Phòng cháy mạng điện yêu cầu với các thiết bị bảo vệ điện – Siêu thị PCCC

Rơle nhiệt trong bảo vệ phòng cháy mạng điện

Rơle nhiệt thường được sử dụng để bảo vệ phòng cháy mạng điện, động cơ điện làm việc liên tục chống sự đốt nóng nguy hiểm khi có quá tải lâu dài, chu kỳ làm việc của động cơ lớn hơn 30 phút. Các rơle nhiệt thường thấy trong bộ khởi động từ, sự đốt nóng của thanh lưỡng kim là do chính cường độ chạy qua nó (bộ phận nhả được đốt nóng trực tiếp) hay bằng phân tử đốt nóng riêng (bộ phận nhả đốt nóng gián tiếp) hoặc phối hợp cả hai loại.

Rơle nhiệt thường dùng để bảo vệ động cơ điện tránh làm việc hai pha vì vậy người ta thường dùng một rơle hai phần tử hoặc rơle một phần tử.

Rơle nhiệt có chức năng phòng cháy mạng điện

Rơle nhiệt có chức năng phòng cháy mạng điện

Rơle nhiệt phòng cháy mạng điện có các thông số sau:

Điện áp định mức của rơle. Đó là điện áp lớn nhất của mạng cho phép sử dụng rơle đó.

Cường độ dòng điện định mức của rơle – Iđm rơle đó là cường độ dòng điện liên tục lớn nhất mà không gây tác động rơle.

Cường độ dòng điện định mức của phần tử đốt nóng Iđmptđn đó là cường độ dòng điện liên tục lớn nhất khi đó phần tử đốt nóng của rơle không tác động (đối với rơle có phần tử đốt nóng hỗn hợp).

Cường độ dòng điện định mức tác động của rơle (đối với rơle có điều chỉnh)

Iđmtđ rơle = 0,6 ÷1) Iđm rơle (đmptđn).

Cường độ dòng điện tác động của rơle nhiệt Itđrơle nhiệt nhiệt đó là cường độ dòng điện nhỏ nhất khi đó tác động rơle nhiệt.

Itđrơle nhiệt = (1,2÷ 1,3) Iđm role (đmptđn).

Đối với rơle có điều chỉnh giá trị Iđm rơle và Iđm ptđn tương ứng với vị trí không của cái điều chỉnh (dòng điện đặt không).

Đối với rơle có phần tử đốt nóng hỗn hợp cường độ dòng điện định mức của rơle bằng dòng điện lớn nhất của một trong những giá trị định mức của các phần tử đốt nóng đặt trong rơle này.

Rơle nhiệt được sử dụng rộng rãi để bảo vệ động cơ điện vì đặc tính bảo vệ của chúng cũng giống đặc tính quá tải của động cơ.

Tính năng bảo vệ (2) của rơle nhiệt thích hợp khi Iđm rowle = Iđm động cơ

Theo hình vẽ 2.13 tồn tại vùng quá tải lớn còn được gọi là vùng bảo vệ sớm (vùng A) tại đây rơle tác động sớm hơn động cơ đạt tới nhiệt độ cho phép, khi quá tải tức là tương ứng trạng thái dừng lại của động cơ khi đó rơle không đảm bảo kịp thời ngắt động cơ, vùng này được gọi là vùng không bảo vệ (vùng B).

Để giảm vùng A và hoàn thiện việc sử dụng khả năng quá tải của động cơ cường độ dòng điện tác động của rơle phải chọn theo điều kiện I­tđ rơle  = (1,15 ÷ 1,2) Iđmđ rơle trong trường hợp này tính năng bảo vệ của rơle trở về vị trí 3 của đồ thị. Khả năng không bảo vệ trong vùng quá tải lớn (vùng B) có thể điều hòa bằng việc sử dụng cầu chì và rơle.

