Selectie van beschermingsuitrusting. Selectie van controle- en beveiligingsapparatuur. Omvang van de vereiste kennis

Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie

(FSBEI HPE ZabSU)
Afdeling Elektrische Voeding

Test

Betreft: Voedingssystemen en elektrische netwerken

Ingevuld door: leerling van groep EPs-10-1
Rogozinsky A.P.
Gecontroleerd door: Shvets O.B.

Chita 2013
Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie
Federale begrotingsinstelling voor hoger beroepsonderwijs
"TRANSBAIKAL STAATSUNVERSITEIT"
(FSBEI HPE ZabSU)
Afdeling Elektrische Voeding

OEFENING
voor de test

In de cursus “Voedingssystemen en elektrische netwerken”

Aan student Rogozinsky A.P.

Onderwerp
“Selectie en testen van geleiders en beveiligingsapparatuur in elektrische netwerken met spanningen tot 1000 V”

Optie 301

Testopdracht.

Maak een selectie van beveiligingsapparaten, hun parameters, evenals het merk en de doorsnede van de geleiders die zich in de kamer bevinden en behoren tot zoneklasse P-IIa volgens de PUE.
De voedingsspanning van het verlichtingsnetwerk is U = 220 V, de lineaire spanning van het netwerk is U l = 380 V.
Legmethode: distributienetwerkgeleiders – in stalen buizen; kabel van het voedings(hoofd)netwerk in de grond.
De initiële gegevens worden getoond in Tabel 1; Het elektrische netwerkdiagram wordt getoond in Figuur 1.

tafel 1

Berekeningsgegevens van het verlichtingsnetwerk
Aantal lampen			10
Vermogen van één lamp, W			500
Ontwerpgegevens van stroomdistributienetwerken
Nummers van elektrische motoren			15,17,19
Parameters van elektrische motoren
Motornummer	Nominaal vermogen, kW	Efficiëntie		Vermogensfactor cos?	Beginstroommultipliciteit, k i
M15	7	0,87		0,89	6,0
M17	14	0,88		0,89	5,5
M19	4,5	0,86		0,88	7,0

Figuur 1 – Elektrisch netwerkdiagram

Het doel van de thermische berekening van elektrische laagspanningsnetwerken is de selectie van beveiligingsparameters (zekeringen, stroomonderbrekers, thermische relais) die worden gebruikt om netwerken te beschermen tegen kortsluitstromen en overbelastingen, evenals de selectie van geleiderdoorsneden.
In overeenstemming met clausule 1.3.2 van de PUE moeten “geleiders voor welk doel dan ook voldoen aan de vereisten voor maximaal toelaatbare verwarming, waarbij niet alleen rekening wordt gehouden met normale, maar ook post-noodmodi, evenals met modi tijdens reparaties en mogelijke ongelijkmatige verdeling van stromen tussen lijnen, bussecties, etc. .P. Bij het testen op verwarming wordt een maximale stroomsterkte van een half uur genomen, de grootste van de gemiddelde stromen van een half uur van een bepaald netwerkelement.
De volgende soorten elektrische netwerken zijn onderworpen aan thermische berekeningen:

- binnennetwerken gemaakt van open gelegde geleiders met brandbare omhulling of isolatie;
- verlichtingsnetwerken in woon- en openbare gebouwen, in winkels, dienstverlenende gebouwen en woongebouwen, met inbegrip van netwerken voor huishoudelijke en draagbare elektrische ontvangers, evenals netwerken in brandgevaarlijke gebieden;

- Voor eenfasige lijnen:

Waar is het totale vermogen van de lampen.

Lijnfasespanning.

Beveiligingsapparaten worden zo geselecteerd dat de nominale stroom van de zekeringverbinding (voor zekeringen) of de stroom van thermische of elektromagnetische ontladingen (voor stroomonderbrekers) niet minder is dan (gelijk aan of iets groter dan) de bedrijfsstroom:

De selectie van beveiligingsapparaten wordt gemaakt op basis van referentietabellen.
Voor installatie accepteren wij een stroomonderbreker type AE 2044 met gecombineerde uitschakeling. De nominale stroom van de gecombineerde vrijgave wordt ontleend aan de voorwaarde: .
We aanvaarden.
Nominale stroom van de stroomonderbreker.

De doorsnede van de geleiders wordt bepaald door de waarde van de toegestane langdurige stroombelasting op de geleiderkernen. In dit geval moet aan de volgende voorwaarde worden voldaan: (1).
We aanvaarden koperdraad merk PV (met polyvinylchloride-isolatie, tweeaderig, doorsnede 2x2 mm 2. Bij het leggen van deze draad in een stalen buis hebben we: = 23 A.

Daarom komen de geaccepteerde AB-parameters niet overeen met de geselecteerde doorsnede van de draadkernen. We vergroten de doorsnede van de draad. Wij accepteren draad van het merk PV, met een doorsnede van 2x2,5 mm 2. Bij het leggen van deze draad stalen pijp we hebben: = 25 A.
Zo krijgen we, d.w.z. voorwaarde (1 is tevreden).
We controleren of de geselecteerde parameters van de stroomonderbreker overeenkomen met de doorsnede van de draadkernen volgens de voorwaarde: we hebben:
Daarom komen de geaccepteerde AB-parameters overeen met de geselecteerde doorsnede van de draadkernen.

Volgens de taakvoorwaarden behoort het pand tot klasse P-IIa.

- alle soorten netwerken in explosieve zones van de klassen B-I, B-Ia, B-II, B-IIa.
- stroomdistributienetwerken bij industriële ondernemingen, in residentiële en openbare gebouwen, commerciële gebouwen - in gevallen waarin overbelasting van het mechanisme mogelijk is om technologische redenen of vanwege de werkingsmodus van het netwerk.

