Защита электрических сетей напряжением 0,4 кВ. Требования к выбору защит, аппаратуры, кабелей и проводов в сетях напряжением 0,4 кВ. Термическая устойчивость кабелей и проводов

13. Защита электрических сетей напряжением  0.4 кВ

13.1. Общие сведения

Электрические сети трехфазного тока напряжением 0.4 кВ являются основой систем электроснабжения промышленных предприятий, населенных пунктов, городов и агропромышленных комплексов. Основными потребителями сетей 0.4 кВ являются электродвигатели трехфазного тока, а также потребители однофазного тока – светильники электрического освещения (220 В), бытовая и другие нагрузки. Сети 0.4 кВ работают в системе с глухозаземленной нейтралью (четырех- или пятипроводные сети). В сетях трехфазного тока напряжением 0.4 кВ могут возникнуть следующие виды повреждений и ненормальных режимов: междуфазные КЗ, однофазные КЗ на землю, обрыв одного провода или перегорание предохранителей (неполнофазный режим), а также кратковременные перегрузки, связанные с пусками электродвигателей или с технологическим процессом.

В соответствии с [1] электрическая сеть напряжением 0.4 кВ должна иметь быстродействующую защиту от токов КЗ, обеспечивающую требуемую чувствительность и по возможности селективное отключение поврежденного участка. Неселективное отключение допустимо в тех случаях, когда это не приводит к авариям или тяжелым нарушениям технологического процесса. Наряду с защитой от токов КЗ должна быть предусмотрена защита от длительных перегрузок, действующая с выдержкой времени и отстроенная от кратковременных перегрузок.

В качестве основных аппаратов защиты в сетях напряжением 0.4 кВ  применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

13.2. Требования к выбору защит, аппаратуры, кабелей и проводов в сетях напряжением 0,4 кВ

В сетях напряжением 0,4 кВ выбор защит, коммутационной аппаратуры, кабелей и проводов взаимосвязан. Для любого присоединения в сетях 0.4 кВ должны быть обеспечены:

1.Нормальный режим работы. Номинальные напряжения и токи аппаратов и допустимые токи кабелей должны соответствовать номинальному напряжению и длительному току нагрузки. Исполнение аппаратов и типы кабелей должны соответствовать условиям их эксплуатации.

2.Стойкость при КЗ. Аппараты и кабели должны быть стойкими при КЗ, а аппараты защиты  надежно отключать расчетные токи КЗ.

3.Защита от всех видов КЗ. Параметры аппаратов и кабелей должны обеспечивать достаточную чувствительность защиты ко всем видам КЗ в начале и в конце защищаемой зоны. Рекомендуется применять автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, в которых элемент с зависимой характеристикой является резервной защитой.

В сетях 0.4 кВ должны обеспечиваться: селективность (oтключение только поврежденного участка), надежность (срабатывание при появлении условий на срабатывание и несрабатывание при их отсутствии), быстродействие защиты. Быстрое отключение КЗ обеспечивает стойкость аппаратов и кабелей к термическому действию токов КЗ, снижает длительность перерыва питания электроприемников, облегчает последующий самозапуск электродвигателей, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, предотвращает возможность нарушения синхронной параллельной работы маломощных аварийных генераторов, а также синхронных электродвигателей.

4.Защита от ненормальных режимов является  защитой  от длительной перегрузки электродвигателей, подверженных перегрузкам по технологическим причинам, а также от длительной перегрузки проводов и кабелей. При пуске и самозапуске электродвигателей аппараты защиты не должны отключать цепь, а сечение кабелей должно обеспечивать достаточный для разворота электродвигателей уровень напряжения на их зажимах.

Кроме того, набор аппаратуры и ее конструктивное исполнение в цепи любого присоединения должны обеспечивать возможность вывода в ремонт присоединения или аппарата защиты без остановки основного технологического процесса.

Выбор защит, аппаратуры и кабелей любого присоединения необходимо выполнять в следующем порядке:

1.Определяются нагрузки присоединения, место подключения, составляется предварительная схема присоединения и участка питающей сети.

2.Предварительно выбирается сечение кабеля присоединения по условиям нагрева в нормальном режиме, проверяется его достаточность по условиям потери напряжения в нормальном режиме и при пуске электродвигателей.

3.Производится расчет  токов КЗ при  максимальном и минимальном режимах работы питающей системы.

4.Предварительно выбирается тип и номинальные параметры защитных аппаратов присоединения по условиям нормального режима, стойкости и селективности при КЗ. Рассчитываются уставки защиты, по результатам расчета уточняются тип и номинальные параметры аппаратов защиты.         

5роверяется чувствительность защиты. При недостаточной чувствительности осуществляют специальные мероприятия, после которых может измениться сечение или конструкция кабеля, схема присоединения, номинальный ток автоматического выключателя. После этого все расчеты выполняются заново.

6.Проверяется защита электродвигателей и кабелей от перегрузки (при необходимости) с возможным уточнением уставок защиты или сечения кабелей.

7.Проверяется селективность защиты с выше- и нижестоящими защитными