Места установки аппаратов защиты выбирают, руководс­твуясь следующими указаниями ПУЭ.

1. Аппараты защиты должны располагаться в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы исключить возмож­ность их механических повреждений и опасность для обслужи­вающего персонала.

2. Аппараты защиты следует устанавливать в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обес­печения чувствительности и избирательности защиты.

3. При защите сети автоматическими выключателями и пре­дохранителями они должны устанавливаться на всех нормально незаземленных фазах. Установка аппаратов в нулевых проводах исключается.

4. На квартирных групповых щитках предохранители и ав­томатические выключатели должны устанавливаться только в фазных проводах. Перед счетчиком устанавливают двухполюс­ный выключатель, отключающий фазный и рабочий нулевой провод ввода в квартиру.

5. Допускается не устанавливать аппараты защиты:

а) в месте снижения сечения питающей линии по ее длине и на ответвлении от нее, если защита предыдущего участка ли­нии защищает участок со сниженным сечением или если незащищенный участок линии или ответвления от нее выполнен проводниками с сечениями, составляющими не менее полови­ны сечений защищенных участков;

b) на ответвлениях от питающей линии проводников цепей измерения, управления и сигнализации;

с) на ответвлениях проводников от шин щита к аппаратам, установленным на том же щите; при этом проводники должны выбираться по расчетному току цепи.

Выбор аппаратов защиты производится по их защитным ха­рактеристикам .

Примеры схем защиты

Ниже рассмотрены примеры схем защиты электроустано­вок и электрических сетей напряжением 0,4 кВ жилых и обще­ственных зданий.

На рис. 3.1, а приведена схема токовой отсечки (ТО) без вы­держки времени в трехфазном исполнении. Реле тока КА1-КАЗ включены в каждую фазу обмотки статора непосредственно. При срабатывании хотя бы одного реле размыкается соответс­твующий контакт КА1-КАЗ в цепи катушки контактора КМ, и электродвигатель отключается от сети [4].

Защита электродвигателя от перегрузки осуществляется то­ковой защитой, реагирующей на возрастание тока, а также тем­пературной защитой. Токовая защита выполняется электроме­ханическими, полупроводниковыми или электротепловыми реле. Защита двигателей от перегрузки не должна срабатывать при кратковременных перегрузках, поэтому она имеет выдержку времени и может действовать на отключение, на сигнал или на разгрузку механизма двигателя.

Защиту от перегрузки устанавливают, когда, например, не­обходимо ограничить длительность пуска или самозапуска дви­гателей при пониженном напряжении.

Защита от перегрузки (рис. 3.1, а), выполняемая с помо­щью электромагнитных реле, содержит реле тока (КА4) и реле времени (КТ).

Если защита должна отключать двигатель и при обрыве фа­зы, то ее выполняют двухфазной. Двухфазной должна быть за­щита и при наличии плавких предохранителей, используемых для защиты двигателя от КЗ.

При длительной перегрузке и при затянувшемся пуске двига­теля реле времени КТ успевает сработать и, размыкая контакт КГ в цепи катушки контактора КМ (рис. 3.1), отключить двигатель.

Условия выбора тока срабатывания реле тока:

где kотс — коэффициент отстройки; kотс = 1,1—1,2; kв - коэф­фициент возврата; kв = 0,8; kсх — коэффициент схемы; Iп — пусковой ток двигателя; k1 — коэффициент трансформации трансформатора тока.

Рис. 3.1. Принципиальная схема защиты электродвигателя

напряжением ниже 1 кВ:

а — от междуфазных КЗ и перегрузки; б — от перегрузки с помощью элект­ротепловых реле.

По первому условию реле не должно срабатывать в нор­мальном режиме работы двигателей; по второму условию реле должно приходить в действие при пусках двигателя, если пуск затянулся; tс.з = Зс.

Токи срабатывания полупроводниковых расцепителей ав­томатических выключателей для срабатывания защиты двигате­лей от перегрузки выбирают по приведенным выше условиям. Защита считается эффективной, если

Последнее условие не выполняется расцепителями автома­тических выключателей «Электрон» из-за низкого kв = 0,75 и значительного

kотс = 1,3...1,5. Полупроводниковые расцепители автоматических выключателей «Электрон», А3700, ВА име­ют регулируемую выдержку времени (4... 16) с при кратности то­ка, равной 6Iрасц.ном. Это обеспечивает недействие защиты в нормальном пусковом режиме.