 

Yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ đảm bảo an toàn phòng cháy mạng điện

Các thiết bị bảo vệ phòng cháy mạng điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

a) Thiết bị bảo vệ không bị đốt nóng quá nhiệt độ cho phép trong điều kiện làm việc bình thường.

b) Không ngắt thiết bị điện khi quá tải ngắn hạn (dòng điện khởi động, dòng điện phụ tải công nghệ, dòng điện khi tự khởi động).

Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì và dòng điện đặt của atômát để bảo vệ các đoạn mạch phải chọn theo dòng điện tính toán nhỏ nhất của các đoạn ấy hay theo dòng điện định mức của thiết bị tiêu thụ điện. Thiết bị điện bảo vệ bị đốt nóng lâu dài tính chất bảo vệ của nó giảm mạnh, ví dụ khả năng tác động khi quá tải, giảm sự vận hành bình thường của các thiết bị điện , làm dao động tính năng bảo vệ so với tiêu chuẩn, làm thay đổi trạng thái nhiệt độ bình thường khi làm việc.

Ở nhiệt độ không bình thường thiết bị bảo vệ có thể tác động không chọn lọc, sự ngắt rối loạn sẽ dẫn đến rối loạn quy trình công nghệ đôi khi gây sự cố, cháy, nổ. Để đáp ứng yêu cầu thứ nhất phải chọn thiết bị bảo vệ sao cho dòng điện định mức của chính thiết bị đó và dây chảy, bộ phận nhả của atômát phải bằng dòng điện tính toán cho mạng.

Đối với cầu chì phòng cháy mạng điện :

                    Iđmcc

                    ≥ tôi tt                              

                   Iđmdccc

 Đối với atômát và rơle nhiệt phòng cháy mạng điện của bộ khởi động từ:

                   Tôi DJM Atomic ≥ tôi tt

                   Iđm tđ nhiệt ≥ Itt

                   Iđm điện từ

                   Iđm rơle  (phần tử đốt nóng ≥ Itt )

Để phù hợp với điều kiện thứ hai cần phải tính toán đến chế độ làm việc của thiết bị và dòng điện tính toán của mạng.

Chọn dây chảy cầu chì, nếu tính năng tác dụng của chúng tiến hành chọn theo đường cong 1, 2, 3, 4 (hình 2.14) mang đặc tính dòng điện khởi động của động cơ (5). Dây chảy phải chọn sao cho tất cả các điểm của nó nằm trên đường cong tính năng khởi động của động cơ, ở đây chính là đường cong 2.

Khi bảo vệ bằng atômát có bộ ngắt điện từ hay phối hợp phải chọn sao cho dòng điện tác động (dòng điện đặt) Icủa bộ phận ngắt cao hơn dòng điện cực đại tức thời chạy trên dây dẫn Imax  và thích hợp điều kiện:

Đối với atômát phòng cháy mạng điện

Itđ điện từ ≥ 1,25 Imax

Itđ điện từ  ≥ 1,5 Imax

Hệ số 1,25 và 1,5 áp dụng tính tương đối chính xác khi xác định dòng điện cực đại tức thời của dây dẫn và tính năng của các bộ nhả điện từ trong atômát.

Đa số các atômát có hệ số 1,25 đảm bảo không ngắt rối loạn khi động cơ khởi động.

                   Itđ nhiệt ≥ 1,25 Ilv

Rơle nhiệt trong bộ khởi động từ ở chế độ dễ khởi động của động cơ (thời gian kéo dài khởi động dưới 10 giây ).

                    Iđm rơle  ≥ Iđm ptđn = Iđmđc

Đối với rơle nhiệt phòng cháy mạng điện trong bộ khởi động từ khi chế độ khởi động của động cơ khó                    Iđm rơle  ≥ Iđm ptđn = (1,05÷ 1,2) Iđmđc

Ở đây Iđmđc – dòng điện định mức của động cơ.

Ilv -dòng điện làm việc trong mạng cần bảo vệ (nếu mạch cung cấp cho một động cơ Ilv=Iđm)

 

c) Thiết bị bảo vệ phải ngắt mạch khi quá tải lâu dài, ngược lại phụ thuộc vào dòng điện duy trì thời gian.

