Przykłady doboru bezpieczników i wyłączników

Przykład 1. Główna linia sieci elektrycznej przedsiębiorstwa przemysłowego o napięciu 380/220 V zasila grupę silników elektrycznych. Linia układana jest w pomieszczeniu zbrojonym kablem trójżyłowym z rdzeniami aluminiowymi i izolacją papierową w temperaturze otoczenia 25°C. Znamionowy prąd linii długookresowy wynosi 100 A, a prąd krótkotrwały przy uruchamianiu silników wynosi 500 A. Początek jest łatwy.

Konieczne jest określenie prądu znamionowego bezpieczników typu PN2 zabezpieczających linię oraz dobór przekroju kabla dla następujących warunków:

a) obszar produkcji jest niewybuchowy i niepalny, linia musi być zabezpieczona przed przeciążeniem;

b) w pomieszczeniu występuje zagrożenie pożarowe, linia musi być zabezpieczona przed przeciążeniem;

c) linia musi być zabezpieczona tylko przed prądami zwarciowymi.

Odpowiedź. Wyznaczyć wartość prądu znamionowego bezpieczników zabezpieczających linię, dla prądu ciągłego: AzVT = 100 A, dla prądu krótkotrwałego: Azvt = 500 / 2,5 = 200 A. Bezpiecznik typu PN2-250 z bezpiecznikiem 200 A

1.Dla kabla z izolacją papierową, zabezpieczonego przed przeciążeniem i przechodzącego do pomieszczenia niewybuchowego i niepalnego, wartość współczynnika ochrony ks = 1. W takim przypadku obciążenie prądem ciągłym kabla Azadd = ksAzh = 1× 200 = 200 A.

Wybieramy kabel trójżyłowy na napięcie do 3 kV z przewodami aluminiowymi o przekroju 120 mm2 do układania w powietrzu, dla którego dopuszczalne obciążenie Azadd = 220 A.

2. Dla kabla pracującego w pomieszczeniu zagrożonym pożarem i zabezpieczonego przed przeciążeniem k2 = 1,25, to Iadd = 1,25, I3 = 1,25x 200 = 250 A. W tym przypadku przyjmuje się przekrój kabla równy 150 mm2, Iadd = 255A.

3. Dla kabla zabezpieczonego tylko przed prądami zwarciowymi otrzymujemy przy ks = 0,33 prąd dopuszczalny Azadodatek = 0,33Azvt = 0,33 x 200 = 66 A, co odpowiada przekrojowi kabla 50 mm i Azadodatkowi = 120.

Przykład 2. Rozdzielnica z wyłącznikami pobiera energię z szyn zbiorczych rozdzielnicy głównej, do której podłączonych jest sześć silników indukcyjnych z wirnikiem klatkowym. Silniki elektryczne 3 i 4 są zainstalowane w pomieszczeniu zagrożonym wybuchem klasy B1a, pozostałe silniki elektryczne, punkty rozdzielcze i urządzenia rozruchowe są zainstalowane w pomieszczeniu o normalnym środowisku. Dane techniczne silników elektrycznych podano w tabeli. 1.

Sekcja. 1. Dane techniczne silników elektrycznych

Tryb pracy silników wyklucza możliwość długotrwałych przeciążeń, warunki rozruchu są lekkie, wykluczony jest samoczynny rozruch dużych silników. Jeden z silników (1 lub 2) jest w rezerwie, pozostałe mogą pracować jednocześnie.

Ryż. 2. Schemat dla przykładu 2

Konieczne jest określenie prądów znamionowych wyzwalaczy wyłącznikowych oraz dobór przekrojów przewodów i kabli w oparciu o warunki nagrzewania i zgodność z prądami wyzwalacza.

Odpowiedź. Ponieważ temperatura powietrza w pomieszczeniach wynosi 25 ° C, współczynnik korygujący kn = 1, który jest brany pod uwagę przy wyborze przekrojów przewodów i kabli.

Linia do silnika 1 (lub 2). Dobór wyzwalacza kombinowanego (wyłącznik typu A3710B dla 160 A dla ciągłego prądu liniowego Azd = 73,1 A, równego w tym przypadku prądowi znamionowemu silników elektrycznych (tabela 1).

Przy wyborze prądu znamionowego wyzwalacza magnetycznego wyłącznika wbudowanego w szafę należy wziąć pod uwagę współczynnik korekcji termicznej wynoszący 0,85. Zatem Aznom el =73,1 / 0,85 = 86 A.