Nominale stroom, A voor driefasige motoren wisselstroom berekend met de formule:

Waar is het nominale vermogen van de motor, W;
- lineaire netwerkspanning, V;
- arbeidsfactor van de elektromotor;
- prestatiecoëfficiënt (efficiëntie) van de elektromotor.
De startstroom van de elektromotor wordt berekend met de formule:
waar is de, bepaald op basis van naslagwerken en paspoortgegevens van de elektromotor.
Voor bepaalde elektromotoren hebben we:
- M15-motor

Motor M17:

Motor M19:

De nominale stroom van zekeringverbindingen wordt geselecteerd op basis van de toestand:
, waar is de lanceercoëfficiënt. Wij accepteren = 2,0.

- M15-motor ().
.
Wij accepteren = 45A.

Motor M17 ().
.
Wij accepteren = 80 A.

Motor M19 ().
.
Wij accepteren = 35 A.

Voor elke motor krijgen we:
- M15-motor ().

- M17-motor ().

Wij accepteren (PML 4220 starter)
- M19-motor ().

Wij accepteren (PML 2220 starter)

De keuze maken wij op basis van de voorwaarde: .
Voor installatie accepteren wij draad van PV-kwaliteit met koperen geleiders, polyvinylchloride-isolatie, driekernig, gelegd in een stalen buis.

- M15-motor ().

Wij accepteren PV-draad 3x1,5 mm 2, doorsnede 1,5 mm 2,
- M17-motor ().

Wij accepteren PV-draad 3x5 mm 2, doorsnede 5 mm 2,
- M19-motor ().

Wij accepteren PV-draad 3x1,5 mm 2, doorsnede 1,5 mm 2.
We controleren of de geselecteerde parameters van de beveiligingsapparatuur overeenkomen met de doorsneden van de geleiderkernen.

Voor elke motor hebben we:
- M15-motor ().
- aan de voorwaarde is voldaan.
- M17-motor ().
- aan de voorwaarde is voldaan.
- M19-motor ().
- aan de voorwaarde is voldaan.

Voor elke motor hebben we:
M15-motor:
Wij accepteren PV-draad 3x2, doorsnede 2 mm 2,.

M17-motor:
- aan de voorwaarde is niet voldaan. We vergroten de doorsnede van de draad.
Wij accepteren PV-draad 3x8, doorsnede 8 mm 2, .
We krijgen: - Er is aan de voorwaarde voldaan.
M19-motor:
- aan de voorwaarde is voldaan.

Bij deze thermische berekening wordt de zoneklasse niet bepaald, aangezien de voedings(hoofd)lijnen óf via een kabel in de grond óf via een bovenleiding worden uitgevoerd. In het tweede geval mag de lijn niet binnen de grenzen van brand- en explosiegevaarlijke gebieden lopen.

De belasting van de voedingsnetwerken bestaat uit stromen van stroom- en verlichtingsverbruikers.
De bedrijfsstroom van de hoofdlijn wordt bepaald door de formule:

Waar is de som van de nominale stromen van alle (n) elektromotoren, A;
- de som van de bedrijfsstromen van alle (m) lampen, A;
- vraagcoëfficiënt (dimensieloze hoeveelheid rekening houdend met de gelijktijdige werking van elektromotoren).

Bij het berekenen van de maximale lijnstroom wordt rekening gehouden met de startstroom van de krachtigste elektromotor, terwijl de nominale stroom van de som wordt uitgesloten.
De maximale lijnstroom wordt bepaald door de formule:

Waar is de startstroom van de krachtigste elektromotor, A.
A.

De lijnen zijn alleen beveiligd tegen kortsluiting.
Waarin.
Voor kortsluitbeveiliging Wij accepteren zekeringen van het merk PR-2.
.
Wij accepteren =80A.
Bij het kiezen van snelwegbeveiligingsapparaten moet rekening worden gehouden met hun selectiviteit van actie, d.w.z. In geval van kortsluiting in het netwerk mag alleen het beveiligingsapparaat dat zich het dichtst bij de foutlocatie bevindt, reageren. Om dit te doen, is het noodzakelijk om aan de volgende relatie te voldoen tussen de stromen van twee in serie geschakelde beveiligingsapparaten:
,
Waar is de nominale stroom van de zekeringverbinding die zich het dichtst bij de stroombron bevindt, A;
- nominale stroom van de zekering naast de eerste van de stroombron, A.
=80A.
= 80 A
, d.w.z. aan de voorwaarde is niet voldaan.
Daarom accepteren we = 160 A, dan krijgen we dat aan de voorwaarde is voldaan.

De selectie wordt gemaakt volgens de tabellen van sectie 1 op basis van de voorwaarde:

Wij accepteren VRB-kabel 3x10, doorsnede 10 mm 2,

- aan de voorwaarde is voldaan, daarom komen de geselecteerde parameters van de beveiligingsinrichtingen overeen met de geaccepteerde doorsnede van de kabeladers.

Bibliografie:

Elektrisch gedeelte

industriële ondernemingen

Elektrische apparaten en bedrading moeten tegen mogelijk worden beschermd noodsituaties beveiligingsapparaten, dit is een kortsluiting, aansluiting van een verhoogde belasting, overspanning. De belangrijkste functies van het beschermen van mensen en elektrische bedrading in een woongebouw worden uitgevoerd door VA(automatische schakelaars), aardlekschakelaar (), VD(differentieelschakelaars), SPD, RPN ().

