Токперегрузки (нерегулируемая уставка)
Ток короткого замыкания
Время срабатывания (при верхней уставке тока КЗ) 4 – 16 с при токе перегрузки
Время срабатывания при коротком замыкании, мс
1,25 Iном
(3÷10) Iном
6 Iном
100 – 400
1,25 Iном
(2÷6) Iном
5 Iном
100 – 250
Предельная коммутационная способность автоматов серии А3700 и их коммутационная и механическая износоустойчивости приведены в табл. П1.6 приложения 1.
1.1.2.2. Автоматы серии АЕ
Установочные автоматы единой серии АЕ предназначены для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания. Они рассчитаны на номинальные токи до 100 А, дополняют единую серию автоматов А3700 в распределительных устройствах и заменяют автоматы серии АП50. Авто-
Рис. 9
маты серии АЕ2000 выполняются в одно-, двух- и трехполюсном исполнениях на 25, 63 и 100 А номинального тока с расцепителями максимального тока от 0,6 А. Однополюсные автоматы АЕ1000 на 220 В выполняются с расцепителями на номиналь-ные токи 6, 10, 16 А (тепловыми, электромагнитными или комбинированными). Их отключающая способность равна 1,5 кА (амплитуда) при коэффициенте мощности не ниже 0,9. Коммутационная износоустойчивость составляет 50 000 операций вклю-
чений-отключений номинального тока. Защитная характеристика автомата АЕ1000 с комбинированным расцепителем приведена на рис. 9, а в табл. П1.7 приложения 1 даны некоторые параметры автоматов серии АЕ.
1.1.2.3. Автоматы серии АК63
Автоматы серии АК63 предназначены для замены автоматов АП50 и имеют расцепители максимального тока на номинальные токи от 0,63 до 63 А при 500 В переменного или 220 В постоянного напряжения. Изготовляются одно-, двух- и трехполюсными с электромагнитными (и без) расцепителями. Имеют в 2,5 раза большую предельную коммутационную способность, чем АП50, благодаря двукратному разрыву цепи на полюс, моментному включению контактов, отсутствию термобиметаллических элементов. Гашение дуги осуществляется в камерах с дугогасительной решеткой.
Недостаток данной серии автоматов – большой разброс защитных характеристик. В табл. П1.7 приложения 1 приведены некоторые параметры автомата серии АК63 [3].
1.1.2.4. Автоматы серии А63
Автоматы А63 в однополюсном исполнении на номинальные токи 0,63 – 25 А и 220 В переменного или 110 В постоянного напряжения предназначены для замены старой серии А015. В отличие от АК63 эти автоматы имеют один разрыв на полюс и меньшую предельную коммутационную способность. Выполняются с гидравлическим замедлителем с отсечкой при 10‑кратном токе и без замедлителя с уставками на ток срабатывания 1; 3; 2; 5 или 10 Iном. Автомат допускает 50000 циклов ВО. Основные данные автомата приведены в табл. П1.7 приложения 1.
1.1.2.5. Автоматы серии «Электрон»
Автоматы серии Э («Электрон») дополняют единую серию А3700 и предназначены на номинальные токи от 250 до 6300 А при напряжении 660 В (переменное) и 440 В (постоянное).
Расцепители максимального тока, как и у автоматов серии А3700, имеют полупроводниковый блок управления с уставкой, регулируемой в пределах (1 ÷ 2) Iном. Имеется исполнение без расцепителей максимального тока (без выдержки времени).
Все автоматы имеют добавочные расцепители минимального напряжения или независимые расцепители.
Предельная коммутационная способность и коммутационная износоустойчивость автоматов серии Э приведена в табл. П1.8 приложения 1. Предназначены они для замены автоматов серии АВМ.
1.1.2.6. Автоматы серии ВА
Автоматические выключатели серий ВА50 и ВА75 на номинальные токи от 25 до 4000 А предназначены для замены автоматов серий АЕ2000, А3700 и Э. Они имеют меньшие габариты, высокие эксплуатационные характеристики и большие функциональные возможности.
Автоматы серии ВА50 выпускаются в пластмассовом корпусе. Они предназначены для проведения тока в нормальном режиме, автоматического отключения его при КЗ, перегрузках и понижениях напряжения, для нечастых оперативных включений-отключений, связанных с пуском и остановкой электродвигателей, а также для их защиты. Рассчитаны для работы в электрических цепях и установках с номинальным напряжением 440 В постоянного и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц.
Автоматы выпускаются неселективными с тепловыми и электромагнитными расцепителями максимального тока, селективными с полупроводниковыми расцепителями максимального тока и без расцепителей максимального тока. Кроме того, они могут иметь независимый, минимальный или нулевой расцепитель напряжения. Основные технические данные автоматов серии ВА50 приведены в табл. П1.9 приложения 1 [3].
Токоограничивающие автоматические выключатели ВА47‑38 и ВА47‑43 предназначены для защиты силовых полупроводниковых приборов в преобразователях с напряжением до 600 В постоянного тока и до 660 В переменного тока. В данной серии автоматов применены быстродействующий индукционно-динамический привод и эффективная дугогасительная камера с магнитным гашением дуги. Благодаря этому снижены значения пропускаемых токов и полного интеграла отключения при коммутации токов КЗ, что позволило значительно уменьшить габариты и массу преобразователей, в комплект которых автоматы входят. Автоматы состоят из однополюсных коммутационных устройств и блока управления с конденсаторами питания индукционно-динамического привода. Собственное время отключения автоматов не зависит от токов КЗ и лежит в пределах 0,5–1 мс. Быстродействующие автоматы ВА41–39 на номинальный ток 630 А и напряжение 1000 В предназначены для защиты электрооборудования вагонов метрополитена от токов КЗ. Автоматы выполняются в виде шкафа, в котором расположены: коммутационные устройства, имеющие индукционно-динамический и электромагнитный приводы; дугогасительные камеры с магнитным гашением; конденсаторы для питания приводов и блок управления. Автоматы ВА41–39 имеют высокое быстродействие и токоограничивающую способность. Максимальный пропускаемый ток равен 10 кА. Время от момента возникновения КЗ до появления напряжения на дуге не более 1 мс.
Ведущие электротехнические фирмы мира, такие, как Siemens AG и Schneider Electric, выпускают автоматические выключатели с большим спектром технических параметров. В табл. 1.10 приложения 1 приводятся данные автоматических выключателей фирмы «TeSys» (Франция), которые можно использовать при выборе аппаратов [5].
Нашей промышленностью на Ульяновском заводе «Контактор» выпускаются более современные автоматы серии ВА51-39.
1.1.3. Выбор автоматических выключателей
1.1.3.1. Параметры и характеристики, по которым выбираются автоматические выключатели
Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей в трех случаях:
· при КЗ;
· при ненормальных режимах (перегрузках, исчезновении или снижении напряжения);
· для редкого включения и отключения токов нагрузки.
Автоматические выключатели выбираются по их назначению, области применения и исполнению, роду тока и числу главных контактов, типу расцепителя, кратности уставки тока отсечки относительно номинального тока расцепителя (для максимально-токовых расцепителей), номинальной уставке на ток срабатывания теплового расцепителя (для тепловых расцепителей), времени срабатывания и многим другим параметрам.
Существуют разные виды расцепителей. При перегрузках или КЗ автомат отключается максимальным расцепителем. При снижении напряжения до (0,1÷ 0,35) Uном автомат отключается с помощью нулевого расцепителя, при снижении напряжения до (0,35 ÷ 0,7) Uном – посредством минимального расцепителя. Независимый расцепитель (электромагнитное отклю-чение) предназначен для дистанционного отключения.
Различают нетокоограничивающие и токоограничивающие выключатели.
Нетокоограничивающие выключатели не ограничивают ток КЗ в цепи, и он достигает максимального ожидаемого значения.
Токоограничивающие выключателиограничивают значение тока КЗ за счет быстрого введения в цепь сопротивления электрической дуги, а затем быстрого отключения тока КЗ.
Номинальные ток Iном и напряжение Uном выключателя – ток и напряжение, которые способны выдерживать главные токоведущие части выключателя в длительном режиме работы. Номинальный ток расцепителя Iном.расц может отличаться от номи-нального тока выключателя Iном., но не может быть больше его:
Iном.расцIном..
(1)
Например, выключатель АВМ-4 с номинальным током 400 А может иметь катушки расцепителя на номинальные токи 120, 150, 200, 250, 300, 400 А.
