Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

В сетях и установках напряжением до 1 кВ возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением тока (сверхтоком), к которому приводят перегрузки, самозапуск электродвигателей, короткое замыкание. Эти ненормальные режимы могут привести к повреждению электрических сетей и оборудования, созданию ситуаций, опасных для персонала. Поэтому сети и установки должны быть защищены от перегрузок и токов короткого замыкания.

Согласно ПУЭ сети разделяют на защищаемые от перегрузок и токов короткого замыкания, и на защищаемые только от токов короткого замыкания. Защите от перегрузок подлежат следующие сети:

- внутри помещений, выполненные проложенными открыто незащищенными изолированными проводами или проводами с горючей оболочкой;

- внутри помещений, выполненные защищенными проводами, проложенными в трубах, несгораемых строительных конструкциях и т.п.;

- сети освещения общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также пожароопасных производственных помещений;

- силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режима работы сетей может возникать их длительная перегрузка;

- сети всех видов во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сетей.

Все остальные сети не требуют защиты от перегрузок и должны быть защищены только от токов короткого замыкания.

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380-660 В являются предохранители с плавкими вставками и автоматические воздушные выключатели. От них требуется кратчайшее время отключения и обеспечение селективности. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными, но не приводящими к отключению цепи при пуске электродвигателей и кратковременных перегрузках.

Защитные аппараты устанавливают в начале каждой ветви сети, т.е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции и силовых пунктов, на каждом ответвлении от линии, на трансформаторных вводах.

Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Предохранитель представляет собой аппарат, содержащий плавкую вставку, калиброванную на определенный ток и выполненную из легкоплавких материалов. Плавкие вставки предохранителей выдерживают ток на 30-50% выше номинального в течение одного часа и более. При токе, превышающем номинальный ток плавких вставок на 60-100%, они плавятся. Для уменьшения времени перегорания плавкой вставки ее выполняют плоской с несколькими сужениями или виде параллельно соединенных проволок с напаянными на них оловянными шариками.

Предохранитель и плавкую вставку характеризуют следующие показатели:

- номинальное напряжение – напряжение, при котором предохранитель работает длительное время;

- номинальный ток патрона – ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные соединения патрона по условию длительного нагрева;

- номинальный ток плавкой вставки – ток, который он выдерживает, не расплавляясь длительное время.

Плавкие предохранители выбирают по номинальному току плавкой вставки Ів. При этом должны быть выполнены следующие условия:

- номинальный ток плавкой вставки должен быть не меньше максимального тока данной цепи в рабочем режиме, т.е. , что предотвращает перегорание предохранителя при нормальном режиме работы;

- плавкая вставка не должна перегорать при пуске самого мощного электродвигателя, подключенного к данной цепи, т.е. ;

- номинальный ток плавкой вставки должен быть не больше трехкратного значения допускаемого тока проводов защищаемой линии, т.е. .

Составляется расчетная схема электроснабжения (рисунок 5), рассчитываются и выбираются аппараты защиты.

Рисунок 5 – Схема ЭСН всех электроприемников ШМА

Линия Т1-ШНН, 1SF, линия без электродвигателей:

.

; .

По справочнику выбирается автоматический выключатель ВА 51Г-31:

; ; ; ; ; .

Линия ШНН – ШМА, SF1, линия с группой электродвигателей:

(из сводной ведомости нагрузок по ШМА); ; .

По справочнику выбирается автоматический выключатель ВА 51-25:

; ; ; ; ; .

Так как на ШМА количество электродвигателей более 5, а наибольшим по мощности является станок токарный универсальный, то

.

.

.

.

; .

, принимаем .

Линию ШМА-ЭД рассчитываем для каждого электроприемника отдельно, но так как есть электроприемники с одинаковыми параметрами, объединяем их в группы.

1. Дисковая маятниковая пила; электроточило наждачное; станок наждачный (2 штуки); станок фуговальный.

; ; .

- номинальный ток электродвигателя.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

2. Станок фрезерный; станок горизонтально-фрезерный.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

3. Камера малярная.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

4. Барабан галтовочный.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

5. Дробилка.

; ; .

.

.

 

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

6. Станок вертикально-сверлильный.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

7. Станок настольно-сверлильный (2 штуки); вентилятор вытяжной; вентилятор приточный.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

8. Станок токарный универсальный.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

9. Компрессорная установка.

; ; .

.

.

Выбираем ближайшую стандартную плавкую вставку на ток .

Выбираются линии электроснабжения с учетом соответствия аппаратам защиты согласно условию:

.

для взрыво- и пожароопасных помещений;

для нормальных (неопасных) помещений;

для предохранителей без тепловых реле в линии.

Линия ШНН-ШМА:

.

Выбирается сечение жилы 4мм2, кабель трехжильный для прокладки в воздухе при отсутствии механических воздействий в резиновой оболочке не распространяющей горение АВРГ – 3 4.

Линии ШМА-ЭД:

1. ;

2. ;

3. ;

 

4. ;

5. ;

6. ;

7. ;

8. ;

9. .

Выбирается сечение жилы 1мм2, . Провод ПГВ (с медной гибкой жилой и поливинилхлоридной изоляцией) применяется для гибкого монтажа при скрытой и открытой прокладках.