Automatische schakelaar (VA)

Berekening en selectie van beveiligingsapparaten vormt de basis voor het ontwerpen van de stroomvoorziening van een privéwoning. Hun belangrijkste functie is bescherming tegen overstroomkortsluiting ( kortsluiting) en bij het inschakelen van een verhoogde belasting. Van kortsluiting voorzien elektromagnetische vrijlating, van meer vermogen is bedoeld thermische afgifte.

Wanneer een consument een VA kiest, moet hij weten dat elk elektrisch apparaat dat heeft startstroom. Dit elektriciteit, wat een bepaald bedrag groter is dan het nominale (werkende). Deze waarde kan hoger zijn dan 3, 5 of 7 keer de nominale stroom van het elektrische apparaat. De tijd die nodig is voor het passeren van de inschakelstroom bedraagt enkele milliseconden. Maar deze keer is genoeg om de elektromagnetische vrijgave te laten werken en de VA het elektrische netwerk uit te schakelen. Om deze reden zijn stroomonderbrekers onderverdeeld in verschillende typen, afhankelijk van de grootte van de inschakelstromen.

Type IN– (van 3 – 5) In, waarbij In de nominale (bedrijfs)stroom van het elektrische apparaat is.
Type MET– (5 – 10) Binnen
Type D– (10 – 20) Binnen

U moet bijvoorbeeld VA installeren voor asynchrone motor. Voor sommige typen is de startstroom 6 In, dus selecteren we VA, en het type is B, enzovoort.

Bij het kiezen van machines op type, dat wil zeggen door stroom te starten, moet rekening worden gehouden met enkele nuances. Daarom zijn de automatische machines van ABB geclassificeerd volgens IEC 60947 - 2 ( internationale standaard), waar is de klas NAAR(8 – 14) In, en klas Z(2 – 4) Binnen.

Werkingsprincipe van thermische en elektromagnetische afgifte

Figuur 1

VA-gebouw ( 1 ) zijn gemaakt van diëlektrisch materiaal, net als het handvat ( 2 ), die dient om het in te schakelen. Vergrendeling ( 3 ) is ontworpen voor montage op een DIN-rail met een gewone schroevendraaier (u buigt hem en installeert of verwijdert de VA). Bimetaalplaat (6) is het belangrijkste element van de VA ter bescherming tegen verhoogde belasting. De essentie ervan is dat het is gemaakt van een speciale legering en speciale fysieke en technische kenmerken heeft, en wanneer er een stroom doorheen gaat die groter is dan de bedrijfsstroom (nominale) dan buigt deze. Als gevolg van deze buiging werkt het in op het element ( 7 ) en VA schakelt het elektrische netwerk uit. Dit zijn acties thermische afgifte.

Als er sprake is van overstroom (kortsluiting) in het elektrische netwerk, gaan deze door de solenoïde ( 9 ), trekt het de kern terug en wordt de VA uitgeschakeld. Dit zijn acties elektromagnetische vrijlating.

Basispostulaten bij het kiezen van een VA voor een huishoudelijke consument

Wanneer een consument in een winkel een stroomonderbreker koopt, moet hij allereerst de toegestane stroomsterkte op lange termijn kennen van de kabel die deze zal beschermen.
Bij het kiezen van beveiligingsapparaten (VA) voor thermische ontgrendelingen moet rekening worden gehouden met de niet-uitschakelstroom 1.13 In. Zelfs als de belasting de nominale stroom 1,11 keer overschrijdt, zal de thermische ontgrendeling niet werken, en als deze stroom langdurig aan de draad wordt blootgesteld, kan dit tot ongewenste gevolgen leiden.
Coëfficiënt 1.45 ten opzichte van de nominale stroom wordt er rekening mee gehouden wanneer de stroomonderbreker uitschakelt. Voor VA is deze tijd ongeveer 1 uur, maar dit hangt van veel factoren af, externe omgeving, fabrikant, aantal machines die zich bevinden. Ondertussen kan de kabelisolatie smelten. Houd bij het kiezen rekening met deze factor VA door de nominale stroom in verhouding tot de langdurig toelaatbare stroom van de uitgaande kabel.

Op basis van het aantal polen worden VA's verdeeld in één, twee, drie en vier polen. VA wordt ook geselecteerd op basis van de mate van bescherming, het aantal contacten, het type installatie, de aanwezigheid van stroombegrenzing, enzovoort.

De nominale stromen van stroomonderbrekers bedragen buitenste paneel. Hoofdlijn voor huishouden VA 6,3, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63 A er is meer.

1. Vereisten voor het kiezen van beschermingsuitrusting.

Bij het kiezen van apparaten voor het beveiligen van elektrische netwerken aan boord zijn de volgende vereisten van toepassing:

1. Beveiligingsinrichtingen moeten op betrouwbare wijze elektrische circuits bedienen en ontkoppelen tijdens kortsluiting en onaanvaardbare overbelasting, en mogen in normale omstandigheden geen vals alarm geven.

2. Wanneer ze worden geactiveerd, moeten de beveiligingsapparaten actie ondernemen om uit te schakelen, en hun actie moet onomkeerbaar zijn (er mag geen automatische herinschakeling plaatsvinden nadat de overbelasting of kortsluiting is geëlimineerd). Het herstarten moet handmatig gebeuren.

3. Beveiligingsinrichtingen moeten selectieve (selectieve) ontkoppeling van het circuitgedeelte bij kortsluiting mogelijk maken. In dit geval mogen onbeschadigde delen van het voedingssysteem niet worden losgekoppeld. Wanneer zich een kortsluiting voordoet in het voedingsnetwerk, mogen de beveiligingsapparaten alleen die uitschakelingen uitvoeren die nodig zijn om de kortsluiting te elimineren.

4. De gevoeligheid van de beveiligingsinrichtingen moet voldoende zijn om te kunnen werken bij de laagste kortsluitstroom in de beveiligingszone en onder gevaarlijke overbelasting.