Автоматические выключатели могут иметь следующие защитные характеристики [4]:
- зависимую время-токовую характеристику (рис. 10,а), которую имеют выключатели с тепловым расцепителем(Iсп– ток срабатывания выключателя от перегрузки). Применяются редко вследствие недостаточного быстродействия;
- независимую от тока характеристику времени срабатывания (рис. 10,б), которую имеют выключатели с токовой отсечкой, выполняемой электромагнитным или полупроводниковым расцепителем (tсо, Iсо – время и ток срабатывания отсечки);
- ограниченно зависимую от тока двухступенчатую характеристику времени срабатывания (рис. 10,в), которую имеют выключатели с тепловым и электромагнитным расцепителем (комбинированным), с двухступенчатыми электромагнитными (выключатель АВМ) или полупроводниковыми расцепителями. В зоне токов перегрузки выключатель отключается с зависимой от тока выдержкой времени, в зоне токов КЗ выключатель отключается токовой отсечкой с независимой от тока заранее установленной выдержкой времени (для селективных выключателей) или без выдержки времени (для неселективных выключателей);
- трехступенчатую защитную характеристику (рис. 10,г), которую имеют выключатели с полупроводниковым расцепителем, применяемые для защиты вводов в КТП и отходящих линий.
Рис. 10
Защитная характеристика выбранного автоматического выключателя должна располагаться близко к нагрузочной характеристике защищаемого объекта (рис. 11), но нигде не пересекать ее [1].
На рис. 11,а представлена пусковая характеристика асинхронного двигателя (1 – реальная, 2 – приведенная); на рис. 11,б – согласование пусковой характеристики асинхронного двигателя I с защитной характеристикой автомата II (точки 1 – ; 2 – ); на рис. 11,в – схема включения осветительных приборов (ОП); на рис. 11,г – реальная нагрузочная характеристика ОП с лампами накаливания (100 Вт); на рис. 11,д – согласование нагрузочной характеристики ОП 1 и защитной характеристики 2 автоматического выключателя [1].
Исходя из сказанного выше, можно сформулировать некоторые критерии выбора автоматических выключателей.
Прежде всего, необходимо знать род тока силовой цепи: постоянный или переменный.
Для нормального режима работы номинальное напряжение выключателя Uном должно быть не меньше номинального напряжения сети Uном.с:
UномUном.с.
(2)
Например, если в сети напряжение 380 В, то нельзя использовать автоматический выключатель с номинальным напряжением 220 В.
Затем следует определить число главных контактов.
Наконец, необходимо выбрать тип расцепителя в зависимости от назначения и схемы управления: максимально-токовый, электромагнитный, тепловой, полупроводниковый, комбинированный и др.
Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше номинального тока нагрузки:
Iном.расцIном.нагр.
(3)
Если выбран автоматический выключатель с максимально-токовым расцепителем, то необходимо согласовать ток отсечки I0 (или кратность тока отсечки относительно номинального тока расцепителя) с максимально возможным током Imax защищаемого объекта в процессе нормальной работы:
I0 < Imax,
(4)
т. е. автомат не должен отключать защищаемый объект в неаварийном режиме.
Например, для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ток отсечки выключателя согласуется с ударным пусковым током двигателя Iуд.п:
I0 < (1,1÷1,2)Iуд.п.
(5)
Но при этом ток отсечки I0 не должен превышать минимального тока КЗ в цепи:
Iуд.п< I0 < IКЗ min,
(6)
т. е. автоматический выключатель должен сработать при токах, которые меньше аварийных IКЗ min.
Выбор выключателей по условиям их стойкости при КЗ состоит в том, что значения токов предельной наибольшей отключающей способности должны быть следующими:
Iтерм > ;
(7)
Iэ.д.с. > ,
(8)
где – ток трехфазного КЗ; – ударный ток трехфазного КЗ в месте аварии.
При расчете токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ необходимо учитывать сопротивления всех элементов схемы, включаемых до места КЗ. Прежде всего, речь идет о сопротивлении кабелей и питающего трансформатора. Например [4], при расчете токов КЗ в сетях 6(10) кВ сопротивление кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3×150 мм2 и длиной 200 м можно не учитывать. А в сети 0,4 кВ такой же кабель, подключенный к КТП за трансформатором мощностью 1600 кВ·А, снижает значение тока трехфазного КЗ в 8,7 раза по сравнению с аналогичным значением до подключения кабеля.
После проверки неравенств (7) и (8) необходимо построить защитную характеристику автоматического выключателя и совместить ее с рабочей нагрузочной характеристикой защищаемого объекта, например асинхронного двигателя.
При выборе автоматического выключателя, работающего в сети 0,4 кВ, должны быть заданы следующие параметры: мощность питающего трансформатора ST, напряжение короткого замыкания трансформатора Uк, %; соотношение сопротивлений питающей системы и трансформатора XС / XТ; длина l кабеля и материал соединительного кабеля.
