Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели – это самые распространенные защитные коммутационные аппараты в однокиловатных электрических сетях.

В основу их популярности заложена высокая универсальность:

  • защита электрической сети в результате возникновения аварийных ситуаций;
  • отключение отдельных участков цепи.

Выбор защитных коммутационных устройств начинается с расчетов токов короткого замыкания (КЗ) в схеме защищаемого участка.

Коммутаторы выбирают по трем параметрам:

  • условиям нормального функционирования;
  • отключающей способности;
  • селективности при коротком замыкании.

Условия нормального функционирования

Выбор автоматов, исходя из условий, сводится к подбору аппарата в соответствии с номинальными параметрами сети. При этом нужно обязательно соблюдать следующие условия:

1. Рабочее номинальное напряжение устройства должно быть равно или превышать напряжение сети. В двухпроводной сети в бытовых условиях напряжение составляет 220 Вольт, а в четырехпроводной – 380 Вольт.

2. Ток расцепителя автомата должен быть равным или превышать ток нагрузки. Стоит учесть, что некоторые защитные устройства имеют номинал расцепителя ниже, чем указанный типоразмер. Ток нагрузки определяется с учетом всей нагрузки отходящих линий для вводного автомата и нагрузки потребителя для одиночного.

Отключающая способность

Немаловажным фактором при выборе защитного автомата является устойчивость к коротким замыканиям. Для анализа данного условия используется понятие предельной коммутационной стойкости (ПКС), характеризующее нормальную работу устройства при включении его на ток КЗ. При этом необходимо проверить его работоспособность после завершения цикла О-ВО-ВО.

Одноразовая ПКС – это способность устройства отключить максимальный ток КЗ хотя бы раз. После отключения, устройство может прийти в негодность.

Условия стойкости к токам КЗ:

1.ПКС не должна быть меньше наибольшего расчетного тока трехфазного КЗ на защищаемом участке сети. Если ПКС не указан на корпусе устройства, то за его основу берется ПКС для автоматов данной марки и типоразмер с максимальной установкой расцепителя. Предельный ток стойкости характеризует способности автомата отключать ток КЗ при полном сохранении своей работоспособности. Это свойство определяет его термическую и электродинамическую стойкость.

2.Электродинамическая стойкость определяется прохождением амплитудного тока короткого замыкания без деформации системы контактов. Амплитудное значение ударного тока должно быть меньше тока электродинамической устойчивости устройства. Амплитудное значение для металлического замыкания составляет 2,12, для переходного сопротивления – 1,83.

3.Расчетное значение количества тепла должно быть меньше каталожного значения теплового импульса, которое отражает количество тепла, выделяемого при прохождении тока КЗ через выключатель без нанесения вреда его системе контактов.

После расчета устойчивости к токам КЗ и нормального режима функционирования, выполняется проверка по селективности.

Селективность при КЗ

Селективность – это способность защитного автомата отключать только аварийный участок. В связи с чем, селективность обеспечивается между защитными устройствами высокой стороны трансформатора и автоматом ввода на низкой стороне или между вводным устройством и фидером.

Для расчета данного показателя, характеристики смежных коммутаторов наносятся на так называемую карту селективности. При этом во временных координатах характеристики аппаратов и электротока на карте не должны пересекаться. Оптимально, когда на одном участке имеется одна ступень селективности – в качестве вводного устройства используется селективный, а непосредственно на нагрузке – неселективный.

Согласование защиты вводного автомата НН и трансформатора ВН выполняется по токовой отсечке и максимальной токовой защите. Данные характеристик не должны пересекаться на графике.

Для трансформаторов МТЗ, электроток срабатывания, для соединений обмоток типа У/У0, должен соответствовать следующим условиям:

1.Iс.з. <= 0,8671I(З) к.мин/1,5.

2.Ic.з. <= 0,8671I(З) к.R/1,2.

Для обмотки типа Д/У0:

1.Iс.з <= I(З) к.мин/1,5.

2.Iс.з <= I(З) к.мин/1,2.

Коэффициенты 1,2 и 1,5 – это минимальные показатели Кч трансформатора МТЗ при металлическом или переходном КЗ.

По условиям селективности, электроток отсечки защитных устройств не должен быть выше тока срабатывания МТЗ ВН на значение коэффициента надежности, который определяется по специальным справочным таблицам.

Выбирая автоматические выключатели нужно учитывать возможность отключения не только трехфазных близких КЗ, но и однофазных далеких, в случае, когда параметры электротоков сопоставимы с максимальными рабочими:

Ic.o<= I (1) кR./Кн.с*Кч, где:

I(1)кR– это минимальный ток однофазного короткого замыкания;

Кч – это коэффициент надежности (для фильтровых защит – 1,5).

В случаях, когда монтаж расцепителя автомата для защиты от одно и трехфазных КЗ невозможен, то для однофазных КЗ устанавливается отдельная защита.

После расчета установки коммутаторов, необходимо определиться с типом, номинальными параметрами и исполнением защитного устройства.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *