко получается нагрузить все три фазы одинаково, поэтому, когда одна из линий потребляет большую энергию, расчёт номинала автоматического выключателя выполняется по мощностям именно этой фазы. В таком случае берётся во внимание наибольшее значение потребляемой энергии и умножается на коэффициент 4,55, и тогда можно будет обойтись без использования таблиц.

Таким образом, при расчёте мощности в первую очередь учитываются параметры электропроводки, а затем и энергия, потребляемая защищаемым автоматом электрооборудования. Здесь берётся во внимание и верное замечание из правил устройства электроустановок (ПУЭ), указывающее, что установленный автоматический выключатель должен обеспечить защиту самого слабого участка цепи.

Что скрывается за дверцей электрощита

Без преувеличения можно сказать, больше половины обывателей не представляют, какое модульное оборудование установлено у них дома. Для них все, что находится за дверцей электрощита, это «автоматы» или, того хуже, «пробки». Подобное незнание приводит к тому, что выбор модульного оборудования осуществляется без должной проработки вопроса, без учета будущих нагрузок и, в лучшем случае, по совету знакомого электрика.

Как результат – плохая защищенность локальных бытовых электросетей от короткого замыкания, перегрузок, а человека от поражения электрическим током и пожаров, а также преждевременная поломка дорогостоящей бытовой техники.

В нашей статье мы поговорим о том, какие модули используются при монтаже систем электроснабжения и по каким параметрам их следует выбирать, а также ответим на самые распространенные вопросы при помощи специалистов компании Schneider Electric.

Виды модульного оборудования. Краткое описание

Ассортимент современного модульного оборудования достаточно широк. Несмотря на то, что все модули внешне похожи, их функционал существенно различается и каждый из них выполняет свою конкретную задачу.

В данную группу входят следующие виды устройств:

Читайте так же:
Правильное положение клавиш выключателя

— Автоматические выключатели (АВ) или, в просторечии, «автоматы». Функция: размыкание электросети при коротком замыкании или перегрузках. Задача: предохранение электропроводки.

— Устройства защитного отключения (УЗО), также известное как выключатель дифференциального тока (ВДТ). Функция: защита людей от поражения электрическим током при проблемах с электрооборудованием, а также предупреждение пожаров, вызванных замыканиями на землю или токами утечки, например, при повреждении электропроводки.

— Дифференциальные автоматы или автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ). Устройство, которое совмещает в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель. Функция: защита электросети не только от коротких замыканий и сверхтоков, но и от утечек из-за повреждений проводки, электроприборов и при попадании под напряжение человека.

— Выключатель нагрузки (рубильник). Простейшее модульное устройство с ручным управлением, предназначенное для включения/выключения электроцепи.

— Реле напряжения. Устройство, осуществляющее непрерывный контроль величины напряжения с целью отключения нагрузки в случае выхода значения напряжения за установленные приделы. Предназначено для защиты всех электроприборов, подключенных к бытовой сети.

— Реле импульсные. Управляющее устройство в сфере освещения, делающее его более комфортным, благодаря централизованному включению и отключению. Применяется на проходных выключателях лестниц, в длинных коридорах, везде, где надо в одном месте включить свет, а в другом выключить.

— Контакторы модульные. Используются для дистанционного управления и контроля нагрузок большой мощности: отопительные системы, системы вентиляции и кондиционирования и т.д, а также в схемах централизованного управления, позволяя отключать все электроприборы за исключением критически важных.

Далее рассмотрим прикладное применение вышеперечисленных модулей в различных бытовых ситуациях.

Короткое замыкание и перегрузка

Одна из самых распространенных ситуаций, связанная с протеканием по сети тока, превышающего значение, на которое эта сеть рассчитана. Простейший пример: включение в одну розетку большого количества электроприборов. Токи перегрузок расплавляют изоляцию проводов и приводят к короткому замыканию. Это, в свою очередь, может привести к возгоранию, поэтому короткое замыкание должно быть ликвидировано за очень короткое время.