5. Beveiligingsapparaten in AC-voedingssystemen moeten reageren op alle soorten kortsluiting: eenfasig, tweefasig en driefasig.

6. Wisselstroomlijnen die rechtstreeks consumenten voeden en waarvoor eenfasige modi niet zijn toegestaan, moeten worden beschermd door driefasige stroomonderbrekers.

7. Beveiligingsinrichtingen moeten voldoende snelheid hebben om de kortst mogelijke onderbreking van de stroomtoevoer naar consumenten te garanderen, waardoor het ontstaan van brand of schade aan onderdelen van het stroomvoorzieningssysteem en verstoring van de stabiliteit van de werking ervan wordt voorkomen.

8. Om AC en te beschermen Gelijkstroom Er moeten beschermende apparaten worden gebruikt die zijn goedgekeurd voor gebruik in nieuw ontwikkelde en aangepaste producten.

Opmerking. Over het algemeen moeten stroomonderbrekers met vrije uitschakeling worden gebruikt. Stroomonderbrekers zonder vrije uitschakeling mogen worden gebruikt in gevallen waarin er geen stroomonderbrekers zijn met vrije uitschakeling met de vereiste kenmerken.

9. Beveiligingsapparaten moeten worden geselecteerd:

– volgens de nominale spanning van het circuit;

– in termen van de omvang en aard van de huidige belasting.

10. De geselecteerde beveiligingsapparaten moeten bescherming bieden voor de draden.

11. Geselecteerde beveiligingsapparaten moeten worden gecontroleerd:

– weerstand tegen kortsluitstromen (elektrodynamische, thermische stabiliteit en schakelvermogen);

– over de selectiviteit van de werking tijdens kortsluiting;

– gevoeligheid voor kortsluitstromen.

Opmerking. Apparaten die zijn ontworpen om het noodstroomvoorzieningssysteem te beschermen wanneer ze worden gevoed vanuit noodbronnen, zijn niet getest op weerstand tegen kortsluitstromen. Deze controle wordt uitgevoerd terwijl het systeem wordt gevoed door de hoofdbronnen .

2. Methodologie voor het selecteren van beschermingsapparatuur.

Beveiligingsapparaten in primaire distributienetwerken moeten worden geselecteerd rekening houdend met de maximale stroomsterkte van de lijn op lange termijn, het aantal kanalen van de gesplitste lijn, rekening houdend met de ongelijke verdeling van stromen in de draden van gesplitste lijnen.

De nominale stroom van het beveiligingsapparaat voor één kanaal van een gesplitste lijn van het primaire distributienetwerk wordt bepaald door de formule

Waar In een.– nominale stroom van het split-line-beveiligingsapparaat, A;

ik l– lijnstroomsterkte, A;

A- de huidige distributie-oneffenheidscoëfficiënt voor boordnetwerken wordt gelijk gesteld aan 1,075;

N– aantal kanalen van de splitlijn;

k– aantal back-upkanalen.

Laten we eens kijken naar de methodologie voor het selecteren van beveiligingsapparaten voor het secundaire distributienetwerk, dat, zoals bekend, stroom levert aan elektriciteitsverbruikers rechtstreeks vanuit de schakelapparatuur en centrale besturingsbussen.

Feederbeveiligingsapparaten voor elektriciteitsverbruikers moeten worden geselecteerd op basis van de voorwaarde dat de normale werking van consumenten wordt gegarandeerd wanneer de stroomsterkte in het circuit gelijk is aan of lager is dan de nominale waarde, evenals tijdens niet-gevaarlijke overbelastingen (bijvoorbeeld bij het starten een motor) in verschillende omstandigheden omgeving(temperatuur, vacuüm).

Opmerking. Bescherming van consumenten in technisch verantwoorde gevallen moet worden verzorgd door de ontwikkelaar van deze consumenten.

Om circuits te beschermen, moeten beveiligingsapparaten worden geselecteerd met een nominale spanning die gelijk is aan of groter is dan de nominale spanning van het beschermde circuit.

Apparaten voor het beschermen van consumentenfeeders moeten worden geselecteerd rekening houdend met de aard van het werk van de consument.

Op basis van de aard van hun werk worden elektriciteitsverbruikers in twee hoofdgroepen verdeeld:

– verbruikers die geen hoog continu startvermogen en overbelastingsstroom hebben (verlichtingsapparaten, verwarmingsapparaten, transformatoren, unitbesturingscircuits, schakelaars, relais, enz.);

– elektriciteitsverbruikers, inclusief elektromotoren (verschillende elektrische mechanismen, brandstof- en oliepompen, omvormers voor elektrische machines, ventilatoren, enz.).

Voor consumentenfeeders die geen grote startstroom hebben, moet de nominale stroom van de beveiligingsapparaten gelijk zijn aan de nominale stroom van de consument of een grotere waarde hebben die daar het dichtst bij ligt:

In een.³ Ik zweet, (2)

Waar Ik zweet– nominale stroom van de consument, A.

Voor consumentenfeeders, inclusief motoren met continue en kortetermijnbedrijfsmodi, moeten beveiligingsapparaten worden geselecteerd in overeenstemming met de voorwaarden:

Waar t beginnen. max – tijd waarop de wortel-gemiddelde-kwadraat-startstroom van de consument zijn maximale waarde heeft, s;

- responstijd van het beveiligingsapparaat volgens de tijdstroom (ook wel ampère-seconde genoemd) die kenmerkend is voor de omgevingsomstandigheden waarin het beveiligingsapparaat zich bevindt bij een stroomsterkte gelijk aan Ik rms.start. maximaal, s;

Ik rms.start. max – maximale wortel-gemiddelde-kwadraatwaarde van de startstroom, A.

t beginnen. maximaal en Ik rms.start. max worden bepaald door de curve van veranderingen in de root-mean-square startstroom van de consument in de loop van de tijd. De wortelgemiddelde kwadratische startstroom voor elk moment wordt bepaald op basis van het oscillogram van de startstroom van de consument (Fig. 1)

volgens de formule

Waar nt– het aantal gelijke intervallen in sectie t van de huidige veranderingscurve bij het opstarten;

I 1 ,…,I nt– gemiddelde stroomwaarden in intervallen op een deel van de curve, A.

