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
запобі