ДЕРЖАВНИЙ НОРМАТИВНИЙ АКТ ПРО ОХОРОНУ ПРАЦІ
|
Затверджено наказом Державного комітету України по нагляду за охороною праці від 18 січня 1996 р. № 7
|
Київ
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
|