ДЕРЖАВНИЙ НОРМАТИВНИЙ АКТ ПРО ОХОРОНУ ПРАЦІ

Затверджено наказом Державного комітету України по нагляду за охороною праці від 18 січня 1996 р. № 7

Київ

ДНАОП 1.1.30-5.30-96

ІНСТРУКЦІЯ З ВИЗНАЧЕННЯ СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ, ВИБОРУ І ПЕРЕВІРКИ УСТАВОК МАКСИМАЛЬНОГО СТРУМОВОГО ЗАХИСТУ В МЕРЕЖАХ НАПРУГОЮ ДО 1200 В

До § 488 Правил безпеки у вугільних шахтах

І. Визначення струмів короткого замикання

Розрахунок ефективних значень струмів короткого замикання (к.з.) здійснюється з метою визначення мінімального значення струму двофазного к.з., необхідного для вибору уставок засобів захисту, а також максимального значення струму трифазного к.з., необхідного для перевірки комутаційної апаратури на вимикаючу здатність.

1. Розрахунковий мінімальний струм двофазного металевого к.з. (І(2)к з mjn) в найбільш електричко віддаленій від трансформатора точці мережі визначається з урахуванням параметрів високовольтної розподільної мережі, трансформатора і нагрівання жил кабелю до 65°С, а також з урахуванням перехідних опорів контактів і елементів комутаційних апаратів, у тому числі й опору в місці к.з.

Розрахунковий струм I(2)к.з..min. B залежності від приведеної довжини кабелів і параметрів мережі може визначатися за таблицями 1-5 додатка.

Для проміжних значень потужності к.з. і довжин кабельних ліній, не наведених у таблицях, струми к.з. визначаються методом лінійної інтерполяції.

Струми двофазного к.з. можуть бути визначені за формулою:

I(2) k.з.min = ( 0,95*UН *103 ) / (2√((rPC + rT +rKL ПР)2 + (xPC +xT +xK +LПР)2)) (1)

де UН- середня номінальна напруга ступеню, приймається рівною 0,133; 0,23; 0,4; 0,69 або 1,2 кВ;

гРС , гТ, хРС , хТ - відповідно активні та індуктивні опори високовольтної розподільної мережі та трансформатора, приведені до вторинної обмотки, Ом;

гК, хК - відповідно активний та індуктивний опір 1 км кабелю перерізом 50 мм2, Ом/м;

LПР - приведена до перерізу 50 мм2 або 4 мм2 довжина кабельних ліній, включених в коло к.з., м.

У разі визначення розрахункового струму І(2)к.з.тіп допускається: не брати до уваги опір розподільної мережі при потужності дільничих підстанцій до 400 кВ-А включно, тобто приймати

хРC =0, rРС =0;

при потужності к.з. SКЗ > 50 MB- А приймати активний опір розподільної мережі рівним нулю, тобто г PC = 0.

Повний, активний та індуктивний опір високовольтної розподільної мережі при SK3 < 50 MB- А визначається за формулами:

ZPC = (U2Н) / SКЗ ; rPC =( (1,1/SКЗ )- 0,02);

XPC = √(Z2PC - r2PC)

де SK3 - потужність к.з. на вводі дільничної підстанції або на шинах найближчого живлячого РПП-6, MB А.

Індуктивний і активний опір трансформатора визначається за формулами:

X T = (10*UK* U2Н) / S T ; rT =(PK *U2Н) / S2T ; (3)

де UK- напруга короткого замикання, %;

ST - номінальна потужність трансформатора, кВ А;

Рк - втрати короткого замикання трансформатора, Вт.

Активний та індуктивний опір жил кабелю приймаються за каталожними даними і перераховуються для температури нагрівання 65°С. Для зазначеної температури нагрівання і перерізу мідних жил 50 мм2 активний опір дорівнює 0,423, а індуктивний - 0,075 Ом/км.

Сумарний перехідний опір контактів і елементів апаратів, а також перехідний опір в місці к.з. приймається таким, що дорівнює 0,005 Ом на один комутаційний апарат, враховуючи точку к.з.

