Разработка методики проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кв при электроснабжении от источников бесперебойного питания статического типа (стр. 2 )

Iк(1) ≥ Iогр (8)

то применяемый аппарат защиты необходимо отстраивать от величины ограниченного тока Iогр, так как в этом случае отсутствует зависимость величины тока протекающего в петле фаза-ноль от длинны проводника. В случае применения в качестве аппарата защиты предохранителя необходимо убедиться, что выполняется условие (5) (рисунок 2,а). Если защитный аппарат – автоматический выключатель, то достаточно проверить, что величина Iогр превышает ток срабатывания электромагнитного расцепителя. В этом случае размыкание контактов автоматического выключателя происходит за время намного меньшее, чем установленное допустимое время (рисунок 2 б):

Iогр ≥ Iотс (9)

Результаты такой проверки для ИБП фирмы MGE серии Galaxy PW номинального ряда мощностей 40, 60, 80, 100, 120, 200 кВА и автоматических выключателей приведены в таблице 3

Таблица 3

Применение автоматических выключателей в зависимости от номинальной мощности (ограниченного тока) ИБП, при котором обеспечивается защита при косвенном прикосновении.

Номинальная мощность ИБП, кВА.	Номинальный ток ИБП, А.	Ограниченный ток ИБП, А.	Ток уставки токовой отсечки автоматического выключателя IТО, А
50	63	80	100	125	160	200	250	320	400	500	560	630	700
32	60,77	141,6
40	75,97	177,0
48	91,16	212,4
64	121,55	283,2
80	151,93	354,0
96	182,32	424,8
128	243,09	566,4
160	303,87	708,0

Алгоритм методики проверки на обеспечение защиты при косвенном прикосновении при питании нагрузки от ИБП в инверторном режиме представлен на рисунке 3

Рисунок 3 Блок-схема алгоритма методики проверки на обеспечение защиты при косвенном прикосновении при питании нагрузки в инверторном режиме.

В режиме работы от сети необходимо отстраивать применяемый аппарат защиты от величины рассчитанного тока однофазного КЗ Iк(1) по упрощенной формуле (3)или по точной формуле (2) в соответствии с ГОСТом . То есть убедиться, что Iк(1) больше или равен току срабатывания применяемого аппарата защиты. При этом если в качестве защитного аппарата применяется предохранитель, необходимо проверить, что ток однофазного КЗ вызывает срабатывание предохранителя за время, не превышающее указанное в ПУЭ [1], то есть выполняется условие(5) (рисунок 2, а). Если защитный аппарат – автоматический выключатель, то достаточно проверить, что величина Iк(1) превышает ток срабатывания электромагнитного расцепителя. В этом случае размыкание контактов автоматического выключателя происходит за время намного меньшее, чем установленное допустимое время (рисунок 2, б). Для случая, когда защитным аппаратом является автоматический выключатель выполнены расчеты максимальных длин кабельных линий в системе TN при напряжении сети 220/380 В при питании от ИБП в режиме работы от сети, при которых обеспечивается защита при косвенном прикосновении. Результаты этих расчетов приведены в таблице 4.

Таблица 4

S, сечение проводников, мм2	Ток уставки токовой отсечки автоматического выключателя IТО, А
50	63	80	100	125	160	200	250	320	400	500	560	630	700	800
1,5	100	79	63	50	40	31	25	20	16	13	10	9	8	7	6
2,5	167	132	104	83	67	52	42	33	26	21	17	15	13	12	10
4	267	212	167	133	107	83	67	53	42	33	27	24	21	19	17
6	400	317	250	200	160	125	100	80	63	50	40	36	32	29	25
10			417	333	267	208	167	133	104	83	67	60	53	48	42
16					427	333	267	213	167	133	107	95	85	76	67
25							417	333	260	208	167	149	132	119	104
35								467	365	292	233	208	185	167	146
50									521	417	333	298	265	238	208
70												417	370	333	292
95														452	396

Максимальная длина(м) кабельной линии в системе TN к однофазному или трехфазному электроприемнику при напряжении питающей сети 220/380 В при питании от сети, при которой обеспечивается защита при косвенном прикосновении

Общий алгоритм методики проверки на обеспечение защиты при косвенном прикосновении при питании нагрузки от ИБП представлен на рисунке 4

Рисунок 4 Блок схема алгоритма методики проверки на обеспечение защиты при косвенном прикосновении при питании нагрузки от ИБП

Дополнительные мероприятия по обеспечению защиты при косвенном прикосновении при электроснабжении от ИБП статического типа. В общем случае защита при косвенном прикосновении обеспечивается применением стандартизированной системы заземления. В случае использования источника бесперебойного питания важно знать систему заземления как до, так и после ИБП. Эти две системы заземления могут быть либо одинаковы, либо различны. Для существующих установок система заземления уже определена. Система заземления после ИБП может быть как такой же, как система заземления до ИБП, так и отлична от нее в зависимости от нагрузки.