Opmerking. Bij benadering de waarde Ik rms.start. max. voor AC-motoren met starttijd< 1 сек может быть принято равным 0,9Ik begin. (Ik begin.– de waarde van de startstroom van de motoren gespecificeerd in technische omstandigheden op hen), t beginnen. max kan gelijk worden gesteld aan 0,5 s.

Al het bovenstaande wordt geïllustreerd in Fig. 2a en 2b.

Voor consumenten van de tweede groep wordt aanbevolen om thermische beveiligingsschakelaars te gebruiken. Dit wordt verklaard door het feit dat er aanzienlijke tekortkomingen zijn bij het beschermen van dergelijke consumenten met zekeringen. Laten we het laten zien. In afb. Figuur 3 toont de ampère-secondekarakteristieken van de stroomonderbreker en zekering met dezelfde nominale stroom, geselecteerd op basis van voorwaarde (3). De figuur laat zien dat voor de stroomonderbreker aan voorwaarde (3) is voldaan, omdat t a1 (AZ) > t start. max , maar niet voor de zekering, omdat t a1 (R)< t пуск. maximaal

Als het nog steeds nodig is om een zekering te selecteren, is het, om aan voorwaarde (2) te voldoen, noodzakelijk om de nominale stroom van de zekering te verhogen. Vervolgens wordt voorwaarde (2) in het formulier geschreven I n.Pr1 > I n.pot. en de ampère-seconde-karakteristiek van een dergelijke zekering (Pr1) zal naar rechts verschuiven (Fig. 4) ten opzichte van de aanvankelijk geselecteerde zekering Pr en nu is aan voorwaarde (3) voldaan, d.w.z.

t a1 (Pr1) > t start. maximaal Maar zo'n oplossing is er wel aanzienlijk nadeel. Laat er een overbelastingsstroom zijn Ik overbelast, d.w.z. . I n.Pr1 > Ik overbelast > Ik n.pot.

Dit zal ertoe leiden dat I n.Pr1 > Ik oververhit zekering Pr1 werkt niet. Maar omdat Ik overbelast > Ik n.pot., dan zal de consument door overbelasting uitvallen. Dus binnen het huidige bereik ik n.Pr1< I >ik n.pot. de consument wordt niet beschermd. Daarom wordt aanbevolen om zekeringen te installeren in circuits waar er geen overbelasting is.

Als het om de een of andere reden nodig is om zekeringen te installeren, moeten deze zo worden geselecteerd dat de maximale waarde van de root-mean-square startstromen niet groter is dan de helft van de bedrijfsstroom van de zekering, bepaald door de beveiligingskarakteristiek, gedurende een tijd gelijk aan t beginnen. maximaal, d.w.z.

in overeenstemming met afb. 2b.

Om consumentenfeeders met intermitterende of gepulseerde belastingen te beschermen, moet de nominale stroom van de beveiligingsapparaten worden geselecteerd uit de volgende voorwaarde:

Waar Ik rms.u– wortel-gemiddelde-kwadraat-stroomsterkte van de consument tijdens de werkingscyclus van een intermitterende of gepulseerde belasting, A;

De responstijd van het beveiligingsapparaat volgens de tijd-stroomkarakteristiek voor de omgevingsomstandigheden waarin het beveiligingsapparaat zich bevindt, op ( Ik rms.u) maximaal;

(jij) max – tijd waarop de wortel-gemiddelde-kwadratenstroom van een gepulseerde of intermitterende belasting een maximale waarde heeft, s;

(Ik rms.u) max – maximale waarde van de wortel-gemiddelde-kwadratenstroom van een gepulseerde of intermitterende belasting, A.

(jij) maximaal en ( Ik rms.u) max worden bepaald door de curve van veranderingen in de wortel-gemiddelde-kwadratische belastingsstroom in de loop van de tijd. Voor elk moment ( Ik rms.u)T bepaald uit het oscillogram van de stroomsterkte van een gepulseerde of intermitterende belasting met behulp van de formule:

Waar Ik rms 1 ,…,Ik rms.k– wortelgemiddelde kwadratische waarden van de pulsstroom, A;

T 1 ,…,tk– pulsduur, s;

t c– cyclustijd van gepulseerde of intermitterende actie

ladingen.

Ik rms 1 ,…,Ik rms.k worden bepaald door een formule vergelijkbaar met (4), en n geeft in dit geval het aantal gelijke intervallen in de pulsstroomsectie aan.

Zekeringen moeten zo worden geselecteerd maximale waarden de wortelgemiddelde kwadratische stroom van een gepulseerde of intermitterende belasting was niet groter dan de helft van de stroom van de zekeringen, bepaald door de beschermende eigenschap, gedurende een tijd gelijk aan (t jij) maximaal (Afb. 5).

Om feeders te beschermen die een groep consumenten voeden, moet de nominale stroom van de beveiligingsapparaten worden geselecteerd, rekening houdend met de nominale stroom van de consumenten en de gelijktijdigheid van hun werking in overeenstemming met de voorwaarde:

Waar ik n.pot.– nominale stroomsterkte van gelijktijdig werkende verbruikers.