Розрахунковий мінімальний струм к. з. у найбільш електричко віддаленій точці іскронебезпечного приєднання, що відходить від апарата, напругою до 42 В достатньо точно визначається за формулою:

I K.З . min = U H / (rT +2rK); (4)

де UH -номінальна напруга вторинної обмотки трансформатора, В;

гТ - опір трансформатора, приведений до вторинної обмотки, Ом (зазначається в інструкціях з експлуатації апаратів);

гК - опір однієї жили кабелю, Ом (приймається таким, що дорівнює 0,008; 0,005; 0,0033 та 0,002 Ом/м для кабелів з перерізом жил 2,5; 4; 6 та 10 мм2 відповідно).

2. Приведена довжина кабельних ліній Ц з урахуванням опору контактів і елементів апаратів І перехідного опору в місці к.з. визначається за формулою:

L ПР = L 1 k ПР 1 + L2 k ПР2…..+ Ln k ПPn + (k+1) le, (5)

де Lj.......Ln - фактичні довжини кабелів з різним перерізом жил, м;

knpl...kпpn - коефіцієнти приведення;

k - число комутаційних апаратів, послідовно включених до кола к.з., враховуючи автоматичний вимикач ПДПП;

1е=10 м - приведена довжина кабельної лінії, еквівалентна перехідним опорам у точці к.з. і елементів комутаційних апаратів.

При перевірці уставки струму спрацювання захисту апарата, який захищає живлячий кабель і електрообладнання гірничих машин з багатомоторним приводом, необхідно до Ьд , визначеній за формулою (5), додавати приведену довжину кабелю з перерізом жили 50 мм2, струмообмежу-вальний вплив якого еквівалентний включенню в мережу, яку захищають, елементів внутрішнього монтажу. Ця величина зазначається в заводських інструкціях з експлуатації машин.

При визначенні І(2)к 3 min в освітлювальних мережах необхідно зазначати опір контактів. Для цього до значення Lпр,необхідно додати величину 2п, де п - число світильників і трійникових муфт в колі к.з. у мережі освітлення.

Коефіцієнти приведення kПР перерізів кабелів для визначення розрахункових мінімальних струмів к.з. І(2)к 3min наведені в таблиці:

Перерізи основної жили кабелю, мм2

Коефіцієнт приведення

kПР

Перерізи основної жили кабелю, мм2

Коефіцієнт приведення

kПР

Для мереж напругою 380-1140 В (перерізи приведені до 50 мм2)

4

12,3

35

1,41

6

8,22

50

1,00

10

4,92

70

0,72

16

3,06

95

0,54

25

1,97

120

0,43

Для мереж напругою 127-220 В (перерізи приведені до 4 мм2)

2,5

1,6

6

0,67

4,0

1,0

10

0,40

3. Максимальний струм трифазного к.з. на вводі апарата може бути підрахований, виходячи із значення мінімального струму двофазного к.з., визначеного для тієї ж точки з урахуванням температурного коефіцієнта і підвищеної напруги вторинної обмотки трансформатора, за формулою:

I(3) к.з.mах = 1,6 I(2) К.З.min (6)

II. Вибір і перевірка уставок струму спрацювання реле апаратів захисту

4. Величина уставки струму спрацювання реле автоматичних вимикачів, магнітних пускачів, станцій управління та ін. визначається за формулами:

а) для захисту магістралі:

Iу ≥ Iн.пуск + Σ Iн.роб, (7)

де Іу - уставка струму спрацювання реле, А;

Ін .пуск - номінальний пусковий струм найбільш потужного електродвигуна, А;

Ін.роб - сума номінальних струмів усіх інших струмоприймачів, А;

б) для захисту відгалужень, що живлять групу одночасно вмикаючих електродвигунів з короткозамкненим ротором:

Іу ≥ΣІн.пуск . (8)