Защита от перегрузки, выполняемая с помощью тепловых расцепителей или электротепловых реле автоматических выклю­чателей, получается наиболее эффективной, если Iрасц.ном = Iд.ном.

На рис. 3.1, б показано использование электротепловых ре­ле для защиты двигателя от перегрузки. А так как эта защита ис­пользуется для защиты двигателя от работы на двух фазах, то для повышения надежности магнитный пускатель должен содер­жать три электротепловых реле (К8Т1, К5Т2, К5ТЗ). Номиналь­ный ток электротеплового реле определяют по условию:

где Iнг.ном — номинальный ток сменного нагревателя электро­теплового реле.

Основными недостатками электротепловых реле являются следующие [4]:

1. при КЗ нагреватель реле может перегореть раньше, чем реле отключит электродвигатель; поэтому эту защиту устанавли­вают при наличии быстродействующей защиты от КЗ, напри­мер, плавких предохранителей;

2. плохое согласование с тепловой перегрузочной способ­ностью двигателей;

3. недостаточная стабильность параметров срабатывания в процессе эксплуатации (АЗ 100).

На рис. 3.2 приведена принципиальная схема температурной защиты двигателя с использованием позистора (типа УВТЗ-2).

Рис. 3.2. Принципиальная схема температурной защиты электродвигателя напряжением до 1 кВ типа УВТЗ-2 с использованием терморезистора

(позистора):

КL — промежуточное реле постоянного тока; VD1, R1, VD2, С1 — стабилизи­рованный выпрямитель; RК — позистор.

При допустимой температуре обмоток двигателя сопротив­ление позистора

R = 150...450 Ом и реле КL находится в поло­жении срабатывания, т.е. его контакт КL замыкает цепь катушки контактора КМ. В аварийных режимах, когда температура обмо­ток двигателя резко повышается, сопротивление позисторов также резко увеличивается. При этом ток в обмотке реле КЬ уменьшается, и оно возвращается в исходное состояние, размы­кая цепь катушки КМ. Электродвигатель отключается от сети.

Устройство УВТЗ-2 является также защитой от обрыва ну­левого провода в сетях 0,4 кВ. Обрыв нулевого провода недопус­тим по технике безопасности, так как при этом нарушается связь между корпусом электродвигателя и заземленной нейтра­лью, что может привести к поражению людей электрическим током. Так, при обрыве нулевого провода напряжение на обмот­ке реле КЬ исчезает, и электродвигатель отключается от сети.

Аппаратом защиты минимального напряжения является также магнитный пускатель или контактор, так как при напря­жении менее (0,6...0,7) Uном он автоматически отключается, и включить его можно с помощью схем управления при восста­новлении напряжения в сети.

На рис. 3.3 приведена однолинейная схема панели ВРУ для ввода питания в жилые и общественные здания [2].

Рис. 3.3. Схема панели ВРУ на напряжении 0,4 кВ.

При выполнении распределительной подстанции (распреде­лительного пункта, силового пункта, распределительного щита, шкафа и т.д.) на напряжение до 1 кВ используют стандартные панели, на которых устанавливают комплекты из рубильников с предохранителями или рубильников с автоматическими вы­ключателями, иногда с контакторами. Схема панели распреде­лительного щита с рубильниками и предохранителями РПС-2 и трансформаторами тока ТК-20 дана в трехфазном исполнении на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Схема панели распределительного

щита на четыре линии с рубильниками и предохранителями на напряжение 0,4 кВ.

При составлении схемы распределительной подстанции (РП) нагрузки и отходящие линии подбирают таким образом, чтобы РП не получилась громоздкой и дорогостоящей, но в то же время была устойчива к токам КЗ. При линиях небольших сечений нагрузки группируют по мелким магистралям. В случае применения рубильников с предохранителями пропускную спо­собность отходящих линий для силовой нагрузки рекомендуется принимать равной 250 и 400 А. Сечения проводов и кабелей вы­ше 150 мм2 применять не рекомендуется.

В схемах РП для силовых и осветительных сетей должно быть обеспечено отключение всей РП без нарушения работы ос­тальных РП, питающихся от одной магистрали. Для силовых РП это достигается применением общих рубильников на вводе, причем при питании группы РП «цепочкой» каждая РП может быть отключена без нарушения работы самой цепочки.

Для потребителей, требующих более надежного электро­снабжения, применяют РП с двумя рубильниками или контак­торами на вводе для подключения к независимым источникам питания. Ответвления от РП защищают предохранителями или автоматическими выключателями.

ГЛАВА 4