В случае если схема заземления до ИБП отлична от схемы заземления после ИБП, необходимо обеспечить гальваническое разделение цепей на всех путях питания. Это разделение осуществляется одним или несколькими изолирующими трансформаторами, которые могут быть установлены со стороны сети питания или со стороны нагрузки или же в самом ИБП (на всех путях питания - в луче выпрямитель-инвертор и в цепи байпас).Примеры разделения представлены на рисунке 5. В случае использования ИБП топологии двойного преобразования необходимо установить изолирующие трансформаторы в луч выпрямитель-инвертор и в цепь питании байпас.

ИБП

ИБП

·  - изолирующий трансформатор внутри ИБП;

·  - изолирующий трансформатор до ИБП;

·  - изолирующий трансформатор после ИБП

Рисунок 5 Примеры гальванического разделения изолирующим трансформатором

В четвертой главе

Для автоматизации процесса проверки обеспечения защиты при косвенном прикосновении в системе ТN при электроснабжении от ИБП статического типаразработан комплекс программ «Выбор кабелей в сетях до 1 кВ». Программа предназначена для использования на локальных компьютерах типа Pentium или других ПЭВМ, совместимых с IBM. Операционная среда: Windows NT/2000. Программа разработана с использованием программы Delphi, версия 7. Базы данных разработаны на Access-2000. Программа позволяет определять сечения проводников по условию нагрева в нормальном режиме, пуска электродвигателя и обеспечения защиты при косвенном прикосновении. Графический интерфейс имеет окна «выбор вышестоящего источника», «выбор метода расчета тока КЗ» «вывод позиции кабеля», «выбор электроприемника», «расчет и выбор кабеля».

Рисунок 6 Фрагмент интерфейса программы «Выбор кабелей в сетях до 1 кВ» - расчет и выбора кабеля.

В программе используются три базы данных: база данных кабелей, база данных электродвигателей, и база данных ИБП.

Для документирования результатов расчетов сечений кабеля в программе предусмотрена генерация отчета в виде документа MS Word.

В заключении обобщены основные результаты и выводы по работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1.  Предложена классификация режимов работы источников бесперебойного питания статического типа для обеспечения защиты при косвенном прикосновении.

2.  Исследовано функционирование источника бесперебойного питания топологии двойного преобразования при внешнем однофазном коротком замыкании и предложена методика расчета тока однофазного КЗ за ИБП.

3.  Разработана методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении в сетях до 1кВ при электроснабжении от источника бесперебойного питания статического типа, позволяющая практически реализовать требования современной нормативной базы по отношению к времени автоматического отключения питания.

4.  Разработаны алгоритмы и комплексы программ «Выбор кабелей в сетях до 1 кВ» для персональных ЭВМ, предназначенная для автоматизированного выбора сечений токопроводящих жил кабелей по критерию обеспечения защиты при косвенном прикосновении. Программа внедрена в проектную практику и АСНИ «Электроснабжение» кафедры электроснабжения промышленных предприятий Московского энергетического института (ТУ).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.  , , Вихров защиты при косвенном прикосновении в системах электроснабжения с заземлением TN от источников бесперебойного питания // Изв. вузов. Проблемы энергетики, 2009. - № 9-10. - С.61-66.

2.  Рагуткин времени автоматического отключения питания при электроснабжении от источников бесперебойного питания статического типа. // Электрика№ 8. - С.16-19.

3.  , Ужесточение требований к обеспечению электробезопасности // IV Международная молодежная научная конференция «Тинчуринские чтения» том 3: Тез. докл. – Казань, 2009 - С. 219-220.

4.  , , Вихров защиты при косвенном прикосновении при электроснабжении от источников бесперебойного питания статического типа без применения автоматического отключения питания // Энерго - и ресурсосбережение XXI век.: Сборник материалов VII –ой международной научно-практической интернет - конференции. – Орел, 2009. - С. 63-65.

5.  Рагуткин источников бесперебойного питания статического типа в соответствии со стандартом IEC 62040-3 // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт№ 10. - С. 16-19.

6.  , Вихров защиты при косвенном прикосновении при электроснабжении от источников бесперебойного питания статического типа без применения автоматического отключения питания. Международная научно-практическая конференция «Роль стратегии индустриально-инновационного развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы», посвященная 50 - летию Рудненского индустриального института.: Тез. докл. – Рудный, 2009 - С. 129-131.

Печ. л. Тираж Заказ

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13