Wybieramy wyzwalacz o prądzie znamionowym 100 A i prądzie chwilowym 1600 A.

Ustalamy niemożność pracy z maszyną przy uruchomieniu: Azaśredni el = 1,25x 437 = 550 A, 1600 A> 550 A.

Dobieramy przewód jednożyłowy z drutami aluminiowymi marki APRTO o przekroju 25 mm2, dla którego dopuszczalne obciążenie prądowe wynosi 80 A. Wybrany przekrój sprawdzamy pod kątem współczynnika ochrony urządzenia. Ponieważ prąd nastawczy nie jest regulowany w wyłącznikach serii A3700, wielokrotność dopuszczalnego prądu liniowego należy wyznaczyć w odniesieniu do prądu znamionowego rozgałęźnika, w tym przypadku równego 100 A. Znajdź wartość kz dla sieci, które nie nie wymagają ochrony przed przeciążeniem dla znamionowego prądu wyzwalacza wyłącznika o nieregulowanej charakterystyce zależnej od prądu zależnej ks = 1.

Podstawiając wartości liczbowe do stosunku kzАзs = 1×100 A>Азadd = 80 A, stwierdzamy, że warunek konieczny nie jest spełniony.

Dlatego ostatecznie wybieramy przekrój przewodu równy 50 mm2/AAdd = 130 A, dla którego spełniony jest warunek AAdd>xAz, gdyż 130 A> 1 x 100 A.

Linia do silnika 3. Silnik 3 jest zainstalowany w pomieszczeniu zagrożonym wybuchem klasy B1a, w związku z czym:

1) prąd znamionowy silnika, zwiększony o 1,25 razy, przyjmuje się jako prąd znamionowy przy wyborze przekroju linii;

2) niedopuszczalne jest stosowanie przewodów i kabli z drutami aluminiowymi; dlatego linia od rozrusznika magnetycznego do silnika elektrycznego musi być wykonana przewodem z przewodami miedzianymi (marka PRTO).

Przewód do silnika elektrycznego 4. Przyjmuje się, że przekrój przewodu PRTO od rozrusznika magnetycznego do silnika wynosi 2,5 mm2, ponieważ PUE nie dopuszcza mniejszego przekroju dla sieci elektroenergetycznych w obszarach zagrożonych wybuchem.

Linie do silników elektrycznych 5 i b. Prąd znamionowy linii jest określony przez sumę prądów silników 5 i 6.

Magistrala. Obliczone długoterminowe dopuszczalne obciążenie prądowe linii wyznacza suma prądów wszystkich silników elektrycznych, z wyjątkiem prądu jednego z silników elektrycznych (1 lub 2): Azdl = 73,1 + 69 + 10,5 + 2 x 7,7 = 168 A. Krótkotrwałe obciążenie prądowe jest określone przez warunki rozruchu silnika 3, który ma największy prąd rozruchowy: Azcr = 448 + 73,1 + 10,5 + 2 x 7,7 = 547 A.

Wybieramy wyzwalacz elektromagnetyczny wyłącznika AVM-4C na 400 A dla ciągłego prądu liniowego z warunku Az nom = 400 A> Azdl = 168 A.

Krótkotrwałe obciążenie prądowe jest określone przez warunki rozruchu silnika 3, który ma największy prąd rozruchowy:

Azcr = 448 + 73,1 + 10,5 + 2-7,7 = 547 A.

Dobieramy prąd roboczy na skali zależnej od charakterystyki prądowej 250 A oraz na skali niezależnej od charakterystyki prądowej (przerwa z opóźnieniem czasowym) 1600 A.

Stwierdzamy niemożność wyłączenia wyłącznika podczas uruchamiania silnika 3Isral = 1,25Azcr, 1600> 1,25×547 = 682 A.

Ciągły prąd liniowy Azdl = 168 A, wybieramy kabel trójżyłowy z żyłami aluminiowymi na napięcie do 3 kV o przekroju 95 mm2, o dopuszczalnym obciążeniu 190 A.

Dla sieci nie wymagających zabezpieczenia przeciążeniowego, przy prądzie zadziałania wyzwalacza wyłącznika o regulowanej, zależnej od prądu charakterystyce Azaśredni el = 250 A i k2 = 0,66, Azadd> k3Is = 190> 0,66 x 250 = 165 A.

Warunek konieczny jest więc spełniony. Obliczone dane z przykładu są zestawione w tabeli. 2.