 

d) Trong mọi trường hợp, thiết bị bảo vệ phải đảm bảo ngắt đoạn mạch sự cố ngắn mạch ở cuối đường dây cần bảo vệ:

Phòng cháy mạng điện khi ngắn mạch một pha – trong các mạng trung tính trực tiếp nối đất, khi ngắn mạch hai pha – trong các mạng trung tính cách ly.

Theo tiêu chuẩn chế tạo, lắp đặt thiết bị điện, bộ phận nhả bằng điện từ của atômát phải chọn theo điều kiện.

Iđiện từ ≤ 4,5I cho phép. Nếu khi đường dây điện bị hỏng dòng điện ngắn mạch tăng quá dòng điện tác động của atômát đường dây cần bảo vệ bị ngắt điện nhanh chóng, loại trừ khả năng dây dẫn bị đốt nóng tới nhiệt độ nguy hiểm. Nếu cùng dòng ngắn mạch ấy lại nhỏ hơn dòng điện tác động của atômát, atômát không tác động, dòng điện này gây hỏng dây dẫn, dây cáp, không cho phép kéo dài thời gian ngắn mạch nhất là ở những nơi có nguy hiểm cháy, nổ.

Cần chú ý khi dòng điện ngắn mạch lớn chạy qua các thiết bị, nó sẽ gây đốt nóng dây dẫn, dây cáp làm cháy cách điện dọc theo dây. Tia lửa điện sinh ra ở chỗ bị sự cố nếu trong thời gian dài không được ngắt mạch sẽ làm cháy cục bộ chất cách điện.

phòng cháy mạng điện trong vùng nguy hiểm nổ

Phòng cháy mạng điện trong vùng nguy hiểm nổ

Việc ngắt dòng điện mạch ở cuối đường dây cần bảo vệ được đảm bảo nếu thực hiện tốt các điều kiện sau:

Khi bảo vệ phòng cháy mạng điện trong vùng nguy hiểm nổ:

                     

Khi bảo vệ phòng cháy mạng điện trong vùng không nguy hiểm nổ:

                               

Chú ý: 1,25 đối với atômát

Iđm ≥ 100A

1,4 đối với atômát

Tôi DJM <100A

Để tính gần đúng dòng điện ngắn mạch trên mạng điện áp dưới 1000V sử dụng các công thức sau:

– Dòng điện ngắn mạch một pha trong mạng trung tính trực tiếp nối đất:

                 

– Dòng điện ngắn mạch hai pha trong mạng trung tính cách ly:

Ở đây: UP và Ud điện áp định mức pha và điện áp định mức dây, của mạng, V;

Z(P-0) và ZP   – điện trở toàn phần của mạch có dòng ngắn mạch ứng với nhánh pha- trung tính và đối với “các pha”, Ω.

Giá trị Z xác định theo công thức:

Ở đây:

 điện trở thuần và điện trở cảm ứng dây trung tính, Ω;

l – chiều dài đoạn mạch, km;

S, So – tiết diện của dây pha và dây trung tính, nm2;

 – điện trở suất tính toán của dây dẫn; đồng 19, nhôm 32 Ω nm2/km;

a- giá trị trung bình điện trở cảm ứng 1km dây dẫn: dây cáp lấy = 0,07; dây dẫn đặt trong ống 0,09; đối với dây có cách điện đặt hở trên sứ 0,25; đối với dây tải điện trên không điện áp dưới 1000V.

 điện trở thuần và điện trở cảm ứng của các pha trong máy biến áp, Ω.

(Ở đây ST – công suất máy biến áp, KVA; c- hệ số bằng 4 cho các máy biến áp tới 60KVA; 3,5 tới 180KVA; 2,5 tới 1000KVA; 2,2 tới 1800KVA; đ- hệ số bằng 2 cho các máy tới 180KVA; 3 tới 1000KVA; 4 tới 1800KVA.

ra– điện trở phụ của các tiếp xúc, Ω.

