курсовая. проектная курсовая. Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника

• Название: Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника
• Анкор: курсовая
• Дата: 06.05.2023
• Размер: 1.05 Mb.
• Имя файла: проектная курсовая.docx
• Тип: Методические указания; #1112120
• страница: 7 из 10

14 Защита электрических сетей

14.1 Виды защитной аппаратуры

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, короткие замыкания, вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.

Для предотвращения этого линия электроснабжения имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок.

Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками (плавкие предохранители) и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Плавкий предохранитель - это коммутационный аппарат, который вследствие расплавления одного или более специально спроектированных и калиброванных элементов размыкает цепь, в которую он включен, и отключает ток, когда он превышает заданную величину в течение достаточного времени.

Предохранители с плавкими вставками являются наиболее простыми и дешевыми аппаратами защиты, требующими малой затраты материалов на изготовление. Основное их назначение – защита от токов КЗ.

Плавкие предохранители наряду с простотой устройства и малой стоимостью имеют ряд существенных недостатков:

- не могут защищать линию от перегрузки, так как допускают длительную перегрузку до момента плавления;

- не всегда обеспечивают избирательную защиту в сети вследствие разброса их характеристик;

- при КЗ в трехфазной линии возможно перегорание одного из трех предохранителей и линия остается в работе на двух фазах.

Автоматический выключатель - это механический коммутационный аппарат, способный включать, пропускать и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, выдерживать в течение заданного времени и автоматически отключать токи в аномальном состоянии цепи, то есть автоматические выключатели – это аппараты защиты, срабатывающие при перегрузках и токах КЗ в защищаемой линии.

Чувствительными элементами автоматических выключателей являются расцепители. В общем виде расцепитель - это устройство, механически связанное с автоматическим выключателем (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя и вызывает автоматическое срабатывание выключателя.

Расцепители бывают тепловые, электромагнитные и полупроводниковые. Тепловые срабатывают при перегрузках, электромагнитные – при КЗ, полупроводниковые – как при перегрузках, так и при КЗ.

На основании всего изложенного в выпускной квалификационной работе принимаем решение: для защиты электроприемников цеха применить предохранители с плавкими вставками, для защиты шинопроводов и секционного оборудования ТП – автоматические выключатели (см. рисунок 2).

14.2 Расчет и выбор предохранителей

В сетях напряжением до 1кВ широко распространены предохранители типов ПР-2, ПН-2, НПН.

ПР-2 – предохранитель трубчатый, разборный, с закрытым фибровым корпусом без наполнения. Гашение дуги в среде газа, выделяемого фиброй при высокой температуре. Разрывная способность небольшая.

ПН-2 – предохранитель насыпной разборный, заполнен кварцевым песком, который способствует гашению дуги.

НПН – предохранитель насыпной неразборный, аналогичен по своим характеристикам ПН-2.

В промышленности широкое применение нашли предохранители типа ПН-2, и, исходя из этого, в выпускной квалификационной работе для защиты электроприемников цеха принимаем к установке предохранители данного типа.

Расчет и выбор предохранителей производится по току его плавкой вставки [17, стр. 43].

Для линии без электродвигателей (ЭД)

, (22)

где – ток плавкой вставки, А;

– длительный ток в линии, А. Для линии с ЭД

, (23)

где I_п– пусковой ток ЭД, А;

α – коэффициент тяжести пуска.

α = 1,6 – для линии с ЭД и тяжелым пуском, α = 2,5 – для линии с ЭД и легким пуском. Пусковой ток ЭД

I_пК_п I_н.д, (24) где К_п– коэффициент кратности пускового тока ЭД;

I_н.д– номинальный ток ЭД, А.

Коэффициент кратности пускового тока принимается равным: К_п= 5…7 – для асинхронных ЭД;

К_п= 2…3 – для синхронных ЭД и машин постоянного тока. Номинальный ток ЭД:

, (25)

где Р_д– мощность ЭД, кВт;

U_н.д– номинальное напряжение ЭД, кВ. Для линии к сварочному аппарату

, (26)

где I_св – ток сварочного аппарата, А;

ПВ – продолжительность включения, %.

Для линии к распределительным устройствам (распределительным
пунктам или шинопроводам)

, (27)

где I_п – пусковой ток наибольшего по мощности ЭД в группе электроприемников, А;

I_дл – длительный ток в остальных линиях, А.

Исходя из расчета тока плавких вставок выбираются предохранители

I_н.п I_вс, (28)

где I_н.п – номинальный ток предохранителя, А.

Выбранные предохранители проверяются по селективности срабатывания защиты и надежности.

Селективность характеризуется предельным током. Предельный ток селективности - это предельное значение тока, ниже которого при наличии двух последовательно соединенных аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки успевает завершить процесс отключения до того, как его начнет второй аппарат, установленный со стороны питания.

Проверка на надежность в режиме КЗ:

I_кз3I_н.п, (29)

где I_кз– ток КЗ в защищаемой линии, А.

Произведем расчет по формулам (22…28) и выполним выбор предохранителей для схемы, представленной на рисунке 2 по справочному пособию [18]. Данные сведем в таблицу 4.