Отопление водоснабжение

Работаем с Пн-Вс круглосуточно

Системы автоматизации технологических процессов. Проектирование систем электропитания

Главная » Новости » Системы автоматизации технологических процессов. Проектирование систем электропитания

1.1. Требования и рекомендации, приведенныев пособии распространяются на проектирование питания электроприемников системавтоматизации: контрольно-измерительных приборов, регулирующих устройств,электродвигателей исполнительных механизмов и электропроводов задвижек(вентилей), приборов сигнализации, электро-, пневмо-, гидропреобразователей идругих средств автоматизации напряжением до 380 В переменного и 440 B постоянного тока (2.1).

Пособие не распространяется напроектирование электропитания систем автоматизации предприятий по производствуи хранению взрывчатых веществ, шахт, рудников, опытных и специальных объектов.

Примечание. Требования и рекомендации настоящего пособия могутбыть применены к проектированию систем электропитания опытных и специальныхобъектов, а также к отдельным видам производств со специфическимтехнологическим процессом в той мере, в какой они не изменены специальнымиправилами.

1.2. Система электропитанияконтрольно-измерительных приборов и средств автоматизации (далее — системаэлектропитания) должна обеспечивать требуемую надежность (бесперебойность)питания, надлежащее качество электроэнергии (допустимые отклонения и колебаниянапряжения, несинусоидальность формы кривой, пульсацию напряжения),экономичность, удобство и безопасность эксплуатации (2.2).

1.3. Выбор схемы питания, напряжения, родатока и аппаратуры для системы электропитания должен быть согласован с системойэлектроснабжения автоматизируемого объекта (агрегата, установки, цеха и т.п.),(2.3).

2. ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ

2.1. всистемах электропитания следует применять напряжение, принятое дляэлектроснабжения автоматизируемого объекта, которое может быть использовано бездополнительного преобразования.

Применение приборов, аппаратов и средствавтоматизации с номинальным напряжением, которое отличается от имеющегося наавтоматизируемом объекте, должно быть технически и экономически обосновано(2.4).

2.2. Питаниестационарно установленных приборов, аппаратов и средств автоматизациипеременного и постоянного тока в помещениях всех категорий опасности вотношении поражения людей электрическим током необходимо, как правило,осуществлять от имеющихся на объекте систем:

а) трехфазного переменного тока 380/220 В сглухозаземленной нейтралью;

б) трехфазного переменного тока 220 и 380 Вс изолированной нейтралью;

в) постоянного тока 110 или 220 В.

Питание от указанных систем следуетприменять во всех случаях, когда этому не препятствуют какие-либо местныеусловия (например, отсутствие централизованного электроснабженияавтоматизируемого объекта от энергосистемы и питание его от локальныхисточников напряжением отличающимся от указанных) и если не обоснованацелесообразность применения приборов и средств автоматизации других напряжений(2.5).

2.3. Прииспользовании в системах автоматизации приборов, аппаратов и средствавтоматизации номинальным напряжением, отличающимся от указанных в п. 2.2, для их питания должны применяться либоимеющиеся на автоматизируемом объекте системы соответствующих напряжений, либоспециальные трансформаторы или преобразователи (выпрямители), предусматриваемыев системах электропитания. В качестве преобразователей для электроприемниковпостоянного тока должны, как правило, использоваться невращающиесяпреобразователи (2.6).

2.4. Если для электроснабженияавтоматизируемого объекта применены системы трехфазного переменного тока 660 В,то питание одно- и трехфазных электроприемников систем автоматизации должноосуществляться через понижающие одно- или трехфазные трансформаторы (2.7).

2.5. В цепях управления электродвигателямиисполнительных механизмов и электроприводов задвижек (вентилей) в помещенияхвсех категорий опасности в отношении поражения людей электрическим токомдопускается применение того же напряжения, что и в главных (силовых) цепяхэлектродвигателей, включая напряжение 380 В переменного и 440 В постоянноготока. При этом включение аппаратов управления и защиты, а также выполнениезануления (заземления) должны удовлетворять требованиям п.п. 4.13 ¸ 4.16 ираздела 5. ВСН205-84/ММСС СССР (2.8).

2.6. Питание схем производственнойсигнализации рекомендуется осуществлять от системы электропитания напряжением220 В переменного или постоянного тока. Применение пониженных илипреобразованных напряжений должно быть обусловлено необходимостью использованияболее надежной аппаратуры, удобством эксплуатации и конструктивнымитребованиями (2.9).

2.7. Дляпитания стационарного освещения монтажной стороны шкафных щитов, в том числе ималогабаритных (в тех случаях, когда в этом есть необходимость), должноприменяться напряжение не выше 220 В. Питание ламп освещения должноосуществляться от системы электропитания таким образом, чтобы при снятии сощита питающего напряжения лампы могли оставаться под напряжением (2.10).

2.8. Принеобходимости устройства местного стационарного освещения фасадной сторонышкафных щитов, устанавливаемых в производственных помещениях, должноприменяться напряжение не выше 42 В (для ламп накаливания), фасадной стороныпанельных щитов, устанавливаемых в щитовых помещениях, — не выше 220 В.Светильники с люминесцентными лампами на напряжение 220 В для местногоосвещения фасадных сторон шкафных и панельных щитов допускается применять вуказанных помещениях при условии недоступности их токоведущих частей дляслучайного прикосновения (2.11).

2.9. Питаниеэлектрифицированного инструмента и светильников переносного освещения для работв установках автоматизации должно, как правило, осуществляться отраспределительной электрической сети автоматизируемого объекта с соблюдениемтребований подключения переносных электроприемников, указанных в «Правилахтехники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и»Правилах устройства электроустановок».

Допускается при необходимостипредусматривать питание электрифицированного инструмента и светильниковпереносного освещения от систем электропитания. При этом:

а) напряжение питания электрифицированногоинструмента должно быть не выше 220 В в помещениях без повышенной опасности ине выше 42 В в помещениях с повышенной опасностью, вне помещений и при работахв шкафных щитах (щитовые помещения относятся к помещениям с повышеннойопасностью при нетокопроводящих полах и к особо опасным — при токопроводящихполах). При невозможности обеспечить работу электроинструмента на напряжении до42 В в помещениях с повышенной опасностью и вне помещений допускаетсяприменение электроинструмента на напряжение до 220 В, но с обязательнымиспользованием защитных средств (диэлектрических перчаток, галош, ковриков) инадежного зануления (заземления) корпуса электроинструмента (см. п.п. 5.20 и5.21 ВСН205-84/ММСС СССР); как правило, в этих случаях рекомендуется такжеприменять для питания электрифицированного инструмента разделяющие трансформаторы(см. п. 2.16).

В помещениях особо опасных разрешаетсяработать с электрифицированным инструментом на напряжении только до 42 В собязательным применением защитных средств.

Во всех случаях в зависимости от категориипомещения по степени опасности поражения электрическим током должен применятьсяэлектрифицированный инструмент, имеющий класс защиты человека от пораженияэлектрическим током, установленный стандартами безопасности труда;

б) напряжение питания переносных ламп впомещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в шкафных щитах,обслуживаемых извне, если в последних требуется переносное освещение, должнобыть не выше 42 В; при наличии особо неблагоприятных условий (теснота,неудобное положение работающего, соприкосновение с большими хорошо зануленнымиили заземленными поверхностями), а также при работах вне помещений — 12 В(2.12).

2.10. Питание местного стационарногоосвещения фасадов щитов, переносного освещения и электрифицированногоинструмента напряжением до 42 В должно осуществляться от понижающихтрансформаторов с соблюдением требований зануления (заземления) и прокладкиэлектропроводок, изложенных в п.п. 5.20 и 5.21 ВСН205-84/ММСС СССР. Применение для этих целей автотрансформаторов недопускается (2.13).

2.11. В качестве источника питания длясистемы электропитания должны использоваться цеховые распределительные подстанции,распределительные щиты, питающие сборки системы электроснабженияавтоматизируемого объекта, к которым не подключена резкопеременная нагрузка(крупные электродвигатели, электропечи и т.п.).

Допускается в отдельных случаях притрудности использования силовой сети для неответственных установок присоединятьсистемы электропитания к осветительной сети (щитам освещения) автоматизируемогообъекта, если питание электрического освещения осуществляется от общих ссиловой нагрузкой трансформаторов и возможное, хотя бы кратковременное,исчезновение напряжения в сети освещения и, следовательно, в системеэлектропитания не приводит к нарушению технологического процесса (2.14).

2.12. Источник питания должен иметьдостаточную мощность и обеспечивать требуемое напряжение на зажимахэлектроприемников системы электропитания (см. п. 2.13).

Отклонение напряжения на шинах источникапитания не должно превышать значений, при которых обеспечивается нормальнаяработа наиболее удаленных или наиболее чувствительных к отклонениям напряженияэлектроприемников в возможных наихудших для системы электроснабженияавтоматизируемого объекта нагрузочных режимах.

В случаях, когда обеспечить допустимыеотклонения напряжения на зажимах наиболее удаленных или наиболее чувствительныхэлектроприемников оказывается невозможным или весьма затруднительным,необходимо предусматривать соответствующие Профессиональный мероприятия (например,перенос с шин источника питания большой силовой нагрузки, выделение для системыэлектропитания самостоятельных питающих линий, минуя промежуточные силовыещиты, установку специальных стабилизированных источников питания и т.д.),(2.15).

2.13.Допускаются следующие отклонения напряжения на зажимах электроприемников:

а) контрольно-измерительных приборах,регулирующих устройствах и т.д. — не более значений, указанныхзаводами-изготовителями, в стандартах, технических условиях и т.п.; приотсутствии указаний заводов-изготовителей — ±5% номинального;

б) электродвигателях исполнительныхмеханизмов и электроприводов задвижек (вентилей) — от -5 до +10% номинального;

в) электролампах схем сигнализации (еслидля них с целью продления срока службы не предусматривается пониженноенапряжение), лампах освещения щитов — от -2,5 до 5% номинального;

г) аппаратах управления (например, катушекмагнитных пускателей, электромагнитных реле и т.д.) — не более значений,указанных заводами-изготовителями; при отсутствии указанийзаводов-изготовителей — от -5 до +10% номинального;

д) в цепях напряжением 12 и 42 Вдопускаются потери напряжения до 10%, считая от выводов низшего напряженияпонижающего трансформатора (2.16).

2.14.Допустимая несимметрия токов в фазах при распределении однофазныхэлектроприемников между фазами трехфазной сети не должна превышать 10% (2.17).

2.15. Питание электродвигателейисполнительных механизмов должно осуществляться от сборок или щитов питания,предусматриваемых в системе электропитания (2.18).

Питание электроприводов задвижек (вентилей)в зависимости от их суммарной мощности и режимов работы должно осуществляться:от общих с другими электроприемниками щитов системы электропитания; от цеховыхраспределительных щитов системы электроснабжения автоматизруемого объекта. Вовсех указанных случаях должна быть обеспечена принятая в системе электропитаниянадежность (бесперебойность) питания (см. п.п. 3.8 и 3.9),(2.18).