Для защиты от высоких токов короткого замыкания и перегрузки используются автоматические выключатели. При выборе конкретной модели автомата необходимо отталкиваться от тока короткого замыкания, который может быть в десятки и даже сотни раз выше номинального. Этот параметр называется отключающая способность. Если ток КЗ будет выше отключающей способности, то с большой вероятностью модуль выйдет из строя, не выполнив свои защитные функции. То есть риск пожара сохраняется. Величина отключающей способности указывается в амперах и имеет наиболее распространенные параметры 3кА, 4,5кА, 6кА.

Однако, зачастую, информация о токе кроткого замыкания конкретного объекта отсутствует, в этом случае исходят из следующего: чем лучше электропроводка, чем больше предполагается нагрузка, тем отключающая способность должна быть выше. Принято считать, что в большинстве случае ток короткого замыкания не превышает 3кА, поэтому рекомендуется выбирать автоматы с нижним пороговым значением 4,5кА, хотя и этот вариант, при всей его доступности, отнюдь не самый надежный.

Учитывая, что в настоящее время характеристики внутридомовых электрических сетей меняются в сторону увеличения потребляемой мощности, мы рекомендуем использовать автоматические выключатели с отключающей способностью 6000а серии Resi 9, производимые компанией Schneider Electric. Resi 9 имеют систему мгновенной коммутации силовых контактов, что обеспечивает длительный срок службы контактной группы автомата и гарантирует долговечность устройства в целом.

Повреждение изоляции и утечка тока

Под утечкой понимают аварийные токи, протекающие между сетевыми проводниками и «землей». Они возникают при повреждении изоляции, когда часть тока из провода уходит на корпус устройства, такое часто случается со стиральными или посудомоечными машинами. Защиту от этих видов повреждений выполняют выключатели дифференциального тока ВДТ или УЗО. Данный модуль также служит для защиты от непреднамеренного прикосновения к оголенной проводке под напряжением. В этом случае УЗО мгновенно отключается и защищает человека от опасных повреждений.

Для защиты людей от поражения электрическим током чаще всего используют УЗО, реагирующие на токи утечки 30 мА. В сырых помещениях, подвалах, детских комнатах применяют аппараты, настроенные на 10 мА. Отключающие устройства, предназначенные для предотвращения пожаров, имеют порог срабатывания 100 мА и выше. Важно понимать, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков, в случае возникновения короткого замыкания модуль скорее всего сгорит, но не отработает, ведь при КЗ утечка тока отсутствует. Поэтому применяется УЗО только последовательно с автоматическим выключателем.

Различают 3 типа УЗО, реагирующих на различные виды утечек:

— УЗО типа АС реагирует только на утечки переменного тока.

— УЗО типа А сработает при утечках переменного тока, как тип АС, а также постоянного пульсирующего тока.

— УЗО типа В срабатывает при утечке тока разной формы, частоты и полярности.

Большинство современных приборов, используемых в быту, питаются от импульсных блоков питания, имеют регуляторы мощности или инверторное управление электродвигателем.

Исходя из вышесказанного, очевидно, что следует устанавливать в электрощиты УЗО типа А. Так, например в ассортименте модульного оборудования серии Resi 9 представлен широкий выбор УЗО типа А для защиты электронных устройств класса I. Все выключатели дифференциального тока от Schneider Electric электромеханические, обеспечивающие защиту электрической цепи даже при обрыве нейтрали.

Чем отличается ДИФ-автомат от УЗО

Для большинства людей УЗО и ДИФ-автомат неразличимы. Да, внешне они похожи, имеют схожую маркировку, кнопку теста и включения в работу, но все же это разные устройства. Дифференциальный автомат объединяет в едином корпусе два типа защиты: от перегрузки и короткого замыкания, от токов утечки. Фактически, диф-автомат объединяет в одном корпусе два устройства. Если все так просто, то можно ли заменить УЗО и автоматы на диф-автоматы в целях экономии места?

Действительно, данный модуль позволяет экономить место в распределительных щитах ввиду совмещенности двух устройств, упрощается монтаж и сокращается количество точек подсоединения проводов. Кроме того, в случае срабатывания, размыкаются одновременно все питающие проводники (ноль и фаза). Однако диф-автомат имеет более высокую стоимость, затрудняет поиск причины срабатывания, а при повреждении меняется полностью.