De keuze van schakelapparatuur en beveiligingsapparatuur voor elektrische ontvangers wordt gemaakt op basis van de nominale gegevens van deze laatste en de parameters van het netwerk dat ze levert, vereisten voor het beschermen van ontvangers en het netwerk tegen abnormale omstandigheden, operationele vereisten, in het bijzonder de schakelfrequentie on- en omgevingsomstandigheden op de installatieplaats van de apparaten.

Het ontwerp van alle elektrische apparaten wordt door fabrikanten berekend en gemarkeerd voor spannings-, stroom- en vermogenswaarden die specifiek zijn voor elk apparaat, evenals voor een bepaalde bedrijfsmodus. De keuze van apparatuur op basis van al deze criteria komt dus in wezen neer op het vinden van de juiste typen en maten apparaten op basis van catalogusgegevens.

Bij het kiezen van beschermende apparaten moet u rekening houden met de mogelijkheid van de volgende abnormale modi:

1) Fase-naar-fase kortsluiting.

2) Fasekortsluiting naar behuizing.

3) Toename van de stroom veroorzaakt door overbelasting technologische apparatuur en soms een onvolledige kortsluiting.

4) Verdwijning of overmatige spanningsdaling.

Alle elektrische ontvangers moeten beveiligd zijn tegen kortsluitstromen. Ze moet handelen minimale tijd uitgeschakeld en moet worden aangepast aan inschakelstromen.

Voor alle elektrische ontvangers met continubedrijf is een overbelastingsbeveiliging vereist, met uitzondering van de volgende gevallen:

1) Wanneer overbelasting van elektrische ontvangers om technologische redenen niet kan plaatsvinden of onwaarschijnlijk is (centrifugaalpompen, ventilatoren, enz.).

2) Voor elektromotoren met een vermogen van minder dan 1 kW.

Overbelastingsbeveiliging is optioneel voor elektromotoren die kortstondig of intermitterend werken. In explosieve gebieden is de bescherming van elektrische ontvangers tegen overbelasting in alle gevallen verplicht. In de volgende gevallen moet een minimale spanningsbeveiliging worden geïnstalleerd:

Voor elektromotoren die niet op volle spanning op het netwerk kunnen worden aangesloten;

Voor elektromotoren waarvan het zelfstarten om technologische redenen onaanvaardbaar is of een gevaar vormt voor het bedienend personeel;

Voor andere elektromotoren waarvan de uitschakeling tijdens een stroomstoring noodzakelijk is om het totale startvermogen van op het netwerk aangesloten elektrische ontvangers tot een acceptabele waarde terug te brengen.

De kortsluitstroom moet onmiddellijk of vrijwel onmiddellijk worden onderbroken. De omvang ervan in verschillende delen van het netwerk kan heel verschillend zijn, maar er kan bijna altijd van worden uitgegaan dat beveiligingsapparatuur met vertrouwen en snel elke stroom moet uitschakelen die aanzienlijk groter is dan de startstroom, en tegelijkertijd in geen geval mag worden geactiveerd tijdens normale omstandigheden. beginnend.

Een overbelastingsstroom is elke stroom die groter is dan de nominale stroom van de motor, maar er is geen reden om te eisen dat de motor wordt uitgeschakeld wanneer er zich een overbelasting voordoet.

Het is bekend dat een zekere overbelasting van zowel de elektromotoren als de netwerken die deze leveren aanvaardbaar is, en dat hoe groter de omvang van de overbelasting kan zijn op de korte termijn. Daarom zijn de voordelen voor de bescherming tegen overbelasting van dergelijke apparaten met een "afhankelijke karakteristiek" duidelijk, d.w.z. waarvan de responstijd afneemt met toenemende overbelastingsfrequentie.

Omdat, op zeer zeldzame uitzonderingen na, de beveiligingsinrichting tijdens het starten in het motorcircuit blijft, mag deze niet werken met een startstroom van normale duur.

Om te beschermen tegen kortsluitstromen moet een traagheidsvrij apparaat worden gebruikt, geconfigureerd voor een stroom die aanzienlijk groter is dan de startstroom, en ter bescherming tegen overbelasting, integendeel, een traagheidsapparaat met een afhankelijke karakteristiek, zo geselecteerd dat het niet werkt werkt niet tijdens de starttijd. Aan deze voorwaarden wordt grotendeels voldaan door een gecombineerde vrijgave die thermische overbelastingsbeveiliging combineert met onmiddellijke elektromagnetische uitschakeling tijdens kortsluitstroom.

Alleen een onmiddellijk apparaat, geconfigureerd voor een stroom groter dan de startstroom, biedt geen bescherming tegen overbelasting. Integendeel, slechts één traagheidsapparaat met een afhankelijke karakteristiek, dat vrijwel onmiddellijk werkt met een grote overbelastingsfactor, kan beide soorten beveiliging implementeren, als het maar in staat is de startstromen af te stemmen, dat wil zeggen als de tijd van zijn werking bij aanvang is groter dan de duur van laatstgenoemde.

Zekeringen, die voorheen veel werden gebruikt als beveiligingsinrichtingen, hebben een aantal nadelen, waarvan de belangrijkste zijn:

Beperkte toepassingsmogelijkheid voor overbelastingsbeveiliging vanwege de moeilijkheid bij het ontstemmen door inschakelstromen;

In sommige gevallen is het maximale uitschakelvermogen onvoldoende;

Voortzetting van de werking van de elektromotor in twee fasen wanneer het inzetstuk in de derde fase doorbrandt, wat vaak leidt tot schade aan de motorwikkelingen;

Gebrek aan vermogen om de stroom snel te herstellen;

Mogelijkheid om ongekalibreerde inzetstukken te gebruiken door bedienend personeel;

De ontwikkeling van een ongeval met bepaalde soorten zekeringen, als gevolg van boogoverdracht naar aangrenzende fasen,

Er is een vrij grote spreiding van tijdgebonden kenmerken, zelfs onder homogene producten.

