В сетях напряжением до 1 кВ защиту выполняют плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.
Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрических установок от токов КЗ и перегрузок. Основными его характеристиками являются номинальный ток плавкой вставки Iном, вст, номинальный ток предохранителя Iном,пр, номинальное напряжение предохранителя Uном,пр, номинальный ток отключения предохранителя Iном,откл, защитная (времятоковая) характеристика предохранителя.
Номинальным током плавкой вставки называют ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы в нормальном режиме. Номинальный ток предохранителя – это ток, при длительном протекании которого не наблюдается перегрева предохранителя в целом. Необходимо иметь в виду, что в предохранителе может использоваться плавкая вставка с номинальным током, меньшим номинального тока предохранителя. Номинальное напряжение предохранителей определяет конструкцию предохранителя и длину плавкой вставки.
Отключающая способность предохранителя характеризуется номинальным током отключения, являющимся наибольшим током КЗ, при котором предохранитель разрывает цепь без каких-либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.
Наибольшее распространение в сетях напряжением до 1 кВ получили предохранители типа ПН и НПН-2 (-предохранитель насыпной разборный;).
Наряду с плавкими предохранителями в установках напряжением до 1 кВ широко применяют воздушные автоматические выключатели, выпускаемые в одно-, двух- и трехполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.
Автоматические выключатели снабжают специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле. Эти реле называются расцепителями.
|
|
Конструктивно автоматические выключатели намного сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя и расцепителя.
На промышленных предприятиях применяют автоматические выключатели серий АВМ, «Электрон», А3700, АЕ-200 и др.
Автоматические выключатели серий АВМ изготавливают двух- и трехполюсными. По способу установки бывают невыдвижные с передним присоединением шин и выдвижные с втычными контактами, расположенными с обратной стороны панели.
Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих требований:
Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению сети:
UномАЗ≥Uс
I номАЗ≥Iр.max
Время действия аппарата защиты должно быть по возможности меньше и должна быть обеспечена селективность действия защиты.
Аппараты защиты не должны отключать установку при перегрузках, возникающих в условиях нормальной эксплуатации.
Должны обеспечивать надежное отключение КЗ.
Условия выбора автоматических выключателей:
1). Uном≥Uс,
2). Iном.расц ≥Iном.,
3). Iном.расц.т.≥ 
·Iном.,
4). Iном.расц.э/м.≥ 
·Iпуск.(пик.), Iпуск - пусковой ток ЭД
Iпик. - пиковой ток группы ЭД:
для группы из 2-5 ЭД - Iпик. = I'пуск + 
,
для группы более 5 ЭД - Iпик. = I'пуск +(Iр - Ки·Iном.max),
где I'пуск - наибольший пусковой ток в группе,
|
|
-суммарный номинальный ток группы ЭП без учета номинального тока наибольшего по мощности ЭД,
Ки - коэффициент использования ЭД с наибольшим Iпуск,
Iном.max –номинальный ток ЭД с наибольшим пусковым током.
Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ.
Проводники для линий ЭСН выбираются с учетом соответствия аппарату защиты согласно условиям:
Iдоп ≥Kз Iпик - для линии, защищенной автоматом с комбинированным расцепителем;
Iдоп ≥Kз Iвс - для линии, защищенной только от КЗ предохранителем;
Iдоп ≥Kз Iтр - для линии с тепловым реле,
где Iдоп - допустимый ток проводника, А;
Kз - коэффициент защиты.
Принимают Kз = 1,25 - для взрыво- и пожароопасных помещений;
Kз = 1 - для нормальных (неопасных) помещений;
Kз = 0,33- для предохранителей без тепловых реле в линии.
По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.
5). Iотк.ном. ≥IКЗmax.,
6). iуд.ав. ≥ iуд.
Выбор автоматов.
Выберем вводный автоматический выключатель от ТП. типа Электрон Э25 с UH=0,38кВ; Iн=4000 А; Iн.откл = 30 кА:
Исполнение выдвижное.