Однако, часто бывают ситуации, когда в уже в смонтированном щите нужно установить УЗО, которое, как правило, занимает 2 модуля, а места не хватает. В этом случае, как раз выход в установке диф-автомата серии Resi 9, которым можно заменить обычный автомат и который будет выполнять функции как УЗО, так и автоматического выключателя. Электромеханические диф.автоматы серии Resi9 имеют два рычажка. Один срабатывает как автомат, если произошло короткое замыкание или перегрев, а другой как УЗО, если произошла утечка. Поэтому определить причину срабатывания диф. автомата не составит труда.

Наилучшим образом диф-автомат раскрывает свои достоинства при установке в отдельных цепях, нуждающихся в особом контроле. Это мощная нагрузка, расположенная в помещениях с высокой влажностью: ванная со стиральной машиной и бойлером, кухня с электроплитой и т.д.

Скачки напряжения

Одна из основных причин выхода из строя электрических приборов — это перепады напряжения в электрической сети. Данная проблема характерна для многоквартирных домов старой постройки и частных домов, подключенных к старым линиям электропередач. Для решения данной проблемы в распределительных щитах устанавливаются реле напряжения, осуществляющие непрерывный контроль величины напряжения электросети. В отличие от стабилизаторов, поддерживающих стабильный уровень напряжения, реле напряжения защищает электрооборудование путем его отключения от сети при недопустимых значениях напряжения.

Читайте так же:
Установка выключателей для архивов

Реле напряжения, как правило, применяются для защиты всех электроприборов, подключаемых в сеть, это же и является их главным достоинством, при установке общего реле напряжения во вводном электрощите обеспечивается защита всей электросети, тем самым значительно снижается стоимость организации защиты электросети от перепадов напряжения. Еще одним безусловным преимуществом модуля является фиксированная настройка верхнего и нижнего порогов напряжения.

Управление нагрузками и отключение нагрузки

В линейке Resi 9 представлены еще несколько типов модулей. Это импульсное реле, модульный контактор и выключатель нагрузки. Рассмотрим их функционал на реальных примерах.

Импульсное реле. Возьмем длинный коридор, лестничный марш или просторную гостиную с двумя входами. Для удобства в таких помещениях обычно монтируются несколько точек управления освещением, проще говоря, проходные выключатели. Традиционно такие схемы требуют прокладки большого количества кабелей, что затратно само по себе т. к. стоимость проходного (перекрестного) переключателя достаточно высока. Импульсное реле позволяет заменить их недорогими кнопочными выключателями, которых может быть неограниченное количество в зависимости от потребностей помещения. В сочетании с доступной ценой импульсного реле Resi 9 такое решение позволяется получить существенную экономию не только за счет стоимости изделий, но и за счет экономии кабеля.

Модульный контактор. Помимо импульсных реле, управлять бытовой техникой и оборудованием можно при помощи контакторов. Обычно контактор используется для управления мощными нагрузками: освещение, вентиляция или обогрев с повышенными показателями энергопотребления. Кроме того, контактор применяется при монтаже современных систем управления энергопотреблением. Например, через контактор можно запитать все неприоритетные нагрузки дома, а для управления использовать обычный выключатель. Выходя из дома, владелец одним нажатием клавиши обесточивает цепи питания, которые должны быть отключены без утомительного обхода и проверки всех электроприборов. Данная функция существенно повышает пожарную безопасности жилища, а также выполняет функцию энергосбережения.

Выключатель нагрузки. Согласитесь, удобно, покидая помещение, обесточить его щелкнув простым рычажком. Многие пользователи так и поступают, отключая вводной автомат. Однако делать этого не стоит ни в коем случае. Назначение автоматического выключателя — срабатывать при перегрузках или от токов КЗ и его ресурс ограничен количеством циклов срабатывания. Такое отключение обычно делается при работающих электроприборах, в момент разрыва контактов возникает дуга, способствующая их подгоранию. Если вам действительно необходим такой уровень комфорта, то лучше включить в схему специальное коммутационное устройство – выключатель нагрузки, аналог рубильника. Выключатель нагрузки представляет собой обыкновенный модульный выключатель, выполненный аналогично автоматическому выключателю. Внутри корпуса расположена мощная контактная группа с одинарным или двойным разрывом цепи.

Линейка модульного оборудования Resi 9 благодаря комплексному подходу позволяет собрать современный электрический щит, который обеспечит надежную и бесперебойную работу ваших электрических устройств и защиту вам и вашему дому.

