Таблица 6.9. Технические характеристики реле тока типа РТ-40

Соединение катушек

Таблица 6.10. Технические характеристики реле напряжении типа РН-50

§6.5

Выбор аппаратов управления и защиты

6.5. ВЫБОР АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Выбор аппаратов управления и защиты в системах электропитания приборов и средств автоматизации производится с учетом следующих основных требований:

а) напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и допустимому длительному току цепи. Номинальные токи аппаратов защиты следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам отдельных электроприемников, при этом аппараты защиты не должны отключать цепь при кратковременных перегрузках (например, при пусках электродвигателей);

б) аппараты управления должны без повреждений включать пусковой ток электроприемника и отключать полный рабочий ток, а также без разрушения допускать отключение пускового тока;

в) аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать токам короткого замыкания в начале защищаемого участка; отключение защищаемой линии или электроприемника должно производиться с наименьшим временем;

г) при коротких замыканиях по возможности должна быть обеспечена селективность работы загцитных аппаратов с ниже-и вышестоящими загцитными и коммутационными аппаратами; рекомендуется номинальные токи каждого последующего по направлению тока аппарата загциты (предохранителей и тепловых расцепителей) принимать на две ступени ниже, чем пре-дыдушего, если это не приводит к завышению сечений проводов (см. §6.7);

д) аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение одно- и многофазных коротких замыканий в сетях с глухо-заземленной нейтралью и двух- и трехфазных коротких замыканий в сетях с изолированной нейтралью в наиболее удаленной точке защищаемой цепи. Для этого кратности токов однофазных коротких замыканий в сетях с глухозаземленной нейтралью должны превьшгать не менее чем:

в 3 раза номинальный ток плавкой вставки предохранителя данной цепи;

в 3 раза номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику;

в 1,4 раза ток уставки мгновенного срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель (отсечку) с номинальным током до 100 А (отметим, что во взрывоопасных

установках указанные кратности токов имеют другие значения, приведенные в разд. 15);

е) в сетях с изолированной нейтралью, защищенных только от коротких замыканий, в которых сечения проводников выбраны с учетом требований, изложенных в §6.7, допускается указанную выше расчетную проверку кратности тока короткого замыкания не выполнять; в сетях с глухозаземленной нейтралью эта проверка является обязательной.

Рассмотрим подробнее приведенные выше требования применительно к выбору отдельных видов аппаратов управления и защиты.

Выбор пакетных выключателей, рубильников, тумблеров. Выбор этих аппаратов производится:

а) по номинальному напряжению сети

где и„ом - номинальное напряжение рубильника, пакетного выключателя, тумблера; ном.с ~ номинальное напряжение сети;

б) по длительному расчетному току цепи

AiOM длит откл длит?

где - номинальный ток рубильника; /откл ~ наибольший отключаемый выключателем (тумблером) ток; /дл - длительный расчетный ток цепи.

Кроме того, рубильники, пакетные выключатели и тумблеры должны без повреждений включать пусковые токи электроприемников, которые, как известно, могут превосходить их номинальные токи в несколько раз, а также без разрушения отключать эти пусковые токи.

Выбор магнитных пускателей. Выбор пускателей производится:

а) по мощности электродвигателя исполнительного механизма или задвижки.

Так же как и все другие аппараты управления, магнитные пускатели должны без повреждений включать пусковой ток электродвигателей и без разрушения отключать его. Здесь и выше тepшн «без разрушения» применен не случайно. Следует иметь в виду, что при отключении пусковых токов электроприемников происходит повьппенный износ (подгорание) контактов аппаратов, что в какой-то мере является повреждением. Однако сам аппарат при этом не разрушается. После ревизии и зачистки контактов он готов к дальнейшей эксплуатации.

Выбор предохранителей. Различают предохранители с большой тепловой инерцией, способные выдержать значительные кратко-

временные перегрузки током, и безынерционные, обладающие малой тепловой инерцией и ограниченной способностью к перегрузкам. К первым относятся в основном предо.храни-тели со свинцовыми токопроводящими мостиками, ко вторым - с медными. В схемах электропитания систем автоматизации наибольшее распространение имеет вторая группа плавких вставок.

Предо.хранители выбираются по следующим условиям:

1) по номинальному напряжению сети:

ном.пред ном.с

где 1/ном.пред ~ номинальное напряжение пре-до.хранителя; „о.с - номинальное напряжение сети.

Рекомендуется номинальное напряжение предо.хранителей выбирать по возможности равным номинальному напряжению сети (в этих случаях плавкие вставки имеют лучшие загцитные характеристики);

2) по длительному расчетному току линии:

Люм.вст длит> (6-4)

где /ном.вст - номинальный ток плавкой вставки; /дд,,, - длительный расчетный ток линии.

Кроме того, при использовании безынерционных предохранителей не должно происходить перегорание плавкой вставки от кратковременных толчков тока, например от пусковых токов электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек. Поэтому при выборе предохранителей для защиты таких злектро-приемников необходимо также выполнение и другого условия:

(6.5)

где /пуск - пусковой ТОК двигателя.

Это отношение выведено на основе практического опыта и исходит из того, что ускоренное старение плавких вставок не наблюдается, если максимальный ток, протекающий через вставку в течение какого-то времени t, не превышает примерно половины тока, который расплавит ее за то же время. Это означает, например, что если ток, равный 5 /„ом.вст! расплавляет плавкую вставку за время г = 2 с, то в течение этого же времени через вставку может проходить ток, равный 2,5/иом.вст, и возникаюгций при этом временный перегрев не вызывает заметного окисления и ускоренного ее старегтая.

Часто в проектной практике возникает необходимость в защите магистральной

линии, по которой питается группа электродвигателей исполнительных механизмов или задвижек, причем часть из них или все они могут пускаться одновременно. В этом случае предо.хранители выбираются по следующему соотношению:

ном.вст Лср/2,5,

(6.6)

где /кр = .?iycK + даит - максимальный кратко-временшый ток линии; уск - пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения; - длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы двигателей), определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

В цепях управления и сигнализации плавкие вставки выбираются по соотношению

> £/ра6то.х + 0,1 £/в1с

(6.7)

где 1рабтах ~ наибольший суммарный ток, потребляемый катушками аппаратов, сигнальными лампочками и т. д. при одновременной работе; Х/вклтих - наибольший суммарный ток, потребляемый при включении катушек одновременно включаемые" аппаратов.

Следует отметить, что плавкие вставки, выбранные в соответствии с (6.5) или (6.6), не всегда будут загцищать электродвигатель исполнительного механизма или задвижки от перегрузки. Так, например, если номинальный ток двигателя составляет 10 А, а пусковой ток 70 А, то номинальный ток плавких вставок, выбранный по (6.5), составляет 28 А (ближайшая большая плавкая вставка предохранителей имеет номинальный ток 30 А). Выбранные таким образом плавкие вставки обеспечат нормальный пуск такого двигателя и защиту его от коротких замыканий при условии, что ток короткого замыкания в самой удаленной точке защищаемой цепи будет не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавких вставок (пояснения к этому требованию приводятся ниже). Однако такая запщта не будет чувствительна к токам перегрузки, превышающим номинальный ток линии (в данном случае это номинальный ток электродвигателя 10 А) в 3 раза.

В таких случаях плавкие предохранители осуществляют защиту только от токов короткого замыкания, а защиту от перегрузки можно выполнить, например, с