Условия его выбора:
по номинальному напряжению;
380в.> 
380в.
по номинальному длительному току.
4000 A > 
758,4 A
Условия проверки выбранного выключателя:
Проверка на отключающую способность.
30 кА > 
20,4 кА.
Выбранный автомат проходит по условию проверки.
В цеху распределение нагрузки от автоматов защищающих сети 0,4 кВ.
Для выбора автоматов защищающих сети 0,4 кВ. Требуется найти ток расцепителя.
|
|
Вариант схемы 1
СП - 1
Iр = 142 А
Iпик. = In max + (Iр – Ки Iн max) = 245,94 + (142 - 0,3 * 53,46) = 371,9 А
Iрасц. = (1,25/1,35) Iпик = 1,25 * 371,9 = 464,87 A
СП - 1имеет ЭД с наибольшим пусковым током.№4 где Iном.max = 53,46 А;
Кп = 4,6
In = Кп * Iн max = 4,6 * 53,46 = 245,94 A,
Выбираем автомат ЭО6В
Uн.ав ≥ Uн.с - 380 = 380
Iн.ав ≥ Ip = 630 ≥ 53,46
Iн.от ≥ Iк = 20 ≥ 5,424
Iскв ≥ I уд = 28 ≥ 9,97
Проводник для линии выбирают с учетом соответствия аппарату защиты согласно условию:
Iдоп ≥ Kз Iпик = 380≥ 371,9
Если для Iдоп ≤ Kз Iпик есть неравенство для выбранного сечения, то берут следующее стандартное сечение кабеля (провода).
По [1] выбирается ВВГ 3 x 240 + 1 x 120 с Iдоп = 380 А. условие выполнено.
Выбор остальных аппаратов защиты для двух вариантов сведен в таблицы 11.10.1.
Выбор предохранителей.
Условия выбора предохранителей:
1). Uном≥Uс,
2). Iном.ПВ ≥Iном.,
3). Iном.ПВ ≥Iпуск. /α,
где α –коэффициент зависящий от условий пуска (. α=2,5 –легкий пуск, . α=1,6 –тяжелый пуск).
В общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питаются несколько двигателей, выбирают по выражению:
где 
– сумма пусковых токов всех самозапускающихся двигателей.
Выбранный предохранитель проверяют на пуск самых крупных двигателей в нормальном режиме по выражению:
где 
– сумма номинальных токов работающих двигателей;
– сумма пусковых токов самых крупных двигателей.
СП - 1
Для предохранителя, защищающего кабель, питающий силовой пункт СП - 1 номинальный ток рассчитаем по выражению:
Iн = (1*245,9+1*245,9+ 1 * 114,8 + 1 * 114,8 + 1 * 114,8 + 1 * 114,8) / 2,5 = 380,4 A.
Выбираем по ближайшему большему значению номинального тока предохранитель типа ПН2-400 (Iн = 400 А.)
Проверяем правильность выбора по условию самых крупных двигателей в нормальном режиме
Iн = (1* 245,9+1* 245,9+1*114,8+1* 114,8 + 1 * 114,8 + 1 * 114,8) / 2,5 = 380,4 A.
Предохранитель типа ПН2-400 условию удовлетворяет.
Проверим по условию:
Допустимый ток для кабеля:
Iдоп = kз * Iвс = 0,33 * 400 = 132 А,
что соответствует кабелю ВВГ 3 x 240 + 1 x 120 с Iдоп = 380 А.
Выбираем предохранитель типа ПН2-400
Расчет выбора предохранителей для остальных пунктов СП сведен в таблицы 11.11.1.
Для ЭП в распределительной сети принимается защита от токов КЗ плавкими предохранителями типа ПН. Для распределительных линий, питающих ЭП, номинальный ток плавких вставок Iпв предохранителей выбирается:
Расчет провели на примере №1
Длительный ток приемника равен: Iр = 48,11 А,
кратковременный (пусковой) ток: Iк = 312,73 А,
Ток плавкой вставки выбирается из условий: Iвс ≥ Iр = 48,11 А,
Выбираем номинальный ток плавкой вставки: 125 А.