ВВЕДЕНИЕ

В Методических указаниях рассматриваются вопросы защиты от коротких замыканий сети постоянного тока электростанций и подстанций. Указания предназначены для обеспечения персонала электростанций и наладочных организаций, занимающегося эксплуатацией и наладкой системы постоянного тока, методикой расчетной проверки соответствия аппаратов защиты условиям надежной работы.

1. СОСТАВ НАГРУЗКИ СИСТЕМЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ

1.1. Основная нагрузка системы постоянного тока:

— устройства управления, сигн ализации, блокировки и релейной защиты;

— приводы выключателей (электродвигательные или электромагнитные);

— электродвигатели аварийных маслонасосов системы смазки агрегатов;

— электродвигатели аварийных маслонасосов системы уплотнения вала генераторов;

— электродвигатели аварийных маслонасосов системы регулирования турбин;

— преобразовательный агрегат для аварийного питания устройств связи.

1.2. Перечисленные потребители не допускают перерыва питания, обычно они отключены и включаются в аварийных режимах.

1.3. Нагрузка системы постоянного тока может быть разделена на три вида:

— постоянная — соответствует току, потребляемому с шин постоянного тока в нормальном режиме и остающемуся неизменным в течение всего аварийного режима;

— временная — соответствует току потребителей, подключаемых к аккумуляторной батарее при исчезновении переменного тока и характеризует установившийся аварийный режим;

— кратковременная — длительностью не более 5 с; она характеризуется потребляемым от аккумуляторной батареи (АБ) током в переходном аварийном режиме.

Классификация потребителей постоянного тока по характеру приложения нагрузки:

Устройства управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты. Постоянно включенная часть аварийного освещения

Аварийное освещение. Электро двигатели аварийных маслонасосов систем смазки, уплотнения и регулирования. Преобразовательный агрегат связи

Пуск электродвигателей, включение и отключение приводов выключателей

1.4. В соответствии с Нормами технологического проектирования (НТП) для тепловых электростанций, входящих в энергосистему, длительность исчезновения переменного тока допускается не более 30 мин, а для изолированных ТЭС — 1 ч.

В течение этого времени — в установившемся авар ийном режиме — нагрузка равна сумме постоянной и временной нагрузок.

1.5. Постоянная нагрузка может быть определена по схемам питания потребителей постоянного тока или непосредственным измерением. Ее значение, как правило, невелико — 20 — 40 А, она не оказывает большого влияния на работу системы постоянного тока в аварийном режиме.

1.6. Наибольшая нагрузка переходного аварийного режима (толчковая) может иметь место в начальный период переходного процесса или через некоторое время в зависимости от моментов включения приводов масляных выключателей и пусков маслонасосов.

1.7. Пусковые токи электродвигателей резервных маслонасосов и токи, потребляемые приводами выключателей, могут быть определены на основании данных заводов-изготовителей или непосредственным измерением.

1.8. Наиболее удобной формой анализа работы потребителей системы постоянного тока электростанции является построение графика нагрузок I нагр = f(t) для аварийного получасового или часового режимов. Примеры построения таких графиков приведены на рис. 1, 2.

1. Постоянная нагрузка

2. Аварийное освещение

3. Приводы выключателей

4. Преобразовательный агрегат связи

5. Электродвигатели аварийных маслонасосов уплотнения

6. Электродвигатели аварийных маслонасосов смазки

Суммарный график нагрузок

Рис. 1. График нагрузок аварийного получасового режима для ТЭС с поперечным связями

Примечани я: 1. Расчетные графики нагрузок постоянного тока приведены для ТЭС с поперечными связями. 2. Разброс моментов включения аварийных насосов разных турбоагрегатов отражен на графиках 5 и 6. На суммарном графике условно принято включение сначала маслонасосов уплотнения, а затем насосов смазки. Принимаемый порядок их включения не влияет на значение расчетных токов. 3. В конце аварийного режима (t = 30 мин) показан толчковый ток любого выключателя главной схемы, так как в этом случае принимается включение выключателей по одному. Условно принято включение выключателя У-220 с наибольшим током потребления привода (ШПЭ-44). 4. Рассмотрен случай питания аварийных нагрузок трех агрегатов (3×60 мВт или 2×60 + 1×100 мВт).