2.16. Принеобходимости применения для питания электрифицированного инструментаразделяющих трансформаторов (см. п. 2.9а)необходимо руководствоваться следующим:

а) разделяющие трансформаторы должныудовлетворять специальным техническим условиям в отношении повышеннойнадежности конструкции и повышенных испытательных напряжений;

б) от разделяющего трансформатораразрешается питание только одного электроприемника с номинальным током плавкойвставки или расцепителя автомата на первичной стороне не более 15А;

в) вторичное напряжение разделяющеготрансформатора должно быть не выше 380 В;

г) зануление (заземление) вторичной обмоткиразделяющего трансформатора и корпуса питающегося от него электроприемниказапрещается;

корпус трансформатора должен быть занулен(заземлен).

Эти требования не распространяются натрансформаторы, устанавливаемые по указанию заводов-изготовителей для питанияотдельных типов приборов и средств автоматизации с целью повышения ихпомехоустойчивости (2.19).

3. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

3.1. Выбор схемы электропитания определяетсятребуемой бесперебойностью электроснабжения, территориальным расположениемисточников питания и электроприемников, величиной нагрузки, особенностямитехнологического процесса, удобством эксплуатации, а также другими характернымиособенностями автоматизируемого объекта (2.20).

3.2. Припостроении схем электропитания необходимо учитывать, что сосредоточенноустановленные (например, на щитах) и отдельно стоящие электроприемники должны,как правило, получать питание от специальных щитов и сборок питания (последниедля электроприводов задвижек или вентилей), на которых размещается аппаратурауправления и защиты всех присоединений системы электропитания.

Щиты и сборки питания должны располагатьсявозможно ближе к питаемым группам электроприемников (см. также п.п. 6.8 и 7.6 ВСН205-84/ММСС СССР).

Если количество электроприемниковограничено и нецелесообразно предусматривать специальный щит питания, тоаппаратуру управления и защиты системы электропитания допускается размещать нащитах, где установлены приборы, или на релейных щитах; для электроприводовзадвижек (вентилей) и в этом случае целесообразно также предусматриватьотдельно сборки питания (2.21).

3.3. Схема электропитания подразделяется наследующие основные звенья (рис.1):

а) питающая сеть (питающие линии) — сеть отисточников питания до щитов и сборок системы электропитания;

б) распределительная сеть — сеть от щитов исборок системы электропитания до электроприемников; к распределительной сетиотносятся также цепи всех назначений, связывающие первичные приборы и датчики свторичными приборами и регулирующими устройствами (2.22).

3.4. Питающая и распределительная сетисистем электропитания могут выполняться: однофазными двухпроводными (с однимфазным и одним нулевым проводами); двухфазными двухпроводными (с двумя фазнымипроводами); двухпроводными постоянного тока; трехфазными трехпроводными итрехфазными четырехпроводными (2.23).

3.5. Однофазные и двухфазные двухпроводныесети должны применяться при наличии только однофазных электроприемников, еслиэто допустимо по условию равномерной нагрузки фаз источника питания (2.24).

3.6. Трехфазные трехпроводные сети должныприменяться:

а) для смешанных электроприемников, трех- иоднофазных одинакового напряжения или только трехфазных электроприемников — припитании от системы с изолированной нейтралью;

б) для однофазных электроприемников, когдаустройство двухпроводной сети недопустимо по условию равномерной нагрузки фазисточника питания (2.25).

3.7. Трехфазные четырехпроводные сетидолжны применяться:

а) для смешанных электроприемников, трех- иоднофазных разных напряжений или только трехфазных — при питании от системы сглухозаземленной нейтралью;

б) для однофазных электроприемников, когдаустройство двухпроводной сети недопустимо по условию равномерной нагрузки фазисточника питания (2.26).

3.8.Надежность (бесперебойность) электропитания систем автоматизации должнасоответствовать (быть не ниже) надежности системы электроснабженияавтоматизируемого объекта (агрегата, установки, цеха и т.п.) в целом (2.27).

3.9. Вопрос онеобходимости резервирования в схеме электропитания системы автоматизациидолжен решаться с учетом наличия резервирования в системе электроснабженияобъекта с соблюдением следующих основных требований:

а) количество независимых вводов (питающихлиний) в системе электропитания должно быть равно количеству независимыхвводов, питающих объект в целом.

Так, если на объекте имеются потребители 1и 2 категории и питание объекта осуществлено по двум независимым линиям, тосистема электропитания также должна иметь два ввода от двух независимыхисточников питания. Если объект отнесен к 3 категории и питание егоосуществлено по одной линии, то система электропитания может иметь один ввод.Если на объекте имеются потребители различных категорий, то электроприемникисистемы автоматизации относятся к потребителям высшей категории;

б) пропускная способность каждой питающейлинии системы электропитания должна определяться по 100%-ной нагрузке даннойсистемы;

в) режим работы питающих линий системыэлектропитания (находятся в работе обе линии или одна) принимается такой же,как режим питания самого источника питания;

г) в схемах электропитания системавтоматизации объектов, отнесенных к 1 и 2 категориям электроснабжения,автоматический ввод резерва (АВР), как правило, не предусматривается, еслиимеется АВР в системе электроснабжения, в частности, на источнике питания. АВРв схемах электропитания систем автоматизации следует предусматривать в случаях,когда питающие линии систем электропитания проложены в неблагоприятных условияхили имеются другие факторы, способствующие возникновению в них повреждений.Действие АВР электропитания не должно приводить к нарушению работы системавтоматизации;

д) в схемах электропитания системавтоматизации объектов, отнесенных к 3 категории электроснабжения, допускаетсяпредусматривать резервные вводы (с АВР или ручным включением) во всех случаях,когда на основании анализа конкретной схемы электроснабжения объекта имеетсявозможность повысить надежность питания системы автоматизации.

В случаях, когда на объекте выделеныагрегаты или установки, отнесенные в системе электроснабжения к потребителюособой группы 1 категории, надежность (бесперебойность) питания их системавтоматизации должна отвечать требованиям ПУЭ, предъявляемым к питаниюпотребителей особой группы 1 категории (2.28).

3.10. На разработку схем АВР (если в нихвозникает необходимость) должны, как правило, выдаваться задания подразделениямпроектирующим питающие линии. В соответствии с требованиями резервирования ивзаимным расположением щитов (сборок) системы электропитания и источниковпитания схема питающей сети может быть следующей конфигурации (рис. 2):

а) радиальной с односторонним илидвухсторонним питанием;

б) радиально-магистральной (смешанной);

в) магистральной с односторонним илидвухсторонним питанием от одного источника или двух независимых (2.29).

3.11. Радиальные схемы следует применять втех случаях, когда щиты (сборки) питания размещаются в различных направленияхот источника питания и расстояние между щитами больше, чем от источника дощитов. При этом схемы с односторонним питанием должны применяться для щитов(сборок), допускающих питание по одной линии от одного источника, а схемы сдвухсторонним питанием — при необходимости питания щитов (сборок) от двухнезависимых источников (2.30).

3.12. Магистральные схемы следует применятьдля электроснабжения группы щитов (сборок), допускающих перерыв в питании.Питание по магистральным схемам от двух независимых источников должноприменяться для щитов (сборок), которые необходимо питать по двум линиям отдвух независимых источников (2.31).

3.13. Схема распределительной сети должна,как правило, строиться по радиальному принципу: каждый электроприемникприсоединяется к щиту или сборке питания отдельной радиальной линией (2.32).

3.14. Питание приборов, аппаратов и средствавтоматизации параллельных технологических потоков должно, как правило,осуществляться по отдельным питающим линиям от распределительных щитов(источников питания) системы электроснабжения указанных технологических потоков(2.33).

3.15. При проектировании системэлектропитания во всех случаях

следует стремиться применять типовые блокии сборки питания, серийно выпускаемые промышленностью (2.34).

4. ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

4.1.Аппаратура управления и защиты, устанавливаемая в системе электропитания,должна обеспечивать: включение и отключение электроприемников и участков сетейв нормальном режиме работы; надежное отсоединение электроприемников и линий дляревизий и ремонтных работ; защиту от всех видов коротких замыканий иперегрузки, если она требуется (см. п. 4.3),(2.35).

4.2. В питающей и распределительной сетяхсистемы электропитания должны, как правило, применяться следующие сочетанияаппаратов управления и защиты, обеспечивающие выполнение требований п. 4.1:

а) в питающих линиях — автоматическийвыключатель — выключатель — предохранители (см. п.4.6);

б) в цепях электродвигателей исполнительныхмеханизмов и электроприводов задвижек (вентилей) — автоматический выключатель -магнитный пускатель; выключатель — предохранители — магнитный пускатель (см.также п.п.4.13 и 4.14).

Для защиты от перегрузки электродвигателей(см. п. 4.3)должны использоваться тепловые расцепители или гидравлические замедлителисрабатывания, встроенные в автоматические выключатели, либо тепловые элементымагнитных пускателей; при защите автоматическими выключателями тепловыеэлементы в магнитных пускателях предусматриваться не должны, если расцепителиавтоматических выключателей достаточно чувствительны к токам перегрузки;

в) в цепях контрольно-измерительныхприборов, регулирующих устройств, трансформаторов, выпрямителей и т.д. -выключатель — предохранители; автоматический выключатель (если он обладаетдостаточной чувствительностью к токам короткого замыкания и если это оправданоэкономически и требованиями удобства эксплуатации);

г) в питающих цепях схем производственнойсигнализации — выключатель — предохранитель; автоматический выключатель (см. п. 2.36, в);

д) в цепях стационарного освещения щитов -выключатель — предохранитель (см. п. 4.11), (2.36).

В приложении 1 приведеныосновные Профессиональный Монтаж аппаратов управления и защиты, поставляемыхкомплектно со щитами и пультами заводами ГлавмонтажавтоматикиМинмонтажспецстроя СССР.

4.3. Питающаяи распределительная сети системы электропитания, выполненные в соответствии стребованиями раздела 4 BCH205-84/MMCC СССР, относятся, как правило, к сетям, нетребующим защиты от перегрузки, и должны защищаться от коротких замыканий (см. п.п. 6.1 и 7.2).

Отдельные электроприемники, такие какэлектродвигатели исполнительных механизмов и электроприводов задвижек(вентилей), которые по характеру своей работы могут подвергатьсятехнологическим перегрузкам, рекомендуется защищать от коротких замыканий иперегрузки, если это не противоречит другим требованиям (например, требованиюобязательности действия исполнительного механизма или задвижки в любых случаях,даже если это приводит их к выходу из строя), (2.37).

4.4. Выбораппаратов управления и защиты в системах электропитания должен производиться сучетом следующих основных требований:

а) напряжение и номинальный ток аппаратовдолжны соответствовать напряжению и допустимому длительному току цепи.Номинальные токи аппаратов защиты следует выбирать по возможности наименьшимипо расчетным токам отдельных электроприемников; при этом аппараты защиты недолжны отключать цепи при кратковременных перегрузках (например, при пускахэлектродвигателей);

б) аппараты управления должны включатьпусковой ток электроприемника и отключать полный рабочий ток, а также допускатьотключение пускового тока;

в) аппараты защиты по своей отключающейспособности должны соответствовать токам короткого замыкания в началезащищаемого участка; отключение защищаемой линии или электроприемника должноосуществляться с наименьшим временем;

г) при коротких замыканиях по возможностидолжна быть обеспечена селективность работы защиты аппаратов с ниже и вышестоящими защитными аппаратами; рекомендуется номинальные токи каждогопоследующего по направлению тока аппарата защиты (предохранителей и тепловыхрасцепителей) принимать на две ступени ниже, чем предыдущего, если это неприводит к завышению сечения проводов (см. п. 5.3);

д) аппараты защиты должны обеспечиватьнадежное автоматическое отключение одно- и многофазных коротких замыканий всетях с глухозаземленной нейтралью и двух-, трехфазных коротких замыканий всетях с изолированной нейтралью в наиболее удаленной точке защищаемой цепи. Дляэтого токи однофазного короткого замыкания в сетях с глухозаземленной нейтральюи двух-трехфазного короткого замыкания в сетях с изолированной нейтралью должныпревышать не менее чем:

в 3 раза номинальный ток плавкой вставкипредохранителя данной цепи;

в 3 раза номинальный ток нерегулируемогорасцепителя или ток уставки регулируемого расцепителя автоматическоговыключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику;

в 1,4 раза ток уставки мгновенногосрабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитныйрасцепитель (отсечку) с номинальным током до 100А (см. п. 6.2);

е) в сетях с изолированной нейтралью,защищаемых только от коротких замыканий, в которых сечения проводников выбраныс учетом требований п.п. 5.2 и 5.3, допускается указанную в п.4.4, д,расчетную проверку кратности тока короткого замыкания не выполнять; в сетях сглухозаземленной нейтралью проверка по п. 4.4, д является обязательной(2.38).

Методика выбора отдельных видов аппаратовуправления и защиты, с учетом изложенных в настоящем пункте требований,приведена в приложении2.

4.5 Аппаратыуправления и защиты должны, как правило, устанавливаться во всех линиях иприсоединениях питающей и распределительной сетей.

Допускается в распределительной сетипредусматривать общие аппараты управления и защиты для группыэлектроприемников, если они связаны общим технологическим процессом и нетребуют индивидуальной защиты, а применение групповых аппаратов не создаетнеудобств в эксплуатации (2.39).

4.6. Впитающей сети аппараты управления и защиты должны устанавливаться в местахприсоединения к источнику питания, а также на вводах в щиты и сборки питаниясистемы электропитания.

Защитные аппараты на вводах в щиты и сборкипитания могут не устанавливаться, если аппараты защиты головного участкапитающей линии обеспечивают надежную защиту всей линии (см. п. 4.4,д) а все присоединения распределительной сети, питающиеся от указанных щитов исборок, имеют индивидуальную защиту.

При магистральной схеме исполнения питающейсети аппараты управления и защиты должны устанавливаться по мере уменьшениясечений линий на вводе каждого щита и сборки питания; если вся магистральвыполняется проводниками одного сечения, то необходимость установки аппаратовуправления и защиты на вводах щитов и сборок питания определяется, помимотребований удобства эксплуатации, требованиями селективности (для аппаратовзащиты), (2.40).

4.7. В распределительной сети аппаратыуправления и защиты должны устанавливаться непосредственно в местахприсоединений отдельных цепей на щитах и сборках питания (см. п. 3.2).

В цепях электроприемников, имеющихвстроенные выключатели и предохранители, аппараты управления и защиты могут непредусматриваться, если щит питания совмещен со щитом, где установлен данныйэлектроприемник; при отдельно стоящем щите питания (на расстоянии более 6 м),когда проводники, питающие электроприемник, выходят за пределы щита, в началеответвления должны устанавливаться аппараты управления и защиты.

В цепях электроприемников, имеющих тольковстроенный предохранитель, аппарат управления должен предусматриватьсянезависимо от места установки щита питания (2.41)

4.8. Впитающей и распределительной сетях (одно- и двухфазных двухпроводных,трехфазных трех- и четырехпроводных систем с изолированной и глухозаземленнойнейтралью, в двухпроводных сетях постоянного тока) аппараты управления и защитыдолжны устанавливаться в нормально не зануленных и не заземленных фазныхпроводниках (полюсах), (см. также п. 6.4 и 5.24 ВСН205-84/ММСССССР).

При питании от систем с глухозаземленнойнейтралью допускается в двухпроводных цепях вторичного напряжения понижающихтрансформаторов, вторичных цепях выпрямителей, предусматриваемых в системах электропитания(см. п. 2.3),ограничиваться установкой аппаратов защиты только в одном проводе (см. п. 4.10и п. 5.22 ВСН205-84/ММСС СССР) (2.42).

4.9. В цепях питания регуляторов иприборов, состоящих из нескольких элементов, работающих взаимосвязано(например, отдельные блоки регуляторов, датчики и вторичные приборы), должныустанавливаться общие аппараты управления и защиты. На ответвлениях к отдельнымэлементам регуляторов, которые могут при необходимости отключаться (например,регулирующий прибор при дистанционном управлении), по возможности должныдополнительно устанавливаться индивидуальные выключатели (2.43).

4.10. В цепях понижающих трансформаторовпри разветвленной вторичной сети аппараты управления и защиты должныустанавливаться со стороны первичного и вторичного напряжений в каждомприсоединении, где отсутствуют встроенные в электроприемники предохранители.

При одном присоединении на стороневторичного напряжения аппараты управления и защиты в этой цепи могут непредусматриваться.

Для обеспечения селективности действияаппараты защиты со стороны первичного напряжения трансформаторов должныотличаться по номинальному току не менее чем на одну ступень в большую сторонуот аппаратов защиты со стороны вторичного напряжения с учетом коэффициентатрансформации (2.44).

Отдельные требования, изложенные в п.п. 4.5-4.10,проиллюстрированы в приложении 3.

4.11. В цепяхпитания стационарно установленного освещения шкафных щитов и местногостационарного освещения шкафных и панельных щитов (см. п.п. 2.7 и 2.8)должны предусматриваться выключатель и предохранитель в фазном проводе (2.45).

4.12. Предохранители в закрытых держателяхдолжны устанавливаться таким образом, чтобы питающие провода присоединялись кконтактному винту, а отходящие к электроприемникам — к контактной гильзе.Подвод питающих проводов к предохранителям должен осуществляться сверху (2.46).

4.13. Простыенеразветвленные цепи управления электродвигателей исполнительных механизмов иэлектроприводов задвижек (вентилей), должны, как правило, питаться от главных(силовых) цепей. Включение катушек магнитных пускателей в сетях сглухозаземленной нейтралью может производиться на междуфазное или фазное напряжение.

При включении катушек на междуфазноенапряжение электродвигатели могут защищаться автоматическими выключателями илипредохранителями.

При включении катушек на фазное напряжениев качестве защитных аппаратов, должны применяться трехполюсные автоматическиевыключатели. Один конец катушки магнитного пускателя должен быть надежноприсоединен к нулевому проводнику питающей линии или отдельному изолированномупроводнику, присоединенному к нулевой точке сети.

Примечание. Допускается при включении катушек магнитныхпускателей на фазное напряжение применять предохранители, если предусмотреныспециальные устройства, действующие на отключение пускателя при сгораниипредохранителей в одной или любых двух фазах. Предохранители для защитыуказанных электродвигателей при междуфазном и фазном включениях катушекмагнитных пускателей рекомендуется применять только в тех случаях, когдаустановка автоматических выключателей по каким-либо причинам не может бытьобеспечена (невозможность поставки автоматов, реконструкция действующегопредприятия и т.д.), (2.47).

4.14. Всложных разветвленных взаимосвязанных схемах управления группой электроприводовзадвижек (вентилей) цепи управления электродвигателей могут питаться как отглавных (силовых) цепей, так и от постороннего источника питания, например,отдельного трансформатора, подключаемого по возможности к той же сборке, откоторой питаются силовые цепи электродвигателей.

При питании цепей управления группыэлектродвигателей от постороннего источника питания должны быть предусмотреныблокировочные зависимости, обеспечивающие:

а) отключение цепей управления каждогоэлектродвигателя при срабатывании его автомата защиты (например, путем введенияв цепь управления электродвигателя блок-контакта автомата защиты либо инымспособом);

б) отключение главных цепейэлектродвигателей во всех случаях исчезновения напряжения и недопустимостисамозапуска электродвигателей (при исчезновении и последующем восстановлениинапряжения).

Напряжение цепей управленияэлектродвигателей в сложных разветвленных схемах, питающихся от постороннегоисточника, не должно, как правило, превышать 220 В; защита электродвигателейдолжна осуществляться трехполюсными автоматическими выключателями (2.48).

4.15. Защита цепей управленияэлектродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек(вентилей), питающихся от главных (силовых) цепей, когда цепи управления исиловые цепи выполнены проводниками одного сечения, осуществляется, какправило, защитными аппаратами, установленными в главных цепях электродвигателей;защита цепей управления, питающихся от постороннего источника, должнаосуществляться в соответствии с требованиями п. 4.8 (2.49).

4.16. При управлении электродвигателямиисполнительных механизмов и электроприводов задвижек (вентилей) из несколькихмест или при наличии нескольких видов управления (например, автоматического идистанционного) должны предусматриваться переключающие аппараты (ключи выборарежима), исключающие возможность пуска электродвигателей из нескольких мест.

Ключи выбора режима в зависимости оттребований удобства эксплуатации могут устанавливаться как по местунепосредственно у механизма, так и на щите, с которого ведется управление; неследует совмещать в одном ключе функции ключа выбора режима и аппаратовуправления электродвигателями.

Аппараты управления по месту, еслиэлектроБыстро, качественно, надежно!!! управляются из нескольких мест, должны предусматриваться тольков тех случаях, когда затруднена возможность опробования со щита управления(например, щит и задвижки в разных помещениях), либо когда это диктуетсянеобходимостью, помимо других видов управления, иметь возможность независимогоуправления по месту (например, при необходимости пуска первой очередипроизводства без централизованного или автоматического управления).

При выборе конкретных типов аппаратовуправления и ключей выбора режима работы электродвигателей исполнительныхмеханизмов и электроприводов задвижек (вентилей) должны учитываться такжетребования стандартов безопасности труда (2.50).

5. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ

5.1. Сеченияпроводников питающей и распределительной сети системы электропитания должнывыбираться по условию нагревания электрическим током и механической прочности споследующей проверкой по потере напряжения.

Сечения проводников на любом участке сетейдолжны удовлетворять всем трем условиям (2.51).

5.2. Выборсечений проводников по условию нагревания электрическим током осуществляется подопустимым токовым нагрузкам на провода и кабели (по таблицам главы 1-3 ПУЭ, приведенным в приложении 4) с учетом условий прокладки (см. также п.4.13 ВСН205-84/ММСССССР).

При этом расчетный ток, по которомувыбирается сечение, должен приниматься как большая величина, определяемая двумяусловиями: нагреванием проводников длительным расчетным током и соответствиемвыбранному аппарату защиты, т.е. допустимой кратностью номинального тока илитока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов икабелей (2.52).

5.3. Длялиний, защищаемых только от коротких замыканий (см. п. 4.3), допустимая кратность номинального токаили тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводови кабелей должна быть не более:

300% номинального тока плавких вставокпредохранителей;

450% тока уставки автоматическоговыключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель(отсечку);

100% номинального тока расцепителяавтоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой характеристикой(независимо от наличия или отсутствия отсечки);

125% тока трогания расцепителяавтоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от токахарактеристикой; при наличии на автоматическом выключателе отсечки ее кратностьсрабатывания не ограничивается.

Для линий защищаемых от коротких замыканийи перегрузки см. п. 6.1 (2.53).

5.4. Проводаи кабели ответвлений к электродвигателям исполнительных механизмов иэлектроприводов задвижек (вентилей) выбираются по номинальному току электродвигателей(см. п. 6.1), (2.54).

5.5. По условия механической прочностипровода и кабели системы электропитания должны иметь сечения не менееминимально допустимых сечений проводников в установках автоматизации, указанныхв п. 4.14 ВСН205-84/ММСС СССР (2.55).

5.6. Проверка проводов и кабелей подопустимой потере напряжения должна установить, что отклонение напряжений назажимах электроприемников не превышает допустимых значений, указанных в п. 2.16.Проверочный расчет допускается выполнять без учета индуктивного сопротивлениялиний, считая сеть симметрично нагруженной (2.56).

5.7. В питающей и распределительной сетяхсистемы электропитания сечения нулевых жил проводов и кабелей, независимо оттого, используются они в качестве нулевых защитных проводников или нет (см. п.5.7 ВСН205-84/ММСС СССР), должны выбираться:

а) в однофазных двухпроводных сетях -равными фазному;

б) в трехфазных четырехпроводных сетях — неменее 50% сечения фазных жил медных, алюмомедных и алюминиевых проводов икабелей; однофазная нагрузка при этом должна быть равномерно распределена междуфазами (см. п.2.14), (2.57).

Методика расчета сечений жил проводов икабелей питающей и распределительной сетей системы электропитания с учетомтребований, изложенных в п.п. 5.1-5.7 приведена в приложении 4.

В приложении 5 дан пример, вкотором рассмотрены конкретные расчеты, связанные с выбором аппаратовуправления и защиты и расчетов сечений жил проводов и кабелей.

6. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ВОВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ

6.1. Вовзрывоопасных установках питающая и распределительная сети системыэлектропитания относятся к сетям, защищаемым от перегрузки (см. п. 4.3), за исключением взрывоопасных установок сзонами классов В-1б и В-1г (см. п. 6.3).

Номинальные токи аппаратов защитывыбираются как и в сетях, защищаемых только от коротких замыканий (см. п. 4.4,а), по расчетным токам цепей с учетом отстройки защиты от кратковременныхперегрузок (пусковых токов, токов самозапуска и т.п.); при этом должно бытьвыполнено требование, чтобы по отношению к длительно допустимому току проводови кабелей аппараты защиты имели кратность не более (см. также п. 5.3):

80% номинального тока плавкой вставки илитока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальныймгновенно действующий расцепитель (отсечку) — для проводов и кабелей споливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикамизоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственныхпомещениях промышленных предприятий, допускается 100%;

125% тока трогания расцепителяавтоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой- для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированногополиэтилена;

100% номинального тока плавкой вставки илитока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальныймгновенно действующий расцепитель — для кабелей с бумажной изоляцией;

100% номинального тока расцепителяавтоматического выключателя — с нерегулируемой обратно зависимой от токахарактеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — дляпроводников всех марок;

100% тока трогания расцепителей автоматическоговыключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой — дляпроводов и кабелей с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловымхарактеристикам изоляцией.

Длительно допустимая токовая нагрузкапроводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям исполнительныхмеханизмов и электроприводов задвижек во взрывоопасных зонах должна быть неменее 125% номинального тока электродвигателя (см. также п. 5.4),(6.4).

6.2. При питанииот систем с глухозаземленной нейтралью во взрывоопасных установках длянадежного отключения аварийных участков питающей и распределительной сетей токоднофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем (см. также п. 4.4, д):

в 4 раза номинальный ток плавкой вставкиближайшего предохранителя;

в 6 раз номинальный ток расцепителяавтоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику.

Если защита сетей выполнена автоматическимивыключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель, то следуетруководствоваться требованиями п. 4.4, д (6.5).

6.3. Вовзрывоопасных установках с зонами класса В-1б и в наружных установках с зонойкласса В-1г выбор сечений и защита проводов и кабелей в питающей ираспределительной сетях системы электропитания должны производиться как дляневзрывоопасных установок (см. п.п.4.4 и 5.3), (6.6).

6.4. Во взрывоопасных установках с зонамикласса В-1 в двухпроводных однофазных питающих и распределительных сетяхаппараты защиты от токов короткого замыкания должны устанавливаться в фазном инулевом рабочем проводах. Для одновременного отключения фазного и нулевогорабочего проводников должны применяться двухполюсные выключатели. Во всехдругих взрывоопасных установках аппараты защиты должны устанавливаться всоответствии с указаниями п.п. 4.8 и п. 5.24 ВСН205-84/ММСС СССР.

При установке аппаратов управления впитающей и распределительной сетях системы электропитания следуетруководствоваться требованиями п. 4.8 (6.7).

6.5. Запрещается во всех случаях установкав пределах взрывоопасных зон щитов питания систем автоматизации с аппаратамизащиты и управления (предохранителями, автоматами, пакетными выключателями ит.п.), (6.8 частично).

7. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ВПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ

7.1. Системы электропитания в пожароопасныхустановках должны выполняться в соответствии с требованиями раздела 2настоящего пособия, при этом должны учитываться требования п. 7.2(7.4).

7.2. Впожароопасных установках питающая и распределительная сети системыэлектропитания относятся к сетям, защищаемым от перегрузки (см. п. 4.3); номинальные токи аппаратов защиты исечения проводников сетей должны выбираться в соответствии с требованиями п. 6.1 (7.5).

7.3. Щиты питания систем автоматизации впожароопасных установках рекомендуется устанавливать в щитовых помещениях снормальными условиями окружающей среды.

В случаях необходимости в пределахпожароопасных зон допускается установка щитов питания с аппаратами защиты иуправления (предохранителями, автоматами, пакетными выключателями и т.п.) приусловии, что указанные щиты предназначены для использования в условияхпожароопасных зон и имеют степень защиты не менее 1Р44 (7.6 частично).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1НОМЕНКЛАТУРА И ОСНОВНЫЕ Профессиональный МонтажАППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ, ПОСТАВЛЯЕМЫХ КОМПЛЕКТНО СО ЩИТАМИ И ПУЛЬТАМИЗАВОДАМИ ГЛАВМОНТАЖАВТОМАТИКИ МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ СССР

В приложении помещены лишь основныеМонтаж аппаратов управления и защиты, позволяющие наметить их выбор.При проведении проверочных расчетов следует использовать все необходимые данныестандартов и технических условий на аппаратуру, указанных в настоящемприложении.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ И ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ПАКЕТНЫЕ СЕРИИПП, ПВ (данные по ОСТ16.0.526,001-77 для переключателей и выключателей до 5-ойвеличины).

Таблица 1

Величинапереключателя, выключателя

Номинальныйток, А

Номинальноенапряжение, В

Частотапеременного тока, Гц

поизоляции

коммутируемое

660

220 — постоянное

50, 60, 400

380 — переменное

Примечание. Коммутационная способность переключателей ивыключателей серии ПП, ПВ определяется по табл. 9 и 9а ОСТ 16.0.526.001-77

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ TB1, TB2, ТП1 ТИПА «ТУМБЛЕР» (данные потехническим условиям УСО.360.049ТУ)

Таблица 2

Тип

Допустимаянагрузка на контактную пару, Вт

Напряжение,В

Ток, А

TB1

250

220

1,1

1,6

0,001

TB2

220

0,25

120

0,5

1,6

0,001

120

220

0,5

120

1,6

0,001

ТП1

220

110

1,6

0,001

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ДВУХПОЛЮСНЫЕ СЕРИИ П2Т(данные по техническим условиям ВТО.360.002ТУ)

Таблица 3

Тип

Проходнаямощность на контактную пару, Вт

Напряжение,В

Ток, А

Вид тока

П2Т

660

300

0,2

Постоянный

220

Переменный

127

ПУСКАТЕЛИ МАГНИТНЫЕ СЕРИИ ПМЕ (данные поОСТ16.0.536.001-72 и ТУ16-526.491-81)

Таблица 4

Основные параметры пускателей магнитныхсерии ПМЕ

Величинапускателя

Степеньзащиты оболочки

Номинальныйток, А

Номинальноенапряжение, В

Номинальныйток замыкающих и размыкающих вспомогательных контактов, А

Номинальныенапряжения вспомогательных контактов, В

ПМЕ-000

1Р60

500 В переменного тока

от 24 до 500 В переменного тока

1Р30

1Р54

ПМЕ-100

1Р00

1Р30

1Р54

ПМЕ-200

1Р00

660В переменного тока

6,3

от 24 до 660 В переменного тока

1Р30

1Р54

Примечание. Коммутационная способность главных контактовмагнитных пускателей ПМЕ-000 и ПМЕ-100 определяется по ОСТ 16.0.536.001-72, апускателей ПМЕ-200 — по ГОСТ 11206-77.

Таблица 5

Коммутационная способность вспомогательных контактов пускателеймагнитных серий ПМЕ (переменный ток)

Величинапускателей

Режимнормальных коммутаций

Режимредких коммутаций

Напряжениесети, В

Коэффициентмощности, не менее

Включенныйток, А

Отключенныйток, А

Включенныйток, А

Отключенныйток, А

ПМЕ-000

380

0,4

ПМЕ-100

0,4

Примечание. Коммутационная способность вспомогательных контактовпускателей ПМЕ-200 определяется требованиями ГОСТ 11206-77.

Таблица 6

Основные параметры тепловых реле ТРН, встраиваемых в пускателисерии ПМЕ

Величинапускателя

Типтеплового реле

Номинальныйток теплового элемента реле, А

Максимальныетоки продолжительного режима реле в пускателях, А

исполнения1Р00

исполнения1Р30, 1Р54

ПМЕ-000

ТРН-10А

0,32

0,40

0,50

0,62

0,63

0,80

1,00

1,20

1,25

1,50

ПМЕ-000

ТРН-10А

1,60

2,00

2,50

3,00

3,20

3,00

ПМЕ-100

ТРН-10

0,50

0,62

0,55

0,63

0,80

0,70

0,80

1,00

0,90

1,00

1,20

1,10

1,25

1,50

1,40

1,60

2,00

1,70

2,00

2,50

2,20

2,50

3,10

2,70

3,20

4,00

3,50

4,00

5,00

4,4

5,00

6,2

5,5

6,30

7,8

7,0

8,00

10,0

8,8

10,00

ПМЕ-200

ТРН-25

5,0

6,2

5,5

6,3

7,8

7,0

8,0

10,0

8,8

10,0

12,5

11,0

12,5

15,6

14,0

16,0

20,0

17,6

20,0

25,0

20,0

25,0

23,0

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СЕРИИ А63(данные по ТУ16-522.110-74)

Таблица 7

Тип

Номинальноенапряжение, В

Номинальныйток выключателя, А

Номинальныйток, расцепителей, А

Кратностьтока отсечки 1/1 ном

А63-МГ

~380

0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4;5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25

=110

А63-М

1,3; 2,5; 10

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СЕРИИ АП50(данные по ТУ16-522.066-75)

Таблица 8

Тип

Номинальноенапряжение выключателя, В

Номинальныйток выключателя, А,

Номинальныйток расцепителей, А

Кратностьтока отсечки, 1/1 ном.

Номинальноенапряжение переменного тока катушки расцепителя напряжения, В

АП50-2МТ

=220

50,6; 2,5;

1,6; 2,5;

3,5; 11

—

АП50-2Т

~ до 500

4; 6,4;

—

АП50-2М

10; 70;

10,5; 16;

3,5; 11

АП50-3МТ

20; 40;

25,5; 40;

3,5; 11

АП50-3Т

АП50-3М

3,5; 11

АП50-2М3ТН

3,5; 11

110, 127

АП50-2МН

3,5; 11

220, 380

АП50-3ТН

—

415 частотой 50 Гц

АП50-2М3ТД

3,5; 11

АП50-3ТД

—

АП50-2М3ТО

16; 25

3,5; 11

110, 127, 220

АП50-2МО

40; 50

3,5; 11

380, 415 частотой 50 или 60 Гц

АП50-3ТО

—

АП50-2

—

АП50-3

—

ДЕРЖАТЕЛИ ПЛАВКИХ ВСТАВОК ТИПА ДВП4 (данныепо техническим условиям АГО.481.301ТУ)

Таблица 9

Типдержателя

Характеристикаустанавливаемой вставки плавкой

Тип

Напряжение,В

Номинальныйток, А

ДВП4-2В

ВП2Б-1

250

0,25-6,3

ДВП4-3В

ВП3Б-1

0,25-10

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ПРИБОРНЫЕ ПЛАВКИЕ ТИПА ВП2Б,ВП3Б (данные по технически условиям АГО.481.304ТУ)

Таблица 10

Тип

Токплавкой вставки, А

ВП2Б-1

0,25; 0,5; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5;3,15; 4; 5; 6,3

ВП3Б-1

1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8;10

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ТИПА ПР-2 (данные поТУ16-522.091-72)

Таблица 11

Тип

Номинальныйток основания предохранителя, А

Номинальныйток плавких вставок, А

Напряжениецепи, В

ПР-2

6, 10, 15

до 500 В переменного и 440 В -постоянного тока

15, 20, 25, 35, 45, 60

ПРИЛОЖЕНИЕ 2РАСЧЕТЫ ПО ВЫБОРУ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ АППАРАТОВУПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ, ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

Выбор этой аппаратуры производится:

а) по номинальному напряжению сети

(1)

где Uн — номинальное напряжение выключателя, переключателя

Uн.сети — номинальное напряжение сети;

б) по длительному расчетному току цепи

Iоткл.³Iдлит. (2)

Iоткл. — наибольший отключаемый выключателем,переключателем ток;

Iдлит. — длительный расчетный ток цепи

Кроме того выключатели и переключателидолжны включать пусковые токи электроприемников и без повреждений отключить их.

МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Выбор пускателей производится:

а) по номинальному напряжению сети

Uн.пуск.=Uн.сети, (3)

где Uн.пуск. -номинальное напряжение катушки пускателя;

б) по мощности электродвигателяисполнительного механизма или задвижки. В табл. приведены некоторые типыпускателей ПМЕ и наибольшие мощности управляемых ими электродвигателей приразличных напряжениях сети.

Таблица 1

Типпускателя

Наибольшаямощность, квт, управляемого электродвигателя при напряжении, В

220

380

ПМЕ-000

0,6

1,1

ПМВ-100

2,2

ПМЕ-200

5,5

Также как и другие аппараты управлениямагнитные пускатели должны включать пусковой ток электродвигателей и безповреждения отключать его.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

В схемах электропитания системавтоматизации, как правило, применяются предохранители с малой тепловойэнерцией, которые выбираются по следующим условиям.

1. По номинальному напряжению сети

Uн.пред.³Uн.сети, (4)

где Uн.пред. — номинальное напряжение предохранителя;

Uн.сети — номинальное напряжение сети

2. По длительному расчетному току линии

Iн.вст.³Iдлит., (5)

где Iн.вст. — номинальный ток плавкой вставки;

Iдлит. — длительный расчетный ток линии.

Кроме того, при использованиибезинерционных предохранителей не должно происходить перегорание плавкойвставки от кратковременных толчков тока, например, от пусковых токовэлектродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек. Поэтомупри выборе предохранителей для защиты таких электроприемников необходимо такжевыполнение и другого условия:

Iн.вст.³Iпуск./2,5, (6)

где Iпуск. — пусковой ток двигателя.

Для магистральной линии, по которойпитается группа электродвигателей исполнительных механизмов или задвижек(причем часть из них или все они могут пускаться одновременно) предохранителивыбираются по следующему соотношению:

Iн.вст.³Iкр./2,5, (7)

где Iкр. — максимальный кратковременный ток линии, равный

Здесь — пусковой токэлектродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, при пускекоторых кратковременный ток линии достигает наибольшей величины;

— длительный расчетный ток линии до моментапуска электродвигателя (или группы двигателей), определяемый без учета рабочеготока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей).

В цепях управления и сигнализации плавкиевставки выбираются по соотношению

(8)

где SIр — наибольший суммарный ток, потребляемый катушками аппаратовсигнальными лампами, и т.д. при одновременной работе;

SIв -наибольший суммарный ток, потребляемый при включении катушек одновременно включаемыхаппаратов.

Под длительным расчетным током в (7) в общем случае понимается действительный длительнопротекающий по линии ток, определенный с учетом коэффициента одновременностиработы электроприемников и коэффициента их загрузки.

Если известны номинальные мощностиэлектроприемников, то их номинальные токи могут быть определены по следующимсоотношениям:

для трехфазных электроприемниковпеременного тока

А; (9)

для однофазных электроприемников, присоединенныхк одной фазе сети трехфазного тока

А; (10)

для электроприемников постоянного тока

А, (11)

где Р -номинальная мощность электроприемника (или группы электроприемников), квт

Uн. — номинальное напряжение (дляэлектроприемников переменного тока — линейное напряжение сети), В

Uн.ф. — номинальное фазное напряжение, В

cosj — коэффициент мощности

h — к.п.д. электродвигателя

3. По условию селективности. Всепоследовательно установленные в линии плавкие предохранители должны повозможности работать селективно (избирательно), т.е. предохранители должнысрабатывать (перегорать) только тогда, когда повреждение произойдет именно натом участке линии, который они защищают. Это условие выполняется, еслиноминальные токи плавких вставок, защищающие соседние участки, различаютсямежду собой не менее, чем на одну ступень.

ПРОВЕРКА УСЛОВИЙ СРАБАТЫВАНИЯ ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Для надежного и быстрого перегоранияплавких вставок требуется, чтобы при коротком замыкании в конце защищаемогоучастка обеспечивалась необходимая кратность тока короткого замыкания, т.е.отношение тока короткого замыкания Iк.з. к номинальному току плавкой вставки Iн.вст.

Согласно п. 4.4, д кратность Iк.з. к Iн.вст. должна быть не меньше, чем три (вовзрывоопасных установках — четыре).

Для проверки этого условия срабатыванияпредохранителей необходимо знать величины токов короткого замыкания в наиболееудаленной точке защищаемой цепи.

В проектах автоматизации технологическихпроцессов расчеты токов короткого замыкания не производится и для проверкиусловий срабатывания аппаратов защиты следует: либо использовать данные расчетатоков короткого замыкания, который производится при проектировании электроснабженияавтоматизируемого объекта, либо поручать такую проверку подразделениюпроектирующему электротехническую часть объекта, выдавая ему соответствующеезадание (последнее является лучшим решением).

При необходимости может быть проведенприближенный расчет токов короткого замыкания, дающий ориентировочноепредставление об их величине. Расчет выполняется, в сетях с глухозаземленнойнейтралью — для случая однофазного короткого замыкания; в сетях с изолированнойнейтралью — для случая двухфазного короткого замыкания. Предполагается, чтокороткое замыкание произошло в конце защищаемого участка, на зажимахэлектроприемника.

При таком расчете могут быть использованыследующие формулы:

для определения токов однофазного короткогозамыкания

(12)

для определения тока двухфазного короткогозамыкания

(13)

где Uн.с. — номинальное линейное напряжение сети, В;

Zф-о, Zф -полное сопротивление цепи тока короткого замыкания соответственно для петлифаза-нуль и для фазы, Ом.

Значения Z определяются по формулам

(14)

(15)

где:

и (16)

(17)

— активное и индуктивное сопротивлениепроводника фазы участка цепи, Ом;

и (18)

(19)

— активное и индуктивное сопротивлениеучастка цепи нулевого провода, Ом;

l — длина участка, км;

Sф, So — сечение проводника фазы и соответственнонулевого провода, мм2;

a — коэффициент, равный: 0,07 — для кабелей;0,09 — для проводов, проложенных в трубе;

b — коэффициент, равный: 19 — для медныхпроводов и кабелей;

32 — для алюминиевых проводов и кабелей;

и (20)

(21)

— активное и индуктивное сопротивления фазыпитающего трансформатора, Ом;

SТ — мощность трансформатора, ква;

С — коэффициент, равный: 4 — длятрансформаторов до 60 ква; 3,5 — до 180 ква; 2,5 — до 1000 ква; 2,2 — до 18000ква;

d -коэффициент, равный: 2 — для трансформаторов до 180 ква; 3 — до 1000 ква; 4 -до 1800 ква;

(22)

— расчетное полное сопротивлениетрансформатора току короткого замыкания на землю, Ом;

— коэффициент (23)

Для проверки предохранителей по отключающейспособности рассчитывается ток трехфазного короткого замыкания в местеустановки предохранителей:

(24)

где Uн.с. и Zф — тоже, что и в формулах(12) и (13).

Приведенный приближенный расчет исходит из того,что обратным проводом петли фаза-нуль является медный или алюминиевый нулевойзащитный проводник из цветного металла (меди, алюминия), проложенный совместнос фазными проводниками в одном кабеле или трубе.

Если в качестве нулевых защитныхпроводников используются стальные полосы, металлоконструкции зданий,металлические защитные трубы и другие трубопроводы, или однофазное короткоезамыкание происходит не на нулевой провод или заземленный корпусэлектрооборудования, а на землю, то в этом случае расчет сопротивления петлифаза-нуль сильно усложняется.

При проверке условий срабатывания аппаратовзащиты следует иметь ввиду, что в большинстве случаев при мощных питающихтрансформаторах, сравнительно небольшом удалении от них питающих сборок, ккоторым присоединяется система электропитания и правильном выборе сеченийфазных и нулевых защитных проводников, обеспечивается достаточная величинатоков короткого замыкания, а, следовательно, и отключение аварийных участков.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Выбор автоматических выключателейпроизводится по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий:

Uн.а.³Uн.с. (25)

Iн.а.³Iдлит. (26)

где Uн.а. — номинальное напряжение автомата;

Uн.с. — номинальное напряжение сети;

Iн.а. — номинальный ток автомата;

Iдлит. — длительный расчетный ток линии

Кроме того, должны быть правильно выбраны:номинальный ток расцепителя — Iн.расц.; ток уставки электромагнитного расцепителяили электромагнитного элемента комбинированного расцепителя — Iуст.эл.магн.; номинальный ток уставки тепловогорасцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя — Iн.уст.тепл..

Для защиты электродвигателей исполнительныхмеханизмов и электроприводов задвижек токи расцепителей автоматов выбираютсяследующим образом. Номинальные токи электромагнитного, теплового иликомбинированного расцепителей должны быть не меньше номинального тока двигателя

Iн.расц.³Iн.дв.. (27)

Здесь и ниже следует учитывать: еслинагрузка двигателя значительно меньше номинальной мощности, то следуетпринимать длительный расчетный ток линии.

Ток уставки электромагнитного расцепителя(отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя, с учетомнеточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового токаот каталожных данных принимается равным:

Iуст.эл.магн.³1,25Iпуск. (28)

где Iпуск. — пусковой ток двигателя.

Для группы двигателей:

(29)

где — сумма номинальныхтоков одновременно работающих двигателей до момента пуска двигателя (группыдвигателей), дающего наибольший прирост пускового тока;

— пусковой ток двигателя (или группыдвигателей, пускаемых одновременно), дающего наибольший прирост пускового тока.

Номинальный ток уставки тепловогорасцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя должен быть:

Iн.уст.тепл.³Iн.дв.. (30)

Аналогично выбираются уставки расцепителейавтоматов и для защиты цепей других электроприемников системы электропитания(разумеется, если в этом возникает необходимость, так как в большинстве случаевдля защиты приборов и других электроприемников малой мощности по соображениямчувствительности оказывается необходимым применять плавкие предохранители). Приэтом надо учитывать, что если автомат с электромагнитным расцепителем устанавливаетсяв цепях электроприемников, при включении которых не возникают броски пусковоготока, то надобности в отстройке от последних нет и ток уставкиэлектромагнитного расцепителя в этом случае должен выбираться минимальновозможным.

Надежность срабатывания автоматовпроверяется также как и надежность срабатывания предохранителей по расчетномутоку короткого замыкания в конце защищаемого участка (при двухфазном короткомзамыкании для сетей с изолированной нейтралью и однофазным коротком замыкании -для сетей с глухозаземленной нейтралью).

При этом кратность тока короткого замыканияпо отношению к токам уставок расцепителей должна, как указывалось в п. 4.4,составлять:

для автоматов только с электромагнитнымрасцепителем — 1,4;

для автоматов с комбинированнымрасцепителем, имеющим обратно зависимую от тока характеристику — 3.

В остальном расчеты, связанные с проверкойсрабатывания автоматических выключателей, аналогичны изложенным выше расчетам иусловиям проверки срабатывания плавких предохранителей.

ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ

Выбираются по номинальному току тепловогоэлемента и номинальному току двигателя (или длительному расчетному току):

Iн.т.³Iн.дв. (31)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3Примеры установки аппаратов управления в питающей ираспределительных сетях системы электропитания.

Установкааппаратов управления и защиты в питающей однофазной двухпроводной сети.

Установка аппаратов управления и защиты впитающей двухфазной двухпроводной сети и двухпроводной сети постоянного тока.

Установка аппаратов управления и защиты впитающей трехфазной трехпроводной сети.

Установка аппаратов управления и защиты впитающей трехфазной четырехпроводной сети.

Схема питания электроприемников, имеющихвстроенные выключатели и предохранители.

Схема питания электроприемников, не имеющихвстроенных выключателей и предохранителей.

Схема питания электроприемников, имеющихвстроенные выключатели.

Схема питания электроприемников, имеющихвстроенные предохранители.

Схема питания электроприемников черезтрансформатор

Схема питания приборов регулирования.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4РАСЧЕТ СЕЧЕНИЙ ЖИЛ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

Сечение жил проводов и кабелей по условиюнагревания определяются по табл. 1-5 (таблицы составлены на основании данныхглавы 1-3 ПУЭ;дополнительные указания по допустимым токовым нагрузкам проводов и кабелейучитывающие условия прокладки отличные от приведенных в таблицах, содержатся вглаве 1-3 ПУЭ).

Расчетный ток, по которому производитсявыбор сечения проводников, определяется как большая величина из двухсоотношений:

условия нагревания длительным расчетнымтоком

(1)

и условия соответствия выбранному аппаратузащиты

(2)

где Kп — поправочный коэффициент на условия прокладки проводов икабелей;

Kз — кратность допустимого длительного токадля провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатываниязащитного аппарата;

Iз — номинальный ток или ток срабатываниязащитного аппарата, А.

Iн.д. — допустимый длительный ток для проводаили кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам допустимыхтоковых нагрузок на провода и кабели (табл. 1-5).

При расчетах сетей системы электропитания вподавляющем большинстве случаев можно поправочный коэффициент на условияпрокладки проводов и кабелей не вводить.

Тогда выражения (1) и (2) упрощаются:

(3)

(4)

Таблица 1

Допустимый длительный ток проводов срезиновой и полихлорвиниловой изоляцией с медными жилами

Сечениетокопроводящей жилы, мм2

Токовые нагрузки, А

Провода, проложенные открыто

Провода, проложенные в одной трубе

Два одножильных

Три одножильных

Четыре одножильных

Один двухжильный

Один трехжильный

0,5

—

0,75

—

1,2

14,5

1,5

2,0

2,5

3,0

100

Таблица 2

Допустимый длительный ток проводов срезиновой и полихлорвиниловой изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечениетокопроводящей жилы, мм2

Токовые нагрузки, А

Провода, проложенные открыто

Провода, проложенные в одной трубе

Два одножильных

Три одножильных

Четыре одножильных

Один двухжильный

Один трехжильный

2,0

2,5

Таблица 3

Допустимый длительный ток проводов смедными жилами, с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках икабелей с медными жилами, с резиновой изоляцией в свинцовой, полихлорвиниловой,наиритовой или резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Сечениетокопроводящей жилы, мм2

Токовыенагрузки, А

Провода икабели

Одножильный

Двухжильные

Трехжильные

Припрокладке

в воздухе

в земле

в воздухе

в земле

1,5

2,5

105

100

135

115

Таблица 4

Допустимый длительный токкабелей с алюминиевыми жилами, с резиновой или пластмассовой изоляцией всвинцовой, полихлорвиниловой и резиновой оболочках, бронированных инебронированных.

Сечениетокопроводящей жилы, мм2

Токовыенагрузки, А

одножильные

двухжильные

трехжильные

припрокладке

в воздухе

в земле

в воздухе

в земле

2,5

105

Таблица 5

Допустимый длительный ток проводов салюмомедными жилами

Номинальноесечение провода, мм2

Допустимаятоковая нагрузка, А

Провода,проложенные открыто

Провода,проложенные в одной трубе

2 провода

3 провода

4 провода

1,5

22,3

18,7

16,4

14,1

2,5

29.6

24,9

23,7

4,0

39,6

34,8

28,8

6,0

51,1

46,1

41,1

38,6

10.0

68,7

57,6

54,3

45,4

Значения коэффициента Kз в зависимости от характера сети, типа изоляции проводов икабелей и условий их прокладки приведены в табл. 6. Эта таблица составленана основании требований п.п. 5.3, 6.1 и 7.2

Таблица 6

Минимальные кратности допустимых токовыхнагрузок на провода и кабели по отношению к номинальным токам или токамсрабатывания защитных аппаратов

Токзащитного аппарата Iз

Кратность допустимых длительных токов Кз

Сети, для которых защита от перегрузки обязательна

Сети, не требующие защиты от перегрузки

Проводники с резиновой и аналогичной по тепловымхарактеристикам изоляцией

Кабели с бумажной изоляцией

взрыво- и пожароопасные помещения, жилые, торговые помещенияи т.п.

невзрыво- и непожароопасные помещения промышленных предприятий

Номинальный ток плавкой вставкипредохранителя

1,25

1,0

0,33

Ток срабатывания (уставки)автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель(максимальный мгновенно действующий расцепитель)

1,25

1,0

0,22

Номинальный ток расцепителя (тепловогоили комбинированного) автоматического выключателя с нерегулируемой обратнойзависимой от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствияотсечки)

1,0

Ток срабатывания (трогания) расцепителяавтоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от токахарактеристикой (при наличии на автоматическом выключателе отсечки еекратность тока не ограничивается)

1,0

0,8

0,66

Выбранное по условиям нагреванияэлектрическим током сечение проводников должно отвечать также условиюмеханической прочности и проверено по потере напряжения.

Наименьшие допустимые сечения жил проводови кабелей по условию механической прочности должны отвечать требованиям п.п.4.14, 6.26 и 7.17 ВСН205-84/ММСС СССР.

При проверочных расчетах сетей системыэлектропитания по потере напряжения достаточно учитывать только активноесопротивление линий, если для этих сетей выбраны медные или алюминиевые проводаи кабели сечением жил до 16-25 мм2.

Кроме того, без учета индуктивногосопротивления линий рассчитываются:

а) сети постоянного тока;

б) сети переменного тока, для которых cosj=1

Выражения для определения потери напряжениябудут иметь вид:

для трехфазной линии переменного тока

% (5)

% (6)

для двухпроводной линии переменного илипостоянного тока

% (7)

% (8)

где g — удельная проводимость материала проводов

(g=53 м/ом×мм2- для медных проводников и

g=31,7м/Ом×мм2 — для алюминиевыхпроводников);

UH -номинальное напряжение сети, кВ (для трехфазной сети UH — междуфазное напряжение)

F — сечение проводников, мм2

P — нагрузка, кВт

Ia — активная составляющая тока, А

l — длина участка, км.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5ПРИМЕР РАСЧЕТОВ ПО ВЫБОРУ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ,ЗАЩИТЫ И СЕЧЕНИЙ ЖИЛ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

Требуется выбрать аппараты управления изащиты, а также рассчитать сечение жил проводов и кабелей схемы электропитаниясистемы автоматизации, приведенной на рис. 1*

* В качестве примера приведен расчет конкретной электросхемы,находящейся в эксплуатации; частично приборы, входящие в состав схемы, спроизводства сняты или заменены другими, однако для целей данного пособия этозначение не имеет.

От шин распределительного щита получаютпитание силовая сборка задвижек и щит питания.

От силовой сборки питаются дваэлектропривода задвижек с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.Электродвигатели, силовая сборка и пусковая аппаратура установлены в помещениис нормальной средой. Профессиональный Монтаж двигателей указаны в табл. 1.Режим работы двигателей исключает возможность длительных перегрузок, условия ихпуска нетяжелые. Оба двигателя могут работать одновременно.

К щиту питания подключены:

а) система регулирования температуры,потребителями электроэнергии которой являются магнитный усилитель типа УМД-25,исполнительный механизм типа МЭО-25/100, указатель положения типа ДУП-Б иэлектронные приборы типа РПИБ-Т и КПИ-Т. Последние питаются через стабилизаторнапряжения типа С-0,16;

б) электронный потенциометр типа ПС1-01;

в) электронный мост типа ЭМР-209РМЗ;

г) схема сигнализации, в которойпотребителями электроэнергии являются 11 реле типа МКУ-48 и 10 ламп Ц-220-10.Профессиональный Монтаж этих электроприемников указаны в табл. 2.

Все электроприемники и аппаратуры питанияустановлены на щитах, находящихся в помещении с нормальной средой.

Электропроводка от силового трансформаторадо распределительного щита выполнена кабелем с алюминиевыми жилами, а всяостальная — проводами с алюминиевыми жилами, проложенными в защитных трубах.

Таблица 1

Профессиональный Монтажэлектродвигателей

№линии

Тип

Ном. мощность, Р, Вт

Номин. напряжение, Uн, В

Номин. ток, Iн, А

Кратность пускового тока

Пусковой ток, Iпуск., А

А02-62-2

17000

380

32,5

228

А02-51-4

7500

380

14,8

103,5

Таблица 2

Профессиональный Монтажэлектроприемников

№линии

Наименование и тип электроприемника

Номин. мощность S, ВА(Р, Вт)

Номин. напряжение Uн.ф., В

Система регулирования температуры:

а) усилитель УМД-25

300

220

б) исполнительный механизм МЭО-25/100

в) указатель ДУП-Б

г) электронный регулирующий прибор РПИБч-Т

стабилизированное220

д) электронный корректирующий приборКПИ-Т

Электронный потенциометр ПС1-01

220

Электронный мост ЭМР-209РМЗ

150

220

Схема сигнализации:

а) 11 реле МКУ-48

110

220

б) 10 ламп Ц-220-10

(100)

220

В соответствии с требованиями, изложеннымив настоящем пособии, выбор аппаратов управления, защиты и сечений проводниковцелесообразно вести в следующей последовательности:

— определяются длительные и кратковременныерасчетные токи линий;

— по величине расчетных токов линийпроизводится выбор аппаратов управления изащиты;

— производится выбор сечений проводников повеличине расчетных токов линий и по условию соответствия выбранным аппаратамзащиты, а также проверяется соответствие выбранных сечений жил проводов икабелей наименьшим допустимым сечениям проводников по механической прочности;

— проверяются надежность и селективностьдействия защитных аппаратов при коротком замыкании в наиболее удаленной точкесети;

— в необходимых случаях (например, придлинных малонагруженных линиях) производится проверка печений проводников попотере напряжения.

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ТОКОВ ЛИНИЙ

Линия 1

Длительным расчетным током линии являетсяноминальный ток двигателя

Iдлит=Iн.дв.=32,5 А

Кратковременным током линии будет пусковойток двигателя

Iкр=Iпуск.=228 А

Линия 2

Длительным расчетным током линии являетсяноминальный ток двигателя

Iдлит=Iн.дв.=14,8 А

Кратковременным током линии будет пусковойток двигателя

Iкр=Iпуск.=103,5А

Линия 3

Длительным расчетным током линии будетсумма номинальных токов двигателей

Iдлит=SIн.дв.=32,5+14,8=47,3 А

Кратковременный ток линии определится изусловия, что двигатель № 2 работает, а двигатель № 1 пускается

Iкр= Iн.дв.2+Iпуск.1=14,8+228=242,8 А

Линия 4

Расчетный ток линии определяется по формуле

Линия 5

Расчетный ток линии равен:

Линия 6

Расчетный ток линии равен

Линия 7

Расчетный ток линии равен

Линия 8

Расчетный ток линии определяется повыражению

учитывающем, что часть реле и ламп схемы сигнализации могутработать одновременно, а часть — в это же время может включаться. Врассматриваемом примере одновременно могут работать 5 реле и 5 ламп. Ток,протекающий через одно реле МКУ-48, равен

Ток через одну лампу Ц-220-10 равен

Одновременно могут включаться 2 реле и 2лампы

Тогда расчетный ток линии будет

I=0,46+0,1×0,184=0,48 А

Линия 9

Расчетный ток линии определится как суммарасчетных токов линий 4, 5, 6, 7, 8.

I=1,37+0,32+0,27+0,68+0,48=3,12 А

Величины расчетных токов всех линий сведеныв табл. 3

Таблица 3

Номерлинии

Расчетныйток

длительный

32,5

14,8

47,3

1,37

0,32

0,27

0,68

0,48

3,12

кратковременный

228

103,5

242,8

II. ВЫБОР АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Применяем следующие аппараты управления изащиты:

а) в линиях 1 и 2 — автоматы и магнитныепускатели;

б) в линии 3 — автомат, установленный враспределительном щите и выключатель — на вводе в силовую сборку задвижек;

в) в линиях 4, 5, 6, 7, 8 — выключатели ипредохранители;

г) в линии 9 — автомат, установленный враспределительном щите и выключатель — на вводе в щит питания.

1. ВЫБОР АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ

Линия 3

Исходя из формул (1) и (2)приложения2 выбираем пакетный выключатель типа ПВМЗ-100:

Uн³Uн.сети, ~380 В=~380 В

Iн³Iдлит, 63 А>47,3 А

Линии 4, 5, 6, 7, 8, 9

Исходя из формул (1) и (2)приложения2, выбираем пакетные выключатели типа ПВМ2-10, учитывая чтонаибольший длительный ток равен 3,12 А (линия 9):

Uн³Uн.сети, ~220 В=~220 В

Iн³Iдлит, 10 А>3,12 А

Основные Профессиональный данные аппаратовуправления, установленных в рассматриваемой схеме, сведены в табл. 4

Таблица 4

Основные Профессиональный данные аппаратовуправления

Номерлинии

Обозначение аппарата

В1

В3

В4

В6

В7

В8

В2

Тип аппарата

ПВМ3-100

ПВМ2-10

Номинальное напряжение, Uн, В

~380

~220

Номинальный ток

2. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

Линия 1

Исходя из формул (25) и (26) приложения 2,выбираем автоматический выключатель типа АП50-3МТ:

Uн.а.³Uн.с., ~500 В=~380 В

Iн.а.³Iдлит, 50 А>32,5 А

Определяем номинальный ток комбинированногорасцепителя по формуле(27) приложения 2

Iн.расц.³Iн.дв. Iн.расц.³32,5 А

Выбираем расцепитель с номинальным током Iн.расц.=40 А

Определяем ток уставки (отсечки)электромагнитного элемента комбинированного расцепителя по формуле (28)приложения2:

Iуст.эл.магн.³1,25Iпуск. Iуст.эл.магн.³1,25×228=285А

Принимаем Iуст.эл.магн.=8Iн.расц.

Определяем номинальный ток уставкитеплового элемента комбинированного расцепителя по формуле (30) приложения 2

Iн.уст.тепл.³Iн.дв. Iн.уст.тепл.³32,5 А

Отстраиваем автомат на Iн.уст.тепл.³33 А

Линия 2

Исходя из формул (25) и (26) приложения 2,выбираем автоматический выключатель типа АП50-3МТ:

Uн.а.³Uн.с., ~500 В=~380 В

Iн.а.³Iдлит, 50 А>14,8 А

Определяем номинальный ток комбинированногорасцепителя по формуле(27) приложения 2

Iн.расц.³Iн.дв. Iн.расц.³14,8 А

Выбираем расцепитель с номинальным током Iн.расц.=16 А

Определяем ток уставки (отсечки)электромагнитного элемента комбинированного расцепителя по формуле (28)приложения2

Iуст.эл.магн.³1,25Iпуск. Iуст.эл.магн.³1,25×103,5=130А

Принимаем Iуст.эл.магн.=8Iн.расц.

Iн.уст.тепл.³Iн.дв. Iн.уст.тепл.³14,8 А

Отстраиваем автомат на Iн.уст.тепл.=15 А

Линия 3

Исходя из формул (25) и (26) приложения 2,выбираем автоматический выключатель типа АП50-3МТ:

Uн.а.³Uн.с., ~500 В=~380 В

Iн.а.³Iдлит, 50 А>47,3 А

Определяем номинальный ток комбинированногорасцепителя по формуле(27) приложения 2

Iн.расц.³Iн.дв. Iн.расц.³47,3 А

Выбираем расцепитель с номинальным током

Iн.расц.=50 А

Определяем ток уставки (отсечки)электромагнитного элемента комбинированного расцепителя по формуле (29)приложения2

Iуст.эл.магн.³1,25(SIн.дв.+), Iуст.эл.магн.³1,25×242,8=304А

Принимаем Iуст.эл.магн.=8Iн.расц.

Iн.уст.тепл.³Iн.дв. Iн.уст.тепл.³47,3 А

Отстраиваем автомат на Iн.уст.тепл. =48 А

Линия 4

Исходя из формул (4) и (5) приложения 2,выбираем предохранители типа ПТ:

Uн.пред.³Uн.сети, ~250 В=~220 В

Iн.вст.³Iдлит, Iн.вст.>1,37 А

Принимаем Iн.вст.=2 А

Линия 5

Исходя из формул (4) и (5) приложения 2,выбираем предохранители типа ПТ:

Uн.пред.³Uн.сети, ~250 В=~220 В

Iн.вст.³Iдлит, Iн.вст.>0,32 А

Принимаем Iн.вст.=0,5 А

Линия 6

Исходя из формул (4) и (5) приложения 2,выбираем предохранители типа ПТ:

Uн.пред.³Uн.сети, ~250 В=~220 В

Iн.вст.³Iдлит, Iн.вст.>0,27 А

Принимаем Iн.вст.=0,5 А

Линия 7

Исходя из формул (4) и (5) приложения 2,выбираем предохранители типа ПТ:

Uн.пред.³Uн.сети, ~250 В=~220 В

Iн.вст.³Iдлит, Iн.вст.>0,68 А

Принимаем Iн.вст.=1 А

Линия 8

Исходя из формул (4) и (5) приложения 2,выбираем предохранители типа ПТ:

Uн.пред.³Uн.сети, ~250 В=~220 В

Iн.вст.³Iдлит, Iн.вст.>0,48 А

Принимаем Iн.вст.=0,5 А

Линия 9

Исходя из формул (25) и (26) приложения 2,выбираем автоматический выключатель типа АП50-2М:

Uн.а.³Uн.с., ~500 В=~380 В

Iн.а.³Iдлит, 50 А>3,12 А

Определяем номинальный токэлектромагнитного расцепителя по расчетному току линии, равному Iрасч.=3,12 А

Iн.расц.>3,12 А

Выбираем расцепитель с номинальным током Iн.расц.=14 А.

Так как автомат установлен в цепи питанияэлектроприемников, при включении которых не возникают броски пускового тока, тоток уставки электромагнитного расцепителя выбираем минимально возможным,

Iуст.эл.магн.=3,5Iн.расц.

Основные Профессиональный Монтажаппаратов защиты, установленных в схеме, сведены в табл. 5.

Таблица 5

Профессиональный Монтаж аппаратов защиты

Номерлинии

Обозначение аппарата

QF3

QF4

QF1

FU1

FU2

FU3

FU4

FU5

QF2

Тип аппарата

АП50-3МТ

ПТ

АП50-2М

Ток расцепителя автомата, 1 н. расц., А

—

Ток уставки эл. магн. расцепителя 1 уст.эл. магн.

81 н.расц.

—

3,5 1н. расц.

Ток уставки теплового расцепителя 1 н.уст. тепл., А

—

Ток плавкой вставки предохранителя 1 н.вст., А

—

0,5

—

3. ВЫБОР МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ И ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

Линия 1

Исходя из формулы (1) приложения 2выбираем магнитный пускатель типа ПА-300 без тепловых реле. Защита отперегрузки данной линии осуществляется тепловым элементом комбинированногорасцепителя автоматического выключателя.

Линия 2

Исходя из формулы (1) приложения 2,выбираем магнитный пускатель типа ПМЕ-200 без тепловых реле. Защита отперегрузки данной линии осуществляется тепловым элементом комбинированногорасцепителя автоматического выключателя.

III. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ

Линия 1

Допустимый длительный ток для проводовопределяется как большая величина из формул (3) и (4) приложения 4:

Iн.д.³Iдлит, Iн.д.³32,5 А

Iн.д.³KзIз, Iн.д.³0,66×40=26,4А

Значение Iдлит определено по табл. 3 приложения 5, Kз — по табл.6 приложения 4, Iз — по табл. 5 приложения 5.

Таким образом, расчетным током для выборасечений проводников является ток Iн.д.³32,5 А.

Для данного значения иска и принятого видаэлектропроводки по табл. 2 приложения 4 выбираем проводасечением 10 мм2, для которых длительная допустимая нагрузка равна 39А.

Выбранное сечение проводов удовлетворяет иусловию механической прочности.

Выбор сечений проводников для остальныхлиний проводится аналогично.

Линия 2

Iн.д.³14,8 А

Iн.д.³0,66×16=10,6А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Линия 3

Iн.д.³47,3 А

Iн.д.³0,66×50=33 А

Выбираем провода сечением 16 мм2с длительной допустимой нагрузкой 55 А.

Линия 4

Iн.д.³1,37 А

Iн.д.³0,33×2=0,66А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Линия 5

Iн.д.³0,32 А

Iн.д.³0,33×0,5=0,165А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Линия 6

Iн.д.³0,27 А

Iн.д.³0,33×0,5=0,165А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Линия 7

Iн.д.³0,68 А

Iн.д.³0,33×1=0,33А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Линия 8

Iн.д.³0,48 А

Iн.д.³0,33×0,5=0,165А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Линия 9

Iн.д.³3,12 А

Iн.д.³0,22(3,5×4)=3,08А

Выбираем провода сечением 2,5 мм2с длительной допустимой нагрузкой 19 А.

Выбранные сечения проводов сведены в табл. 6

Таблица 6

Сечение проводов

№линии

Сечениепровода, мм2

2,5

IV. ПРОВЕРКА НАДЕЖНОСТИ И СЕЛЕКТИВНОСТИДЕЙСТВИЯ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ

В качестве примера выполним расчет(приближенный) токов однофазного короткого замыкания в линиях, питающихэлектроприводов задвижки и потенциометр (линии 1 и 6). Схема для расчета токовкороткого замыкания приведена на рис. 2.

Для удобства расчетов участки линий насхеме обозначены буквами.

Короткое замыкание в точке 1

Определяем полное сопротивление цепи тока короткогозамыкания для петли фаза-нуль по формуле (5) приложения 2:

Активное сопротивление фазного и нулевогопроводников участков сети, определяем по формулам (16) и (18) приложения 2.

Схема к расчету токов короткого замыкания

Рис. 2

Ом

Тогда

SRф=RфАБ+RфБВ+RфВГ=0,32+0,2+0,32=0,84 Ом

SRо=RоАБ+RоБВ+RоВГ=0,32+0,32+0,53=1,17 Ом

Индуктивное сопротивление фазного инулевого проводов участков сети определяем по формулам (17) и формулам (18)приложения2;

Xф=al, XфАБ=0,07×0,25=0,017 Ом

XфБВ=0,09×0,1=0,009 Ом

XфВГ=0,09×0,1=0,009 Ом

Xо=al, XоАБ=0,07×0,25=0,017 Ом

XоБВ=0,09×0,1=0,009 Ом

XоВГ=0,09×0,1=0,009 Ом

Тогда

SXф=XфАБ+XфБВ+XфВГ=0,017+0,009+0,009=0,035 Ом

SXо=XоАБ+XоБВ+XоВГ=0,017+0,009+0,009=0,035 Ом

Как видно из расчета, индуктивныесопротивления фазного и нулевого проводов оказываются незначительными и могутне учитываться в дальнейших расчетах.

Расчетное полное сопротивление трансформаторатоку короткого замыкания определяем по формуле (22) приложения 2:

Ом

Тогда

Ом

Ток однофазного короткого замыканияопределяем по формуле(12) приложения 2:

Кратность тока короткого замыкания должнабыть не менее:

В нашем примере

т.е. требуемое условие не выполняется.

Чтобы ток короткого замыкания превышал номинальныйток расцепителя в 3 раза, необходимо уменьшить полное сопротивление цепи токакороткого замыкания. Для этого приходится увеличивать сечение проводов. Примемсечение нулевых проводов равным сечению фазных проводов на линиях БВ и ВГ.

Тогда

Ом

SRф=SRо=0,32+0,2+0,32=0,84Ом

Ом

В этом случае

т.е. требуемое условие выполнено.

Проверим селективность действия автоматическихвыключателей при токе короткого замыкания Iк.з.(1)=130 А.

Этот ток проходит последовательно через дваавтоматических выключателя QF1 и QF3 (см. рис. 1) с номинальными токамирасцепителей 50а и 40а.

При этом токе короткого замыкания долженсработать только автоматический выключатель QF3 с номинальным током расцепителя 40 А.

Определяем время срабатыванияавтоматического выключателя по его время-токовой характеристике:

при кратности тока перегрузки, равной

время срабатывания автоматического выключателя равно 18 сек.(время-токовые Монтаж автоматических выключателей даны в инструкциях поэксплуатации).

Определяем время срабатыванияавтоматического выключателя QF1 по еговремя-токовой характеристике:

при кратности тока перегрузки, равной

время срабатывания автоматического выключателя равно 30 сек.Таким образом, автоматический выключатель QF3, имеющий меньшее время срабатывания сработает раньше, т.е. условиеселективности действия автоматических выключателей выполнено.

Для проверки автомата по отключающейспособности рассчитаем ток трехфазного короткого замыкания по формуле (24)приложения2:

Значение Zф определяем по формуле (14) приложения 2

Активное и индуктивное сопротивления фазыпитающего трансформатора определяем по формулам (20) и (21)

, Ом

, XT=3×0,0025=0,0075 Ом.

Тогда

Ом

А,

что намного меньше предельно отключаемого тока автоматов(1500а).

Короткое замыкание в точке 2

Расчет тока короткого замыкания в точке 2проводим аналогично.

Из ранее выполненного расчета

Ом Ом.

Определяем активные сопротивления фазных инулевых проводников:

Ом Ом

SRф=0,32+1,92+0,64=2,88Ом

SRо=2,88Ом.

Тогда

Ом

ток однофазного короткого замыкания будет равен:

А.

Условие необходимой кратности токакороткого замыкания по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителяв данном случае выполняется, так как

V. ПРОВЕРКА ВЫБРАННЫХ СЕЧЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ ПОПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Определим потери напряжения во всех линияхрассматриваемого примера.

Схема для расчета потерь напряженияприведена на рис. 3.

На схеме указаны нагрузки (квт), длинаучастков (км) и сечения проводов (мм2), выбранные при расчетепроводников по длительно допустимому току.

Поскольку потребляемые мощности отдельных приборов,регуляторов, аппаратов чаще всего задаются в виде полной мощности (ВА), то сцелью упрощения расчет потерь напряжения проведем по полной мощности (а не поактивной составляющей мощности, что следует из формул (5) и (6)приложения). В этом случае допускается ошибка в сторону увеличения потерьнапряжения. В действительности потери будут несколько меньше.

Потери напряжения от точки Б до наиболееудаленных точек определяются суммированием потерь напряжения на отдельныхучастках.

Определяем потери напряжения на участкахтрехфазной линии переменного тока по формуле (5) приложения 4:

Тогда потеря напряжения от точки Б до точек Г и Ж составит:

DUБВГ=DUБВ+DUВГ=3,38+3,72=7,1%

DUБВЖ=DUБВ+DUВЖ=3,38+6,55=9,93%.

Учитывая заданные режимы икратковременность работы электроприводов задвижек, полученные значения потерьнапряжения в линиях БВГ и БВЖ в данном случае можно считать допустимыми.

Определяем потери напряжения на участках двухфазнойдвухпроводной сети переменного тока по формуле (7) приложения 4:

Потеря напряжения на данном участке превосходитзначение допустимых отклонений напряжения на зажимах контрольно-измерительныхприборов, регулирующих устройств и т.д. (±5%).

Учитывая, что линия БД является головной ичто потери напряжения будут также иметь место и в последующих участках сети ДИ,ДК и т.д., необходимо увеличить ранее выбранное сечение линии БД с 2,5 мм2до 4 мм2.

Тогда

Потеря напряжения от точки Б до точек И, К,Е, Л, М составит:

DUБДИ=DUБД+DUДИ=3,34+0,786=4,126%

DUБДК=DUБД+DUДК=3,34+0,184=3,524%

DUБДЕ=DUБД+DUДЕ=3,34+0,157=3,497%

DUБДЛ=DUБД+DUДЛ=3,34+0,393=3,733%

DUБДМ=DUБД+DUДМ=3,34+0,26=3,6%.

Данные потерь напряжения по отдельнымучасткам сети сведены в табл.7.

Таблица 7

Потери напряжения на отдельных участкахсети, рис. 3

Наименованиелинии

БВГ

БВЖ

БДИ

БДК

БДЕ

БДЛ

БДМ

Потеря напряжения, рассчитанная поформулам, DU, %

7,1

9,93

4,126

3,524

3,497

3,733

3,6

Таким образом, рассчитанные потеринапряжения не превосходят значений допустимых отклонений напряжения на зажимах электроприемников.

В связи с тем, что при расчете потерьнапряжения было увеличено сечение линии БД до 4 мм2,выполним повторно расчет тока короткого замыкания в точке 2.

Определим активные сопротивления фазного инулевого проводника на участке БД.

Ом Ом.

Пользуясь данными расчета, изложенными вышев настоящем приложении (короткое замыкание в точке 2), получим

SRф=0,32+1,2+0,64=2,16 Ом

SRо=2,16Ом

тогда

Ом.

Ток однофазного короткого замыкания будетравен:

Кратность тока короткого замыкания поотношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя при увеличениисечения линии БД, как и следовало ожидать, возрастает. Защита будет действоватьболее надежно.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6ПЕРЕЧЕНЬ ДОКУМЕНТОВ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ,ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В ПОСОБИИ

1. Правила устройства электроустановок,шестое издание, Энергоатомиздат, 1985 г.

2. ВСН205-84/ММСС СССР. Инструкция по проектированию электроустановок системавтоматизации технологических процессов, ЦБНТИ ММСС СССР, 1985 г.

3. Дубровский А.Х. Устройство электрическойчасти систем автоматизации, второе издание, Энергоатомиздат, 1984

4. РМ 4-183-81. Порядок согласованиятехнической документации на изготовление щитов и пультовзаводами-изготовителями Минмонтаж-спецстроя СССР. Приложение 3″Номенклатура изделий, поставляемых комплектно со щитами и пультами».

5. ОСТ16.0.526.001-77. Переключатели ивыключатели пакетные ПП, ПВ. Технологические условия.

6. УСО 360.049ТУ. Переключатели ТВ1, ТВ2,ТПI типа»Тумблер». Профессиональный условия.

7. ВТО 360.002ТУ Переключатели двуполюсныеП2Т. Технологические условия.

8. ТУ 16-522.110-74. Выключателиавтоматические серии А63.

9. ТУ 16-522.066-75. Выключателиавтоматические серии АП50.

10. АГО 481.301ТУ. Держатели вставокплавкие ДВП4.

11. АГО 481.304ТУ. Вставки плавкие ВП2Б,ВП3Б

12. ТУ 16-522.091-72. Предохранители типаПР-2. Профессиональный условия.

Услуги по монтажу отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > /otoplenie-dachi.html

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической экспертизе.

Мы тут работали и работаем

Системы автоматизации технологических процессов. Проектирование систем электропитания

Услуги по монтажу отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74

Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > /otoplenie-dachi.html

Предлагаем

Цены и прайсы

О компании

Отопление водоснабжение

Монтаж установка

Новости компании

Статьи компании

Наши сметы

Популярные метки