Для захисту магістралей з потужними асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором (у разі, якщо пускові струми перевищують 600-700 А) допускається випускати уставки струму спрацювання реле, виходячи з величини фактичних пускових струмів. Для приблизного визначення пускового струму номінальний робочий струм повинен бути збільшеним у випадку застосування електродвигуна з короткозамкненим ротором в 6-7 разів, а у разі використання електродвигуна з фазним ротором -в 1,5 раза;

в) для захисту відгалужень, що живлять освітлювальне навантаження з лампами накалювання:

І у ≥ 3Ін.роб . (9)

а з люмінісцентними лампами

Іу > 1,25Ін.роб . (10)

5. Вибрана уставка струму спрацювання реле перевіряється за розрахунковим мінімальним струмом двофазного к.з. При цьому відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до уставки струму спрацювання реле повинне задовольняти умові:

( І(2) К.З.min ) / Іу ≥kч , (11)

де kч=1,5 - коефіцієнт чутливості захисту.

В окремих випадках за погодженням з головним енергетиком виробничого об'єднання (комбінату, тресту) для магістралей і відгалужень, виконаних броньованими або екранованими кабелями, допускається зниження коефіцієнта чутливості до 1,25.

III. Вибір і перевірка плавких запобіжників

6. Значення номінального струму плавкої вставки запобіжників визначається, виходячи з умов: а) для захисту магістралі

І В ≥ (І Н.ПУСК / 1,6÷2,5) +Σ І Н.РОБ , (12)

де ІВ - номінальний струм плавкої вставки, А;

1,6÷2,5 - коефіцієнт, що забезпечує неперегорання плавкої вставки при пусках електродвигунів з короткозамк-неним ротором.

Для нормальних умов пуску електродвигуна (рідкі пуски та швидке розвертання) значення цього коефіцієнта слід приймати таким, що дорівнює 2,5, а для важких умов пуску (часті пуски при довгому розвертанні) - 1,6÷2.

Надмірно понижувати номінальний струм плавкої вставки не слід, так як остання може перегоріти при запусках, що є однією із причин виходу з ладу електродвигунів у режимі однофазної їх роботи;

б) для захисту відгалуження - у разі застосування електродвигуна з короткозамкненим ротором

І В ≥ ( І Н.ПУСК / 1,6 ÷ 2,5) , (13)

а у разі освітлювального навантаження

Ів ≥ Ін.роб , (14)

Для установки застосовується плавка вставка із значенням номінального струму, найближчим до розрахункового. Допускається паралельне включення в одному патроні запобіжника двох однакових або відмінних за номінальним струмом на 30-35% плавких вставок. При цьому сумарний струм їх не повинен перевищувати розрахункового;

в) для захисту іскронебезпечних кіл напруги до 42 В, що відходять від апаратів (пускачі, станції управління тощо) і живлячих зовнішні навантаження (апарати автоматизації, світильники місцевого освітлення тощо), повинні установлюватися запобіжники, величина плавкої вставки яких зазначається в інструкції з експлуатації апарата. Для захисту цих кіл можуть застосовуватися також малогабаритні автоматичні вимикачі, влаштовані в апарат.

7. Вибрана плавка вставка повинна бути перевірена за розрахунковим мінімальним струмом двофазного к.з., найменшим перерізом жил кабелю і повинна відповідати найбільшому довгостроковому допустимому струмові навантаження.

Відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до номінального струму плавкої вставки повинне задовольняти умові:

І К. З .min / І В≥ 4-7 (15)

При цьому кратність, що дорівнює 4, допускається в мережах з напругою 380-1140 В, де потрібна плавка вставка на номінальний 'струм 160 і 200 А, а також у мережах з напругою 127 і 220 В, незалежно від величини струму плавкої вставки.

8. Плавка вставка для захисту іскронебезпечних кіл з напругою до 42 В повинна перевірятися за умовою:

І К.З min / Ів≥ 5 , (І6)

де Ів - номінальний струм плавкої вставки, А.