Выбранный предохранитель должен удовлетворять следующим условиям:
| Условие выбора | Результаты расчетов |
| 
|
| 250 > 48,11 |
| 100 > 11,67 |
| 125 > 125,09 |
125,1 А.
α=1,6÷2 приемник, работающий в плохих условиях,
α=2,5 приемник работающий в легких условиях.
Допустимый ток для провода:
Iдоп = kз * Iвс = 0,33 * 125 = 41,25 А,
что соответствует проводу ВВГ 4 x 10 с Iдоп = 60 А.
Выбираем предохранитель типа ПН2-250
Проверка выбранного предохранителя по условию:
Расчет для остальных проводников в таблицах 11.12.1.
Выбор рубильников.
Для потребителей выбираем рубильник-разъединитель типа ВР32-35В
(Uном = 660В, Iном. = 250А, размеры 172х164х186) с дугогасительной камерой
Рубильник удовлетворяет требованиям.
Выбор пускателей.
Предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети и отключения. трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.
Дополнительные функции: реверсирование, при наличии тепловых реле — защита двигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, в т. ч. возникающих при выпадении одной из фаз, изменение схемы включения обмоток Y/∆.
Согласно данным из табл. 1 приложения 1 [5]. От категории применения - АС-1, АС-3 или АС-4:
где АС-1 - нагрузка пускателя чисто активная или мало индуктивная;
АС-3 - режим прямого пуска двигателя с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся электродвигателей;
АС-4 - пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком
Выбор магнитного пускателя определяем по АС-3
в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Произведем выбор магнитного пускателя.
Магнитный пускатель для ЭП № 43 вентилятор должен включать ток:
Оба условия магнитного пускателя ПМА4200ПУХЛЧА с 
63 А.
выполняются:
* 63 = 378 (A.) > 
312,7 A.
* 63 = 630 (A.) > 
574,9 A.
Данные в таблице 11.13.
Таблица 11.13. Выбор магнитных пускателей
| № п/п | Iр, А | Серия магнитного пускателя | Iном.р. А. | Категория применения |
| 48,11 | ПМА4200ПУХЛЧА | - | ||
| 72,17 | ПМА5202ПУХЛЧА | - | ||
| 48,11 | ПМА4200ПУХЛЧА | - | ||
| 53,46 | ПМА4200ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 60,94 | - | - | - | |
| 60,94 | - | - | - | |
| 60,94 | - | - | - | |
| 5,82 | ТМЛ 222002 | AC-3 | ||
| 56,13 | - | - | - | |
| 98,02 | ПМА5202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 53,46 | ПМА4200ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 53,46 | ПМА4200ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 60,94 | - | - | - | |
| 60,94 | - | - | - | |
| 41,00 | ПМА4200ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 27,04 | ПМА3202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 24,51 | ПМА3202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 14,06 | ТМЛ 272002 | AC-3 | ||
| 41,00 | ПМА4200ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 53,46 | ПМА4200ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 9,97 | ПМА5202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 32,80 | ПМА3202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 32,80 | ПМА3202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 32,80 | ПМА3202ПУХЛЧА | AC-3 | ||
| 32,80 | ПМА3202ПУХЛЧА | AC-3 |
1.11. Расчет освещения цеха по производству пластиковой посуды..
Характеристика помещений
Определяем разряд зрительной работы средней точности IV
Таблица 12.
| № | Наименование помещения | Влажность в помещении | Среда в помещении |
| Заготовительное отделение | Сухое | Нормальная. | |
| Отделение термообработки | Сухое | Нормальная. |
Размеры помещений.
Размеры производственного помещения:
А = 48 м,В = 24 м, S площадь цеха - 1152 м
Таблица 12.1.
| № | Наименование помещения | А = Длина помещения, м | В - Ширина помещения, м | Высота помещения, м |
| Заготовительное отделение | ||||
| Отделение термообработки |
Выбор источников света.
Таблица 12.2.