ZT(1) – điện trở toàn phần tính toán của máy biến áp dòng điện ngắn mạch ra vỏ (chạm đất).

Khi tính toán dòng ngắn mạch trong thiết bị tới 1000V, cần tính tất cả điện trở thuần các phần tử của mạch rẽ ngắn mạch và điện trở thuần các tiếp xúc của mạch rẽ ấy (bulông trên thanh dẫn, cực nối dây dẫn vào và ra của thiết bị, tiếp xúc ở chỗ dễ tháo của thiết bị và tiếp xúc ở điểm ngắn mạch). Điện trở chuyển tiếp tăng tại điểm ngắn mạch đây là điều cần lưu ý khi dòng điện ngắn mạch đạt từ 1000KA trở lên.

Đối với các bảng phân phối ở trạm biến áp ra = 0,015Ω.

Đối với các điểm phân phối của xí nghiệp đầu tiên U = 380V.

Cung cấp cho mạng hình tia lấy điện từ trạm ra = 0,02Ω.

Đối với điểm phân phối xí nghiệp thứ hai và các cực của thiết bị lấy điện từ điểm phân phối thứ nhất ra = 0,025Ω.

Đối với thiết bị bảo vệ đặt trước động cơ điện (công tắc tơ, khởi động từ) lấy điện từ điểm phân phối thứ hai = 0,03Ω.

Trong mạng phân phối tới 1000V điện trở thuần đôi khi lớn hơn điện trở cảm ứng. Vì vây khi xác định dòng điện ngắn mạch có thể bỏ qua tổng trở cảm ứng của mạch kín, nếu  tức là Xn = 0.

Điện trở tính toán của máy biến áp điện áp 400V lấy trong bảng:

Điện trở tính toán của máy biến áp điện áp 400V

Trong tính toán nếu không kể điện trở của cuộn dây máy biến áp ZT(1) và không kể điện trở cảm ứng nhánh ngắn mạch Xn thì

                       

Nếu thiết bị bảo vệ không đảm bảo tin cậy ngắt mạch khi có ngắn mạch theo điều kiện 2- 12, 2-13 trên đường dây cần đặt thiết bị trung gian có dòng điện tác động nhỏ hay sử dụng biện pháp giảm điện trở pha ví dụ tăng tiết diện dây trung tính.

e) Khả năng ngắt mạch phòng cháy mạng điện

I giới hạn của thiết bị bảo vệ phải thích hợp dòng điện ngắn mạch 3 pha ở đầu đoạn mạng cần bảo vệ, nếu dòng điện giới hạn ngắt mạch nhỏ hơn dòng điện ngắn mạch có thể xảy ra, thiết bị bảo vệ không ngắt mạch được đoạn sự cố hoặc thời gian ngắt mạch kéo dài quá mức cho phép, thiết bị bảo vệ sẽ bị hỏng, vì vậy, dòng điện giới hạn ngắt mạch phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện khả năng ngắn mạch lớn nhất ở đầu đoạn mạng cần bảo vệ.

Igiới hạn  ≥ In.m (đầu) 

Trong các xí nghiệp phân phối mạng điện dưới 1000V dòng điện ngắn mạch đôi khi đạt tới giá trị làm khó chọn thiết bị bảo vệ theo công thức. Ở những trường hợp này dòng điện ngắn mạch có thể hạn chế đến giới hạn cho phép nhờ loại cầu chì giới hạn dòng điện, giảm công suất của máy biến áp cung cấp điện. Dòng điện ngắn mạch 3 pha ở đầu đường dây cần bảo vệ không phụ thuộc vào chế độ trung tính máy biến áp và xác định theo công thức:

           

Dòng điện ngắn mạch phòng cháy mạng điện ở đầu đoạn mạng cần bảo vệ của sơ đồ (2 pha trung tính ) xác định theo công thức (**), còn lưới 1 pha xác định theo (*).

Bài viết liên quan:

Chat
. 0984 957 114