IV. Вибір і перевірка уставок струму спрацювання реле і плавких вставок

запобіжників для захисту трансформаторів

9. Захист вторинної обмотки силового трансформатора і ділянки мережі від затискачів цієї обмотки до загального захисного апарата від мінімальних струмів двофазного к.з. повинна здійснюватися апаратом захисту, встановленим з боку первинної обмотки цього трансформатора.

Вибір і перевірка значення уставки струму спрацювання реле максимального струму, встановлених на вторинному боці трансформатора напругою 1200, 690, 400, 230 І 133 В, проводиться за умови:

а) для трансформаторів з однаковими схемами з'єднання первинної і вторинної обмотки (наприклад, Δ/Δ, Y/Y)

(І (2) К.З. min ) / КТ Іу ≥ 1,5, (17)

де І(2)к з mіm -розрахунковий мінімальний струм двофазного к.з. на боці вторинної обмотки трансформатора, А;

Іу- уставка струму спрацювання реле апаратів з боку первинної обмотки трансформатора, А;

kT - коефіцієнт трансформації;

1,5 -коефіцієнт чутливості захисту;

б) для трансформаторів з різними схемами з'єднання первинної та вторинної обмоток (наприклад, Δ/У, Y/Δ)

І (2) К.З. min / (к Т Іу√ 3 ) ≥ 1,5. (18)

Вибір і перевірка уставок струму спрацювання реле, встановлених в КРП для захисту зазначених ділянок мережі на боці вторинної обмотки трансформаторів напругою 10-3/1,2-0,4 кВ, повинні проводитися відповідно до «Інструкції з вибору і перевірки електричних апаратів напругою понад 1200 В».

ТКШВП, ТКШВ

ТСШВП, ТСШВП -КП, ТСВП, ТСВП-КП, ТСШВ,ТСВ

135

180

240

320

100

160

250

400

2

3

4

5

6

7

8

9

2928

3374

6116

8371

1869

3013

4760

7656

2872

3303

5852

7926

1847

2958

4631

7331

2816

3231

5589

7471

1825

2902

4497

6984

2760

3159

5333

7026

1802

2845

4360

6632

2703

3085

5086

6602

1780

2788

4221

6285

2647

3012

4851

6206

1757

2730

4083

5951

2591

2940

4629

5839

1735

2673

3947

5634

2535

2868

4420

5501

1712

2615

3815

5337

2480

2798

4223

5191

1689

2559

3686

5059

2427

2729

4040

4908

1667

2503

3562

4802

2374

2662

3868

4650

1644

2449

3442

4564

2272

2533

3558

4197

1600

2343

3218

4141

2175

2411

3288

3816

1556

2241

3013

3780

2083

2297

3052

3494

1513

2146

2828

3470

1997

2190

2844

3218

1472

2055

2660

3203

1915

2091

2660

2980

1431

1970

2518

2971

1839

1998

2498

2774

1392

1890

2370

2768

1767

1912

2353

2593

1355

1814

2245

2590

1700

1832

2223

2433

1319

1744

2131

1433

1636

1758

2105

2292

1284

1678

2027

2292

1577

1689

2000

2165

1250

1616

1936

2167

1521

1624

1904

2052

1217

1577

1845

2045

1469

1563

1816

1949

1184

1503

1764

1952

1420

1507

1736

1856

1156

1451

1691

1859

720

866

908

930

945

956

969

978

982

983

985

740

846

887

908

922

932

944

953

956

958

959

760

827

866

886

829

909

921

929

932

934

935

780

809

846

865

878

887

898

906

909

911

912

800

792

827

846

858

866

877

884

888

889

890

820

775

809

827

838

846

857

864

867

868

869

840

759

792

809

820

827

838

844

847

848

849

860

744

775

791

792

809

819

825

828

829

830

880

729

759

775

785

792

801

807

810

811

812

900

715

744

759

769

776

784

790

793

794

794

920

702

729

744

753

760

768

774

776

777

778

940

689

715

739

738

744

752

758

760

761

762

960

676

702

715

724

730

738

743

745

746

746

980

664

689

701

710

715

723

728

730

731

731

1000

652

676

689

697

702

710

714

716

717

717