Если автоматический выключатель выбирается для защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, то должны быть заданы параметры двигателя: тип; номинальная мощность Pном; номинальное линейное напряжение на обмотке статора Uном.л; коэффициент полезного действия ηном; коэффициент мощности cosφ; кратность пускового тока двигателя КI; время пуска tn.
Алгоритм выбора автоматического выключателя для защиты асинхронного двигателя следующий:
– выбирается кабель низкого напряжения, соединяющий электродвигатель с питающим трансформатором;
– рассчитываются токи короткого замыкания в линии нагрузки двигателя.
Автоматический выключатель выбирается:
– по напряжению [должно выполняться условие (2)];
– по номинальному току расцепителя (3);
– из условия несрабатывания отсечки при пуске двигателя (5);
– по предельной наибольшей отключающей способности выключателя (7);
– из условия нормального пуска асинхронного двигателя:
· при небольшой частоте включения и легких условиях пуска электродвигателя в течение времени tn = 2÷10 с (вентиляторы, насосы, металлорежущие станки)
,
где – ток трехфазного КЗ;
Iп.дв– пусковой ток двигателя;
· при тяжелых условиях пуска в течение времени tn> 10 c и при повторно-кратковременном режиме с ПВ%≤40% (центрифуги, дробилки, шаровые мельницы, подъемно-транспортные механизмы)
.
1.1.3.4. Предварительные расчеты
1. Расчет токов защищаемого двигателя:
– номинального
;
(9)
– пускового
;
(10)
– ударного пускового
.
(11)
2. Выбор сечения и марки кабеля низкого напряжения, соединяющего электродвигатель с питающим трансформатором.
Сечение кабеля выбирается исходя из номинального тока линии по табл. 5, но при условии, что длительно допустимый ток кабеля Iкаб.дл должен быть на 20% больше номинального тока линии Iном.:
Iкаб.дл=1,2 Iном.
(12)
Марка кабеля выбирается с учетом его сечения по каталогам «Информэлектро» или справочникам [7].
3. Расчет активного Rкаб и реактивного Хкаб сопротивлений кабеля делается по формулам:
Rкаб = Rуд.к lкаб ;
(13)
Xкаб = xуд.к lкаб,
(14)
где Rуд.к – удельное активное, xуд.к – удельное реактивное сопротивления кабеля, которые определяются исходя из выбранного сечения фазы по табл. 6 [4].
Для кабелей с медными жилами приведенные в табл. 6 значения сопротивления Rуд.к следует уменьшить в 1,7 раза.
4. Расчет токов короткого замыкания (КЗ) в сетях с напряжением 0,4 кВ.
Главной особенностью расчета токов КЗ в сетях с напряжением 0,4 кВ является то, что необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи (в том числе и кабелей) до места КЗ [4].
Таблица 5
Токовые нагрузки трехжильных кабелей низкого напряжения с медными (в числителе) и алюминиевыми (в знаменателе)
жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, полихлорвиниловой оболочке, бронированных и небронированных [6]
Сечение токо-проводящей жилы, мм2
Токовые нагрузки, А
в воздухе
в земле
1,5
19/-
27/-
2,5
25/19
38/29
35/27
49/38
42/32
60/46
55/42
90/70
75/60
115/90
95/75
150/115
120/90
180/140
145/110
225/175
180/140
275/210
220/170
330/255
260/200
385/295
305/235
435/335
350/270
500/385
Таблица 6
Удельное сопротивление прямой последовательности кабелей с алюминиевыми жилами при t = 65ºС
Сечение, мм2
Rуд.к, мОм/м
xуд.к, мОм/м
фазное
нулевое
Трехжильный кабель
Четырехжильный кабель
3 х 4
2,5
9,610
0,092
0,098
3 х 6
6,410
0,087
0,094
3 х 10
3,840
0,082
0,088
3 х 16
2,400
0,078
0,084
3 х 25
1,540
0,062
0,072
3 х 35
1,100
0,061
0,068
3 х 50
0,769
0,060
0,066
3 х 70
0,549
0,059
0,065
При расчете КЗ необходимо определить четыре тока:
– ток трехфазного КЗ;
– ток двухфазного КЗ;
– ток однофазного КЗ;
Iуд.КЗ – ударный ток КЗ.
Для расчета токов КЗ составляют схему замещения, в которую входят все сопротивления цепи от источника до защищаемого двигателя: питающей энергосистемы ХС(активное сопротивление энергосистемы RС не учитывается); силового трансформатора RТ и ХТ; силового кабеля Rкаб и Хкаб. Суммарное переходное сопротивление контактов в местах соединения принимается равным 15 мОм.