1. Постоянная нагрузка

2. Аварийное освещение

3. Приводы выключателей

4. Преобразовательный агрегат связи

5. Электродвигатели аварийных маслонасосов уплотнения генераторов

6. Электродвигатели аварийных маслонасосов смазки

Суммарный график нагрузок

Рис. 2. График нагрузок аварийного получасового режима для ТЭС с блоками мощностью 150 — 200 МВт

Примечани е. Время включения насосов уплотнения (30 с) и смазки (1 мин) принято условно. В общем случае моменты включения указанных насосов для 1-го и 2-го блоков не совпадают, что учтено в суммарном графике нагрузок.

2. НАГРУЗКИ ПЕРЕХОДНОГО АВАРИЙНОГО РЕЖИМА

2.1. Время возникновения наибольшей толчковой нагрузки зависит от распределения моментов включения приводов масляных выключателей и пуска маслонасосов.

Читайте так же:
Defond выключатель для дрели

2.2. Суммарный ток, потребляемый приводами выключателей, достигает максимального значения при переключениях на резервный источник питания СН (АВР).

2.3. Возможны следующие режимы работы АВР:

— мгновенное переключение питания с рабочего на резервное по импульсу от отключающихся выключателей рабочего питания;

— переключение на резервное питание с выдержкой времени 2 — 2,5 с по импульсу от пускового органа минимального напряжения.

2.4. Учет пусковых токов отдельных потребителей постоянного тока выполняется по-разному в зависимости от типа электростанции и мощности устанавливаемых основных агрегатов.

2.5. Для ТЭС с поперечными связями в тепловой части и агрегатами 60 и 100 МВт в начальный момент аварийного процесса и толчковом токе участвуют: постоянная нагрузка, нагрузка от аварийного освещения, нагрузка от приводов выключателей и пусковой ток преобразовательного агрегата оперативной связи, включающегося мгновенно.

Электродвигатели аварийных маслонасосов уплотнения генераторов и смазки пускаются позже за счет работы в начале выбега агрегата главного маслонасоса на валу (пуск первого насоса принимается через 30 с, второго — через 1 — 2 мин после начала аварийного режима).

2.6. При расчетах следует исключить возможность сов падения пусковых режимов всех маслонасосов. Максимальную толчковую нагрузку следует принимать в переходном режиме как сумму установившихся токов, аварийных маслонасосов и пускового тока одного наиболее крупного насоса (см. рис. 1).

2.7. На ТЭЦ с поперечными связями в тепловой части мощностью до 200 МВт устанавливается одна аккумуляторная батарея, а при мощности более 200 МВт — две одинаковой емкости, которые вместе должны обеспечить питание маслонасосов смазки турбин и водородного уплотнения генераторов всех агрегатов электростанции, а также преобразовательного агрегата связи и всех нагрузок аварийного освещения.

На ТЭС с блочными тепловыми схемами для каждых двух блоков, обслуживаемых с одного блочного щита, предусматривается, как правило, одна аккумуляторная батарея.

Для блоков мощностью 300 МВт и выше в тех случаях, когда установка одной батареи на два блока невозможна по условиям выбора коммутационной аппаратуры постоянного тока, допускается установка отдельной батареи для каждого блока. В зависимости от типа и мощности блоков последовательность включения отдельных нагрузок постоянного тока в аварийном переходном режиме различна.

2.8. Для ТЭС с блоками 200 МВт и менее в нормальном режиме в системах смазки и уплотнений давление создается за счет работы главного маслонасоса на валу турбины, включение аварийных маслонасосов происходит аналогично указанному выше для ТЭЦ: можно считать, что маслонасос смазки включается через 1 — 2 мин, маслонасос уплотнения — через 30 с после начала выбега агрегата.

Значение и момент появления максимальных расчетных толчковых токов зависят от типа применяемых выключателей. При использовании воздушного выключателя в цепи резервного трансформатора СН расчетный ток для двух блоков будет максимальным в тот момент, когда аккумуляторная батарея уже несет нагрузку установившегося режима одного блока и принимает толчковую нагрузку переходного режима второго блока при пуске наиболее мощного маслонасоса. При использовании в схеме резервного трансформатора СН на стороне высокого напряжения масляного выключателя наибольшая расчетная толчковая нагрузка возникнет при АВР первого блока. В этом случае определяющим может также явиться время окончания аварийного разряда аккумуляторной батареи, когда значительные толчковые токи воспринимаются разряженной батареей. Этот режим должен проверяться с учетом включения в конце аварийного режима выключателей по одному.

