Раздел 2. Выбор автоматических воздушных выключателей.

2.1. Общие положения по выбору электрических аппаратов

Любой аппарат сначала выбирается по основным номинальным параметрам - род тока, частота, напряжение и ток, затем - по конструктивному исполнению и после этого проверяется по наиболее тяжелым условиям работы.

По номинальному напряжению аппараты выбираются аналогично другим видам электрооборудования так, чтобы выполнялось условие

U _{ап .ном} ≥ U _{уст .пом}

где U _{ycт. ном} - номинальное напряжение установки,

U _{aп. ном} - номинальное напряжение аппарата, указанное на его корпусе

Выполнение данного условия обусловлено необходимостью предотвращения электрического пробоя изоляции аппарата при максимально возможных в данной установке значениях напряжения U _{paб макс}. От этого значения напряжения зависят воздушные зазоры и толщина изоляционных материалов между токоведущими частями, определяющие габариты аппарата в целом.

По номинальному току аппараты выбирают исходя из необходимости выполнения условия I

I_an.ном > I _раб.max

где I_paб.max - расчетное значение длительного рабочего тока, проходя­щего через аппарат в режиме, когда значение указанного тока максимально;

I _an.ном - номинальный ток максимального расцепителя аппарата, т. е. ток, который аппарат может выдержать длительное время, если температура окружающей среды не превышает расчетную.

Все судовые АВВ подразделяются по назначению на 2 группы:

- генераторные (селективные) АВВ для защиты генераторов и шин ГРЩ от сверхтоков, (см. таблицу Приложения 5)

- сетевые АВВ для защиты потребителей оттоков к.з. и перегрузки (см. таблицу Приложения 4, 6)

Для выбора и проверки генераторного выключателя необходимо выписать технические характеристики заданного генератора из таблиц Приложения 2.

Для выбора и проверки АВВ защиты трансформатора необходимо выписать технические характеристики заданного трансформатора из таблиц Приложения 3.

2.2 Рекомендации по выбору автоматических воздушных выключателей АВВ

После выбора АВВ по роду тока и номинальному напряжению определение защитных параметров и характеристик производится в такой последовательности:

-определяется номинальный ток максимального расцепителя выключателя;

-определяется уставка выключателя на ток срабатывания в зоне к.з.;

Примечание. В том случае, если требуется защищать фидер от тока перегрузки, выбирается выключатель с комбинированным расцепителем.

.

Выбор генераторных АВВ

Номинальный ток максимального расцепителя I_н.р. АВВ должен удовлетворять неравенству :

I _{ном мах. р} ³ I _раб

Для генераторных автоматов величина I _раб. равна номинальному току генератора I_н.г.

Для секционных автоматических выключателей величина I_раб. рассчитывается по значению мощности, передаваемой через этот выключатель в наиболее тяжелом эксплуатационном режиме.

Приближенно эта величина определяется по формуле :

I _раб ³ 1,15 I _н.г.

Уставку на ток срабатывания в зоне к.з. генераторных и секционных выключателей, а также выключателей перемычек следует выбирать из условия отстройки указанных выключателей от ложных срабатываний при пусках электродвигателей, синхронизации, переключении нагрузки с одного источника на другой.

Для отстройки секционных и генераторных АВВ уставку на срабатывание следует принимать в пределах К_уст = .

Защита трансформатора

Защита трансформаторов осуществляется по низкой и высокой стороне сетевыми АВВ (QF10,QF11). Выбор АВВ (см. Приложение 5,7) осуществляется в соответствии с номинальными токами трансформатора из условия:

I _{ном мах. р} ³ I _{ном тр}

Номинальные первичные и вторичные токи определяются по номинальной мощности и соответствующим номинальным напряжениям:

Для трехфазного трансформатора

I_{ном тр}=

U _ном – номинальное линейное напряжение ( отдельно дл первичной и вторичной обмоток )

S_ном - номинальная мощность ВА

Уставку на ток срабатывания в зоне к.з. выключателя фидера питания трансформатора следует выбирать из условия отстройки от токов включения и переключения, согласно неравенству

,

где I_н.тр. - номинальный ток первичной обмотки трансформатора;

К_мах - кратность максимального тока включения трансформатора, рекомендуется выбирать:

при мощности трансформатора до 25 кВт К _мах ³ 1,1 I _х.х.

при мощности трансформаторов более 25 кВт К _мах ³ 1,5 I _х.х.,

где I _х.х. - ток холостого хода трансформатора в % от I _н.тр.

Защита электродвигателей.

Защита электродвигателей осуществляется сетевыми АВВ (QF6, QF7,QF8), Прежде всего необходимо определить расчетный ток для каждого выбранного в разделе.1 асинхронного двигателя.

I _{расч..дв. =} Р _ном._дв.*К _загр. *10³ /√3U_{ном дв}*Cosφ _{ном .дв.}*η _{ном. дв,}

_где К _{загр. =} К _исп.* К _{загр. мех};

К _{загр. мех} для асинхронных двигателей равен 0,9;

К _исп = Р_м / Р _ном._дв;

Номинальный ток АВВ выбирается из условия :

I _{расц ном} ³ I _расч..д

АВВ выбираем пользуясь таблицами Приложения 5,7

Уставку на ток срабатывания в зоне к.з. АВВ питания электродвигателей рекомендуется выбрать из условия отстройки от ложных срабатываний при пуске электродвигателей по формуле :

,

где К _ср.н. - уставка на ток срабатывания в зоне к.з. выключателя по ТУ;

К _над. - коэффициент надежности, равный 1,05;

К _доп. - коэффициент, учитывающий плюсовой допуск на величину пускового тока электродвигателя, равный 1,15;

К _пуск. - кратность пускового тока электродвигателя по ТУ;

К _а - коэффициент, учитывающий величину апериодической составляющей пускового тока. К _а = 1,3.( В системах постоянного тока К _а = 1;)

d _i - минусовой допуск на ток срабатывания АВВ в зоне к.з. Для АВВ типа АК - 50 d _i = 0,1. Для АВВ типа А - 3000 d _i = 0,15;

Номинальный ток расцепителя АВВ (QF9) фидеров питания
групповых силовых щитов следует определять для наиболее загруженного режима работы исходя из условия

I _{расц ном..} ≥ I _ф

где 1_ф - расчетный ток фидера;

I _ф = К_о ( Σ I_{расч ι} + I _р )

I _{расч ι} - расчетный ток i - го потребителя;

К_о - коэффициент одновременности работы потребителей, питающихся от данного РЩ. Принимаем К_о=1.

I_р - суммарный номинальный ток расцепителей резервных АВВ ( если они имеются).

Уставку на ток срабатывания в зоне к.з. выключателя, устанавливаемого на фидере питания силового распределительного щита, рекомендуется выбирать из условия отстройки от ложных срабатываний АВВ при пуске (переключении) потребителей:

при установке на фидере неселективного выключателя

где - суммарный ток включения одновременно запускаемых моторов.

Для нашего случая, когда схемой управления не предусматривается одновременное включение моторов, учитывается только ток включения одного, наиболее мощного мотора.

На переменном токе при определении ток включения одного из одновременно запускаемых электродвигателей (с наибольшим пусковым током) берется с учетом коэффициента К _а

Номинальный ток двигателя определяется просто:

I_ном.дв = Р _ном._дв *10³/√3U_{ном *}Cosφ _{ном .дв*} η