Приведенное индуктивное сопротивление энергосистемы ХС находится из заданного соотношения ХС / ХТ после расчета индуктивного сопротивления прямой последовательности питающего трансформатора ХТ.
Полное сопротивление трансформатора определяется по формуле
(15)
где Uк – напряжение КЗ трансформатора в процентах (определяется по значениям мощности силового трансформатора, приведенным в табл. 7); Iном.Т2 – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, который определяется из соотношения
(16)
Активное сопротивление обмотки трансформатора определяется из соотношения
(17)
где Рк – активные потери в обмотках трансформатора на 3 фазы, измеряемые в ваттах (см. табл. 7).
Таблица 7
Трансформаторы силовые масляные общего назначения трехфазные двух- и трехобмоточные с охлаждением
естественным масляным (М) класса напряжения 10 кВ [7]
Тип
S, кВ·А
Uк, %
Потери, кВт
Рх
Рк
ТМ-25/10
4,5
0,135
0,600
ТМ-40/10
4,5
0,190
0,880
ТМ-63/10
4,5
0,256
1,280
ТМ-100/10
4,5
0,365
1,970
ТМ-160/10
4,5
0,565
2,365
ТМ-250/10
4,5
0,820
3,700
ТМ-400/10
4,5
1,050
5,500
ТМ-630/10
5,5
1,560
7,600
Реактивное сопротивление обмотки определяется по формуле
(18)
Активное RТ и индуктивное ХТ сопротивления трансформатора определяются по табл. 8 [4] для стандартных трансформаторов соединения «звезда/звезда с нулем» (или «треугольник/звезда») или рассчитываются по формулам (17) и (18).
Ток трехфазного КЗ в месте установки двигателя находится из выражения
(19)
где ZКЗ – модуль полного сопротивления до точки КЗ;
(20)
Суммарные активное RКЗи реактивное XКЗ сопротивления до места КЗ определяются по выражениям
RКЗ=Rкаб+RT+RПК;
(21)
XКЗ=ХС+ХТ+Хкаб,
(22)
где RПК – суммарное переходное сопротивление контактов в местах соединения, принимаемое равным 15 мОм.
Таблица 8
Активные и индуктивные сопротивления (мОм)
трансформаторов 6(10)/0,4 кВ
Мощность трансформатора, кВ·А
uk,%
x1T=x2T
x0T
r1T=r2T
r0T
ZT(1)/3
Соединение обмоток «звезда/звезда с нулем»
4,5
64,7
581,8
31,5
253,9
260,0
4,5
41,7
367,0
16,6
150,8
162,0
4,5
27,2
234,9
9,4
96,5
104,0
4,5
17,1
148,7
5,5
55,6
65,0
5,5
13,6
96,2
3,1
30,3
43,0
5,5
8,5
60,6
2,0
19,1
27,0
8,0
12,6
72,8
2,0
19,1
33,6
5,5
4,9
37,8
1,3
11,9
16,6
Соединение обмоток «треугольник/звезда»
4,5
66,0
66,0
36,3
36,3
75,3
4,5
43,0
43,0
19,3
19,3
47,0
4,5
27,0
27,0
10,7
10,7
30,0
4,5
17,0
17,0
5,9
5,9
18,7
5,5
13,5
13,5
3,4
3,4
14,0
5,5
8,6
8,6
2,0
2,0
9,0
8,0
12,7
12,7
1,9
1,9
12,8
5,5
5,4
5,4
1,1
1,1
5,7
Ток двухфазного (межфазного) КЗ определяется из выражения
(23)
Ток однофазного КЗ в том же месте определяется из выражения [4]
Тема: Учет нематериальных активов.
1. Понятия, классификация и оценка нематериальных активов.
2. Учет поступления нематериальных активов.
3. Порядок начисления и учет амортизации нематериальных активов.
4. Учет выбытия нематериальных активов.
Положение по бухгалтерскому учету «Учет нематериальных активов» 14/2007, утверждено приказом МинФина РФ №153н от 27.12.2007г.
Рис. 9
Iном..
); на рис. 11,в – схема включения осветительных приборов (ОП); на рис. 11,г – реальная нагрузочная характеристика ОП с лампами накаливания (100 Вт); на рис. 11,д – согласование нагрузочной характеристики ОП 1 и защитной характеристики 2 автоматического выключателя [1].
Uном.с.
Iном.нагр.
;
,
– ударный ток трехфазного КЗ в месте аварии.
,
– ток трехфазного КЗ;
.
;
;
.
– ток двухфазного КЗ;
– ток однофазного КЗ;