Vergeleken met zekeringen zijn luchtstroomonderbrekers geavanceerdere beveiligingsapparaten, maar ze hebben een willekeurige actie, vooral bij ongereguleerde uitschakelstromen in installatiestroomonderbrekers; hoewel universele stroomonderbrekers de mogelijkheid van selectiviteit hebben, wordt dit op een complexe manier uitgevoerd.

Opgemerkt moet worden dat bij automatische installatiemachines overbelastingsbeveiliging wordt geboden door thermische ontladingen. Deze releases zijn minder gevoelig dan thermische relais van magnetische starters, maar worden in drie fasen geïnstalleerd.

Bij universele machines is de bescherming tegen overbelasting nog grover, omdat ze er maar één hebben elektromagnetische emissies. Tegelijkertijd is het in universele machines mogelijk om minimale spanningsbeveiliging te implementeren.

Magnetische starters bieden, met behulp van de ingebouwde thermische relais, een gevoelige bescherming tegen overbelasting in twee fasen, maar bieden vanwege de grote thermische traagheid van het relais geen bescherming tegen kortsluiting. De aanwezigheid van een houdspoel in de starters zorgt voor een minimale spanningsbeveiliging.

Bescherming tegen overbelasting en kortsluiting kan worden geboden door huidige elektromagnetische en inductierelais, maar ze kunnen ook alleen werken via een ontkoppelingsapparaat, en de circuits die ze gebruiken zijn complexer.

Rekening houdend met het bovenstaande en het geheel van eisen voor besturings- en beveiligingsapparatuur:

1) Voor elektromotoren met een vermogen tot 55 kW die een overbelastingsbeveiliging vereisen, zijn de meest gebruikte apparaten magnetische starters in combinatie met zekeringen of luchtstroomonderbrekers.

2) Wanneer het vermogen van elektromotoren meer dan 55 kW bedraagt, worden elektromagnetische schakelaars gebruikt in combinatie met beveiligingsrelais of luchtstroomonderbrekers. Houd er rekening mee dat contactors het circuit niet laten breken tijdens kortsluiting.

Nominale motorstroom:

In = , A (8) waarbij In de nominale stroom van de motor is, A;

Рдв - motorvermogen, kW;

Conversiefactor;

Un-nominale spanning, V;

Efficiëntie.

Wij kiezen voor een vermogensschakelaar met elektromagnetische aandrijving.

Selecteer een stroomtransformator.

De stroomtransformator is ontworpen om de primaire stroom te reduceren tot een standaardwaarde (5 of 1 A) en om meet- en beveiligingscircuits te definiëren tegen primaire hoogspanningscircuits.

Tabel 4. Technische gegevens van de automatische luchtstroomonderbreker uit de A3730F-serie

Tabel 5. Technische gegevens van de stroomtransformator uit de TKL-serie

Stroomtransformatoren worden vervaardigd voor de volgende nominale stromen: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10.000 en 15.000 A

We hebben uiteindelijk gekozen voor een stroomtransformator TKL - 0,5 - een spoelstroomtransformator met isolatie van gegoten kunsthars.

Een spanningstransformator selecteren.

Een spanningstransformator is ontworpen om hoge wisselspanningen om te zetten in relatief lage spanningen.

We selecteren uiteindelijk een spanningstransformator NOS - 0,5.

Eenfasige droge spanningsmeettransformator.

Berekening en selectie van kabels en draden

We selecteren een kabel op basis van economische stroomdichtheid.

Voorwaarden voor het kiezen van de geleiderdoorsnede:

waarbij Fek - doorsnede van de geleider, mm2;

IK P max - berekende maximale stroom van normale modus, A;

jek - economische stroomdichtheid, A/mm2.

De economische stroomdichtheid is afhankelijk van het geleidermateriaal en de Tmax-waarde. Omdat Tmax = 5000 h kiezen we voor jek = 1,7 A/mm2.

Selecteer kabel AVVG - (4CH95)

Vieraderige kabel met aluminium kernen, rubberen isolatie, PVC-mantel en pantsering.

Kabel controleren op spanningsverlies:

DU - conversiefactor;

Ir - rotorstroom, A;

Lijnlengte, km;

r0 = 0,89 Ohm/km - specifieke actieve weerstand van de kabel per 1 km lengte;

cos c - actieve arbeidsfactor;

x0 = 0,088 Ohm/km - specifieke kabelreactantie per lengte van 1 km;

sin c - reactieve arbeidsfactor;

Un-nominale spanning, V.

DU = H100% = 3,5%,

3,5% < 5%, кабель проходит по потерям напряжения

Analyse van storingen en niet-geclassificeerde bedrijfsmodi elektrische machines stelt ons in staat de volgende soorten ongevallen te identificeren die in de praktijk vaak voorkomen:

Kortsluiting(kortsluiting) op de machineklemmen of in de statorwikkeling;

Vergrendelde rotor bij het starten van de motor (kortsluiting van de motor, vooral gebruikelijk bij direct starten);

Fase-uitval van de statorwikkeling (vaak aangetroffen bij het beschermen van wikkelingen met zekeringen);

Technologische overbelastingen die optreden wanneer de belasting toeneemt tijdens het draaien van de motor;

Koelstoring veroorzaakt door een systeemstoring geforceerde ventilatie motor;

Een afname van de isolatieweerstand die optreedt als gevolg van isolatieveroudering als gevolg van cyclische temperatuuroverbelastingen.