2.9. Для электростанций с блоками 300 МВт и выше в аварийных режимах характерны значительные суммарные толчковые нагрузки, так как при исчезновении переменного тока на АБ почти одновременно накладываются нагрузки приводов при включении выключателей, электр одвигателей маслонасосов смазки и регулирования (для турбин ЛМЗ), маслонасосов уплотнения вала генераторов, агрегата связи и аварийного освещения.

График нагрузок аварийного режима для ТЭС с блоками мощностью 150 — 200 МВт приведен на рис. 2.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

3.1. Сопротивление проводов, кабелей и шин может быть рассчитано, если известны их длина и сечение по формуле

где R — сопротивление, Ом;

ρ — удельное сопротивление, Ом · мм 2 /м;

S — сечение, мм 2 .

Для меди ρ = 0,0172 Ом · мм 2 /м.

Для алюминия ρ = 0,0283 Ом · мм 2 /м.

Для коммутационных и защитных аппаратов сопротивление переходных контактов R пк составляет:

R пк = 1 · 10 -3 Ом.

Для элементного коммутатора сопротивление R эк составляет:

R эк = 5 · 10 -3 Ом.

3.2. Сопротивление элементов сети постоянного тока можно измерить обычными методами: с помощью моста или методом амперметра-вольтметра. Для измерения сопротивления отходящей тупиковой линии она должна быть выведена из работы. На противоположном конце кабеля устанав ливается закоротка, затем производится измерение. Недостатком этого метода является необходимость вывода линии из работы. Примерно 80 % общего числа присоединений щитов постоянного тока составляют «кольца» оперативного тока, вывод из работы которых связан с большими трудностями, а при работе основного оборудования практически невозможен.

Используя особенность «колец» оперативного тока, заключающуюся в том, что оба источника питания расположены на сравнительно небольшом расстоянии один от другого (не более 30 м), их сопротивление может быть измерено под нагрузкой. Для этого «кольцо» переводится в режим одностороннего питания. Со стороны отключенного источника питания к «кольцу» через рубильник подключается резистор сопротивлением 100 — 200 Ом и номинальным током 1 — 2 А последовательно с амперметром.

Затем производят измерение падения напряжения на одном полюсе «кольца» при замкнутом рубильнике от протекания по нему дополнительного тока ΔI и разомкнутом рубильнике. Сопротивление цепи, «кольца» при этом определяется по формуле

(3.2)

где U 2 , U 1 — падение напряжения на полюсе соответственно при протекании по нему дополнительного тока и без него;

ΔI — дополнительный ток.

Схема измерения приведена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема измерения сопротивлений «колец» постоянного тока

4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

4.1. Ток короткого замыкания в сети постоянного тока, питающейся от аккумуляторной батареи СК, определяется по формуле

где I кз — ток короткого замыкания, А;

E расч — расчетная ЭДС одного элемента , В;

n — количество элементов батареи;

R АБ — внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, Ом;

R ц — сопротивление цепи короткого замыкания.

4.2. В формуле (4.1) E расч , R АБ — фиктивные расчетные величины, нелинейно зависящие от тока, протекающего через АБ. В свою очередь этот ток зависит от сопротивления цепи короткого замыкания. Для упрощения расчетов кривая нелинейной зависимости тока в АБ от сопротивления, на которое она замкнута, заменяется двумя прямолинейными участками, пересекающимися в точке, соответствующей граничному сопротивлению.

Значение этого сопротивления зависит от номера батареи и количества включенных в работу элементов в соответствии с выражением 4.2:

где R гр — граничное сопротивление, Ом;

N — номер аккумуляторной батареи.

4.3. В том случае, если R ц < R гр , принимается E расч = 1,73 В

Если же R ц > R гр , то принимается E расч = 1,93 В

4.4. Значения сопротивлений, вычисленные по формулам (4.2), (4.3), (4.4) для наиболее часто применяемых на электростанциях аккумуляторных батарей, приведены в табл. 1.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector