Інструкція з визначення струмів короткого замикання, вибору і перевірки вставок максимального струмового захисту в мережах напругою до 1200 В

ДЕРЖАВНИЙ НОРМАТИВНИЙ АКТ ПРО ОХОРОНУ ПРАЦІ

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

Київ

ДНАОП 1.1.30-5.30-96

ІНСТРУКЦІЯ З ВИЗНАЧЕННЯ СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ, ВИБОРУ І ПЕРЕВІРКИ УСТАВОК МАКСИМАЛЬНОГО СТРУМОВОГО ЗАХИСТУ В МЕРЕЖАХ НАПРУГОЮ ДО 1200 В
До § 488 Правил безпеки у вугільних шахтах
І. Визначення струмів короткого замикання
Розрахунок ефективних значень струмів короткого замикання (к.з.) здійснюється з метою визначення мінімального значення струму двофазного к.з., необхідного для вибору уставок засобів захисту, а також максимального значення струму трифазного к.з., необхідного для перевірки комутаційної апаратури на вимикаючу здатність.
1. Розрахунковий мінімальний струм двофазного металевого к.з. (І(2)к з mjn) в найбільш електричко віддаленій від трансформатора точці мережі визначається з урахуванням параметрів високовольтної розподільної мережі, трансформатора і нагрівання жил кабелю до 65°С, а також з урахуванням перехідних опорів контактів і елементів комутаційних апаратів, у тому числі й опору в місці к.з.
Розрахунковий струм I(2)к.з..min. B залежності від приведеної довжини кабелів і параметрів мережі може визначатися за таблицями 1-5 додатка.
Для проміжних значень потужності к.з. і довжин кабельних ліній, не наведених у таблицях, струми к.з. визначаються методом лінійної інтерполяції.
Струми двофазного к.з. можуть бути визначені за формулою:
I(2) k.з.min = ( 0,95*UН *103 ) / (2√((rPC + rT +rKL ПР)2 + (xPC +xT +xK +LПР)2)) (1)

де UН- середня номінальна напруга ступеню, приймається рівною 0,133; 0,23; 0,4; 0,69 або 1,2 кВ;
гРС , гТ, хРС , хТ - відповідно активні та індуктивні опори високовольтної розподільної мережі та трансформатора, приведені до вторинної обмотки, Ом;
гК, хК - відповідно активний та індуктивний опір 1 км кабелю перерізом 50 мм2, Ом/м;
LПР - приведена до перерізу 50 мм2 або 4 мм2 довжина кабельних ліній, включених в коло к.з., м.
У разі визначення розрахункового струму І(2)к.з.тіп допускається: не брати до уваги опір розподільної мережі при потужності дільничих підстанцій до 400 кВ-А включно, тобто приймати
хРC =0, rРС =0;
при потужності к.з. SКЗ > 50 MB- А приймати активний опір розподільної мережі рівним нулю, тобто г PC = 0.
Повний, активний та індуктивний опір високовольтної розподільної мережі при SK3 < 50 MB- А визначається за формулами:
ZPC = (U2Н) / SКЗ ; rPC =( (1,1/SКЗ )- 0,02);
XPC = √(Z2PC - r2PC)
де SK3 - потужність к.з. на вводі дільничної підстанції або на шинах найближчого живлячого РПП-6, MB А.
Індуктивний і активний опір трансформатора визначається за формулами:
X T = (10*UK* U2Н) / S T ; rT =(PK *U2Н) / S2T ; (3)
де UK- напруга короткого замикання, %;
ST - номінальна потужність трансформатора, кВ А;
Рк - втрати короткого замикання трансформатора, Вт.
Активний та індуктивний опір жил кабелю приймаються за каталожними даними і перераховуються для температури нагрівання 65°С. Для зазначеної температури нагрівання і перерізу мідних жил 50 мм2 активний опір дорівнює 0,423, а індуктивний - 0,075 Ом/км.
Сумарний перехідний опір контактів і елементів апаратів, а також перехідний опір в місці к.з. приймається таким, що дорівнює 0,005 Ом на один комутаційний апарат, враховуючи точку к.з.
Розрахунковий мінімальний струм к. з. у найбільш електричко віддаленій точці іскронебезпечного приєднання, що відходить від апарата, напругою до 42 В достатньо точно визначається за формулою:
I K.З . min = U H / (rT +2rK); (4)
де UH -номінальна напруга вторинної обмотки трансформатора, В;
гТ - опір трансформатора, приведений до вторинної обмотки, Ом (зазначається в інструкціях з експлуатації апаратів);
гК - опір однієї жили кабелю, Ом (приймається таким, що дорівнює 0,008; 0,005; 0,0033 та 0,002 Ом/м для кабелів з перерізом жил 2,5; 4; 6 та 10 мм2 відповідно).
2. Приведена довжина кабельних ліній Ц з урахуванням опору контактів і елементів апаратів І перехідного опору в місці к.з. визначається за формулою:
L ПР = L 1 k ПР 1 + L2 k ПР2…..+ Ln k ПPn + (k+1) le, (5)
де Lj.......Ln - фактичні довжини кабелів з різним перерізом жил, м;
knpl...kпpn - коефіцієнти приведення;
k - число комутаційних апаратів, послідовно включених до кола к.з., враховуючи автоматичний вимикач ПДПП;
1е=10 м - приведена довжина кабельної лінії, еквівалентна перехідним опорам у точці к.з. і елементів комутаційних апаратів.
При перевірці уставки струму спрацювання захисту апарата, який захищає живлячий кабель і електрообладнання гірничих машин з багатомоторним приводом, необхідно до Ьд , визначеній за формулою (5), додавати приведену довжину кабелю з перерізом жили 50 мм2, струмообмежу-вальний вплив якого еквівалентний включенню в мережу, яку захищають, елементів внутрішнього монтажу. Ця величина зазначається в заводських інструкціях з експлуатації машин.
При визначенні І(2)к 3 min в освітлювальних мережах необхідно зазначати опір контактів. Для цього до значення Lпр,необхідно додати величину 2п, де п - число світильників і трійникових муфт в колі к.з. у мережі освітлення.
Коефіцієнти приведення kПР перерізів кабелів для визначення розрахункових мінімальних струмів к.з. І(2)к 3min наведені в таблиці:
Перерізи основної жили кабелю, мм2
Коефіцієнт приведення
kПР
Перерізи основної жили кабелю, мм2
Коефіцієнт приведення
kПР

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

4
12,3
35
1,41

6
8,22
50
1,00

10
4,92
70
0,72

16
3,06
95
0,54

25
1,97
120
0,43

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

2,5
1,6
6
0,67

4,0
1,0
10
0,40

3. Максимальний струм трифазного к.з. на вводі апарата може бути підрахований, виходячи із значення мінімального струму двофазного к.з., визначеного для тієї ж точки з урахуванням температурного коефіцієнта і підвищеної напруги вторинної обмотки трансформатора, за формулою:
I(3) к.з.mах = 1,6 I(2) К.З.min (6)
II. Вибір і перевірка уставок струму спрацювання реле апаратів захисту
4. Величина уставки струму спрацювання реле автоматичних вимикачів, магнітних пускачів, станцій управління та ін. визначається за формулами:
а) для захисту магістралі:
Iу ≥ Iн.пуск + Σ Iн.роб, (7)
де Іу - уставка струму спрацювання реле, А;
Ін .пуск - номінальний пусковий струм найбільш потужного електродвигуна, А;
Ін.роб - сума номінальних струмів усіх інших струмоприймачів, А;
б) для захисту відгалужень, що живлять групу одночасно вмикаючих електродвигунів з короткозамкненим ротором:
Іу ≥ΣІн.пуск . (8)
Для захисту магістралей з потужними асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором (у разі, якщо пускові струми перевищують 600-700 А) допускається випускати уставки струму спрацювання реле, виходячи з величини фактичних пускових струмів. Для приблизного визначення пускового струму номінальний робочий струм повинен бути збільшеним у випадку застосування електродвигуна з короткозамкненим ротором в 6-7 разів, а у разі використання електродвигуна з фазним ротором -в 1,5 раза;
в) для захисту відгалужень, що живлять освітлювальне навантаження з лампами накалювання:
І у ≥ 3Ін.роб . (9)
а з люмінісцентними лампами
Іу > 1,25Ін.роб . (10)
5. Вибрана уставка струму спрацювання реле перевіряється за розрахунковим мінімальним струмом двофазного к.з. При цьому відношення (кратність) розрахункового мінімального струму двофазного к.з. до уставки струму спрацювання реле повинне задовольняти умові:
( І(2) К.З.min ) / Іу ≥kч , (11)
де kч=1,5 - коефіцієнт чутливості захисту.
В окремих випадках за погодженням з головним енергетиком виробничого об'єднання (комбінату, тресту) для магістралей і відгалужень, виконаних броньованими або екранованими кабелями, допускається зниження коефіцієнта чутливості до 1,25.
III. Вибір і перевірка плавких запобіжників
6. Значення номінального струму плавкої вставки запобіжників визначається, виходячи з умов: а) для захисту магістралі

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

де ІВ - номінальний струм плавкої вставки, А;
1,6÷2,5 - коефіцієнт, що забезпечує неперегорання плавкої вставки при пусках електродвигунів з короткозамк-неним ротором.
Для нормальних умов пуску електродвигуна (рідкі пуски та швидке розвертання) значення цього коефіцієнта слід приймати таким, що дорівнює 2,5, а для важких умов пуску (часті пуски при довгому розвертанні) - 1,6÷2.
Надмірно понижувати номінальний струм плавкої вставки не слід, так як остання може перегоріти при запусках, що є однією із причин виходу з ладу електродвигунів у режимі однофазної їх роботи;

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

І В ≥ ( І Н.ПУСК / 1,6 ÷ 2,5) , (13)

а у разі освітлювального навантаження
Ів ≥ Ін.роб , (14)
Для установки застосовується плавка вставка із значенням номінального струму, найближчим до розрахункового. Допускається паралельне включення в одному патроні запобіжника двох однакових або відмінних за номінальним струмом на 30-35% плавких вставок. При цьому сумарний струм їх не повинен перевищувати розрахункового;
*
,
¬
®
⑋
␱㜀$␸䠀$摥㦘惏ᨀких 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

Таблиця 4
Розрахункові мінімальні струми двофазного к.з. у мережі з напругою 1140 В, що живляться
від підстанції ТСВП-630/6
Приведена довжина
кабе
лю,
L ПР,м
Потужність к.з, МВ-А
10
15
20
25
30
40
50
60
80
100

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

0
2785
3423
3864
4185
4443
4843
5163
5408
5729
5944

20
2687
3297
3723
4034
4289
4688
5004
5244
5539
5734

40
2594
3175
3585
3888
4133
4520
4835
5062
5327
5507

60
2507
3060
3450
3743
3980
4354
4653
4868
5108
5263

80
2425
2950
3322
3601
3828
4185
4471
4668
4884
5022

100
2347
2846
3200
3465
3680
4020
4289
4471
4664
4786

120
2273
2746
3081
3331
3536
3857
4110
4279
4446
4553

140
2202
2651
2969
3206
3399
3701
3936
4092
4241
4335

160
2136
2563
2863
3086
3268
3551
3772
3912
4043
4127

180
2073
2478
2762
2973
3144
3409
3612
3740
3859
3031

200
2014
2398
2666
2866
3027
3274
3463
3580
3685
3748

220
1957
2323
2576
2763
2914
3146
3322
3428
3521
3576

240
1904
2250
2490
2667
2809
3024
3188
3285
3367
3417

260
1853
2183
2410
2576
2709
2911
3063
3153
3226
3270

280
1804
2118
2333
2490
2615
2804
2944
3027
3093
3132

300
1758
2057
2260
2409
2527
2703
2833
2910
2967
3003

320
1714
1999
2191
2331
2442
2608
2730
2798
2851
2883

340
1672
1943
2127
2259
2363
2518
2632
2695
2743
2772

360
1632
1891
2064
2190
2288
2433
2539
2598
2641
2667

380
1593
1841
2006
2124
2217
2353
2453
2508
2547
2571

400
1557
1793
1950
2062
2150
2278
2371
2421
2458
2479

420
1521
1748
1897
2004
2086
2207
2294
2342
2374
2394

440
1487
1705
1846
1948
2026
2140
2221
2266
2296
2313

460
1455
1663
1799
1895
1969
2077
2153
2194
2221
2238

480
1424
1623
1753
1844
1915
2016
2089
2127
2152
2167

500
1395
1586
1709
1796
1863
1959
2027
2063
2086
2100

520
1366
1549
1668
1750
1814
1905
1969
2003
2024
2037

540
1339
1515
1628
1707
1767
1853
1914
1945
1966
1978

560
1312
1481
1590
1665
1723
1804
1862
1892
1910
1921

580
1284
1449
1553
1625
1680
1758
1812
1840
1857
1868

600
1262
1419
1518
1587
1639
1713
1765
1791
1808
1817

620
1239
1389
1485
1551
1601
1671
1720
1745
1760
1763

640
1216
1361
1453
1516
1777
1631
1677
1701
1715
1723

660
1194
1334
1422
1482
1528
1592
1659
1672
1672
1680

680
1172
1307
1392
1450
1493
1554
1618
1630
1630
1637

700
1152
1283
1364
1420
1461
1520
1580
1592
1592
1599

720
1132
1258
1336
1390
1430
1486
1544
1555
1555
1561

740
1113
1235
1310
1369
1400
1454
1509
1519
1519
1525

760
1095
1212
1285
1334
1371
1423
1375
1485
1485
1491

780
1077
1190
1261
1308
1344
1393
1443
1452
1452
1458

800
1059
1169
1237
1283
1317
1364
1412
1421
1421
1426

820
1042
1149
1214
1259
1291
1337
1383
1391
1391
1396

840
1026
1129
1192
1235
1267
1313
1354
1362
1362
1367

860
1010
1110
1171
1213
1243
1285
1327
1335
1335
1339

880
955
1092
1151
1191
1221
1261
1301
1308
1308
1312

900
980
1074
1131
1169
1198
1237
1276
1282
1282
1276

920
966
1057
1112
1149
1176
1214
1251
1258
1258
1262

940
951
1040
1094
1129
1156
1192
1228
1234
1234
1238

960
938
1024
1076
1110
1136
1171
1206
1211
1211
1215

980
925
1008
1058
1092
1117
1150
1184
1189
1189
1192

1000
912
993
1042
1075
1099
1131
1164
1162
1169
1172

Таблиця 5
Розрахункові мінімальні струми двофазного к.з. у мережах з напругою 127, 220 Б,
що живляться від освітлювальних трансформаторів і пускових агрегатів
Приведена
довжина
кабелю,
L ПР,м
Розрахункові мінімальні струми двофазного к.з. (А) для трансформаторів з напругою Приведена
довжи-
на кабелю, Lр-м
Розрахункові мінімальні струми двофазного к.з. (А) для трансформаторів з напругою

127 В 220 В

127 В
220 В

ТСШ
2,5 кВА
Пускові агрегати 3,5-4,0 кВА
ТСШ 4,0 кВА
ТСШ
4,0 кВА

ТСШ 2,5 кВА

АП, АСК

3,5-4,0 кВА
ТСШ
4,0 кВА
ТСШ 4,0 кВА

0
142
420
362
193
210
48
63
54
80

10
134
350
320
185
220
46
60
52
77

20
126
285
280
177
230
45
58
50
75

ЗО
118
235
245
168
240
44
56
49
73

40
110
205
205
161
250
42
55
47
71

50
104
180
164
153
260
41
54
45
69

60
98
160
140
146
270
40
54
43
67

70
92
145
125
139
280
38
53
41
65

80
87
130
113
133
290
37
53
40
63

90 83
120
105
127
300
35
53
38
61

100
79
100
99
121
310
34
52
37
60

11О
76
100
94
116
320
33
52
36
52

120
72
95
88
111
330
32
52
35
57

130
69
90
83
107
340
31
52
34
56

140
66
82
77
102
350
ЗО
51
33
54

150
63
79
74
98
360
29
51
32
53

160
59
75
69
95
370
29
51
31
52

170
57
73
66
91
380
28
51
ЗО
51

180
54
70
62
88
390
28
51 30
50

190
52
68
59
85
400
28
50
ЗО
49

200
49
65
56
82