Noodmodi in het circuit van een asynchrone motor kunnen ofwel een kortstondige toename van de stroom met 12... 17 keer veroorzaken in vergelijking met de nominale waarde, of een stroomstroom op lange termijn die 5... 7 keer hoger is dan de nominale waarde. waarde.

Om elektrische circuits tegen kortsluiting te beschermen, worden op grote schaal stroomonderbrekers, stroomrelais en zekeringen gebruikt. Wanneer er sprake is van overstroom, zijn andere beschermende uitrustingen vereist. Wanneer dus een van de fasen van een asynchrone motor kapot gaat, is de meest effectieve bescherming tegen minimale stroom en temperatuur; minder effectief, maar efficiënt - thermische beveiliging (thermische relais). Wanneer de rotor vergrendeld is, zijn de maximale stroomrelais en de temperatuurbeveiliging zeer effectief; Bij overbelasting topscores biedt temperatuurbescherming. Thermische relais zijn ook effectief. Als de motorkoeling wordt belemmerd, kan alleen temperatuurbescherming een ongeval voorkomen.

Isolatieweerstand verminderen statorwikkeling motor kan zowel overbelasting in het circuit als kortsluiting veroorzaken.

Bescherming bij een dergelijk ongeval wordt uitgevoerd door speciale apparaten voor het bewaken van de isolatieweerstand van de motorwikkeling.

De belangrijkste noodmodus in verlichtingsinstallaties is kortsluiting. Beveiliging tegen overbelasting is alleen vereist voor verlichtingsinstallaties die binnenshuis en in explosieve en brandgevaarlijke omgevingen worden gebruikt. Het meest voorkomende beveiligingsapparaat voor verlichtingsinstallaties is de stroomonderbreker. Wanneer gloeilampen worden ingeschakeld, treedt er een korte stroomstoot op, 10...20 maal de nominale stroom. In ongeveer 0,06 s neemt de stroom af tot de nominale waarde. De waarde van de inschakelstroom wordt bepaald door het vermogen van de lampen. Bij het kiezen van het type bescherming voor gloeilampen moet rekening worden gehouden met de eigenaardigheden van hun startkarakteristieken.

Vanwege het wijdverbreide gebruik van vereist de bescherming ervan het gebruik van effectieve apparaten. Een van de belangrijkste nadelen van vermogenshalfgeleiderapparaten is hun lage stroomoverbelastingscapaciteit, die strenge eisen stelt aan beveiligingsapparatuur (in termen van snelheid, selectiviteit en bedrijfsbetrouwbaarheid). Om vermogenshalfgeleiderapparaten te beschermen tegen kortsluiting (zowel extern als intern), zijn momenteel hogesnelheidsstroomonderbrekers, halfgeleiderschakelaars, vacuüm stroomonderbrekers, pulsboogschakelaars, hogesnelheidszekeringen, enz. De haalbaarheid van het gebruik van een of andere bescherming voor vermogenshalfgeleiderapparaten wordt bepaald door de specifieke omstandigheden van hun werking.

Een speciale plaats wordt ingenomen door de bescherming van elektrische circuits. Momenteel worden netwerken met spanningen van 0,4 tot 750 kV veel gebruikt. De belangrijkste, gevaarlijkste en meest voorkomende soorten schade in netwerken zijn kortsluitingen tussen fasen en fase-naar-aarde fouten.

Het merendeel van de consumenten ontvangt stroom van distributienetwerken met een spanning van 0,4; 6 en 10 kV (onlangs zijn netwerken met een spanning van 0,66 kV wijdverspreid gebruikt). Voor het voeden van stationaire stroomverbruikers en verlichtingsinstallaties algemeen doel Er worden driefasige vierdraadsnetwerken met een spanning van 380/220 V met een stevig geaarde nulleider gebruikt. Stroomverbruikers zijn aangesloten op lijnspanningen van het netwerk, en verlichting- naar fasen. Krachtige stroomverbruikers, bijvoorbeeld elektromotoren met een vermogen van 160 kW en meer, hebben een spanning van 0,66; 6 en 10 kV.

De belangrijkste noodmodi in dergelijke netwerken zijn: eenfasige kortsluiting (tot 60% van de ongevallen), driefasige kortsluiting (tot 10%), tweefasige kortsluiting naar aarde (tot 20% ), tweefasige kortsluiting (tot 10%).

Beveiliging van elektrische netwerken met spanningen tot 1000 V wordt in de regel uitgevoerd door beveiligingsapparatuur, en netwerken met spanningen van meer dan 1000 V hebben relaisbeveiliging.

De meest voorkomende netwerkbeveiligingsapparaten zijn stroomonderbrekers en zekeringen. Als bescherming met hoge snelheid, gevoeligheid of selectiviteit vereist is, wordt relaisbeveiliging gebruikt, gemaakt op basis van relais en stroomonderbrekers.

Elektrische netwerken met spanningen tot 1000 V binnenshuis moeten ook overbelastingsbeveiliging hebben, meestal op basis van automatische stroomonderbrekers met thermische of gecombineerde uitschakeling.

De belangrijkste taak bij het kiezen van apparatuur voor de bescherming van consumenten en elektrische netwerken is het coördineren van de kenmerken van beveiligingsapparaten met de maximale belastingskarakteristieken (afhankelijkheid van de toegestane stroom van de duur van de stroom) van verschillende consumenten en netwerken (draden en kabels). Voor elk specifiek type consument kan de meest volledige overeenkomst worden bereikt door gebruik te maken van een bepaald type beveiligingsmiddelen. Bij volledige overeenstemming zijn de stroom-spannings- en tijdkarakteristieken van het beveiligingsapparaat in de grafiek hoger en zo dicht mogelijk bij de belastingskarakteristiek van de consument.