Выбирается ШРМ 75-100 (шинопровод с медными шинами)

РП1: сварочный трансформатор, ПВ=25%; сварочный полуавтомат, ПВ=25%; термопласт автомат, ПВ=60%; пластавтомат вертикальный, ПВ=60%.

РП2 – точечная сварка, ПВ=25%.

РП3 – сварочный аппарат, ПВ=25% (2 штуки).

РП1 представлен в виде ШРС1-20 УЗ: ; ; .

Рисунок 6 – Схема ШРС1-20 УЗ на 5 трехфазных групп

РП2 и РП3 представлены в виде ШРС1-20 УЗ, но рассчитанных на две трехфазные группы.

.

Для прокладки в воздухе в помещениях нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВРГ, сечение жилы 25 мм2, кабель трехжильный.

Щит освещения представлен как ШОС2 – 15 – 20 – УЗ: ; ; ; .

Длительный ток в линии равен номинальному току щита. Ток плавкой вставки должен быль больше или равен длительному току, поэтому выбираю ближайшее стандартное значение .

.

Выбираем провод марки ПРВД (гибкий с медной жилой, с резиновой изоляцией, двухжильный, скрученный, в ПВХ оболочке) применяемый в осветительных сетях сухих и сырых помещений с сечением жилы 1,5 мм2, .

Результат выбора всех линий электроснабжения и аппаратов защиты сведены в таблицу 5.

Таблица 5 – Сводная ведомость ЭСН ЭП

РУ		Электроприемники				Аппараты защиты			Линия ЭСН
тип		№ п/п	n			тип			марка		L, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
РП1 ШРС1-20 УЗ	Сварочный трансформатор	3	1	6,3	47,3	ПР2-60	60	60	ПРГН 3 2,5	21	6
	Сварочный полуавтомат	4	1	10	43,8	ПР2-60	60	60	ПРГН 3 2,5	21	6
	Термопласт автомат	12	1	7	21,42	ПР2-60	60	60	ПРГН 3 2,5	21	20
	Пластавтомат вертикальный	13	1	5,5	17,03	ПР2-60	60	60	ПРГН 3 2,5	21	20
РП2	Точечная сварка	10	1	9,5	41,67	ПР2-60	60	60	ПРГН 2 2,5	21	2
РП3	Сварочный аппарат	11,27	2	8	35,09	ПР2-60	60	60	ПРГН 1 6	40	30
ШМА ШРМ 75-100	Дисковая маятниковая пила	5	1	1,5	8,95	ПР2-15	10	15	ПГВ 3 1	17	20
	Камера малярная	6	1	5	8,36	ПР2-60	25	60	ПГВ 3 1	17	25
	Барабан галтовочный	7	1	1	1,67	ПР2-15	6	15	ПГВ 3 1	17	25
	Электроточило наждачное	8	1	1,5	8,95	ПР2-15	10	15	ПГВ 3 1	17	18
	Станок наждачный	9,21	2	1,5	8,95	ПР2-15	10	15	ПГВ 3 1	17	25
	Дробилка	14	1	3	5,19	ПР2-15	15	15	ПГВ 3 1	17	10
	Станок фуговальный	15	1	1,5	8,95	ПР2-15	10	15	ПГВ 3 1	17	15
	Станок вертикально-сверлильный	16	1	1,8	3,22	ПР2-60	10	15	ПГВ 3 1	17	17
	Станок настольно-сверлильный	17,18	2	1	1,88	ПР2-15	6	15	ПГВ 3 1	17	25
	Станок токарный универсальный	19,20	2	6	10,74	ПР2-60	35	60	ПГВ 3 1	17	25
	Станок фрезерный	22	1	5	8,95	ПР2-60	35	60	ПГВ 3 1	17	30
	Станок горизонтально-фрезерный	23	1	5	8,95	ПР2-60	35	60	ПГВ 3 1	17	34
	Вентилятор вытяжной	24	1	1	1,88	ПР2-15	6	15	ПГВ 3 1	17	20
	Вентилятор приточный	25	1	1	1,88	ПР2-15	6	15	ПГВ 3 1	17	25
	Компрессорная установка	28	1	5	8,95	ПР2-60	35	60	ПГВ 3 1	17	20

 

 

Вопросы электробезопасности

3.1 Основные понятия и определения

Электробезопасностью в соответствии с ГОСТ 12.1.009-76 называется система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия на человека электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

К поражению электрическим током может привести прикосновение человека к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением. Поражение проявляется в парализующем и разрушительном воздействии тока на внешние и внутренние органы – кожный покров, мышцы, органы дыхания, сердце, нервную систему.

Степень поражения током зависит от ряда факторов, в том числе от величины сопротивления человеческого тела. Это сопротивление зависит от толщины и состояния кожного покрова, его влажности или сухости, состояния здоровья человека и т.д.

Степень поражения зависит от длительности прохождения тока через организм или участок тела человека. Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека.

Электроустановки классифицируются по виду принимаемых мер электробезопасности на следующие виды:

1. Электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью;

2. Электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью;

3. Электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;

4. Электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

Глухозаземленной называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно, либо через малое сопротивление.

Заземляющим устройством называют совокупность электрически надежно связанных заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель – это металлические стержни, заглубленные в землю. Число стержней и глубина, на которую их вбивают, зависят от типа грунта и других факторов и определяются ПУЭ.