ZATITNI PREKIDAI Zatitni prekidai su sklopne naprave kojima

ZAŠTITNI PREKIDAČI Zaštitni prekidači su sklopne naprave kojima je u uklopljenom stanju akumulirana mehanička energija u opruzi, a ona služi za naglo otvaranje kontakta i prekidanje nastale struje kratkog spoja. Ovaj mehanizam za isklapanja aktiviraju elektromagnetski okidači, a njih struja kratkog spoja. Zaštitni okidači imaju obično dva odvojena sistema : -jedan pomoću bimetala ( b), koji je zaštita od preopterećenja, i drugipomoću elektromagneta ( Z ), koji aktivira direktna struja kratkog spoja, a privučene kotve djeluju neposredno na okidački mehanizam. Drugi sistem izveden je sa samozaporom (SZ ), koji nakon djelovanja elektromagnetskog okidača, nakon aktiviranja zaštite od kratkog spoja, sprečavaponovno uklapanje prekidača dok se posebnom intervencijom ne oslobodi mehanizam samozapora i omogući da se nanovo uklopi prekidač. To je potrebno zato da se upozori stručna osoba da je došlo do kratkog spoja i da se prije ponovnog uklapanja provjeri isravnost štićenog voda. Samozapor pri djelovanju elektromagnetskih okidača može biti izveden i elektronički, ali tada mora imati mehanizam “pamćenja” iubeznaponskom stanju.

• Karakteristika osigurača i princip njegova rada

• Na slici je prikazan zaštitni prekidač sa mehanizmom brzo uklapanje i brzo isklapanje kojim se i ručno upravlja. Obično je svaki opremljen daljinskim okidačem za direktno isklapanje. Daljinsko uklapanje može se obaviti samo ako se doda poseban uređaj. Iza sklopnog dijela strujni tok protječe kroz bimetalne ielektromagnetne okidače. Ostali strujni krugovi služe za razna blokiranja iupravljanje. Na karakteristici je vidljivo da kod manjih struja preopterećenja najprije djeluju bimetalni okidači. Kad struja poraste na podešenu vrijednost elektromagnetskog okidača nastaje brzo okidanje i isklapanje. Kod velikih struja vrijeme prekidanja iznosi od 20 do 40 ms, odnoso svodi se na brzinu djelovanja mehanizma. Prekidač mora prekinuti struju kratkog spoja u vremenu od 0, 1 s. Da bi se to ostvarilo struja kratkog spoja mora biti najmanje 1. 5 puta veća od podešene struje zaštite. Ovo vrijedi za gotovo sve tipove osigurača.

Rastalni osigurači • Rastalni osigurači su rasklopne naprave koje prekidaju strujni krug rastaljivanjem rastalnice, koja čini strujnu stazu osigurača, ukoliko se premaši njena nazivna vrijednost. Rastaljivanje rastalnice obavlja se u keramičkom tijelu ispunjenom kvarcnimpijeskom koji izolira i gasi nastali luk.

Kod običnih osigurača s navrtkom predviđena je strujna staza kroz: a) tijelo osigurača sunutrašnjim kontaktom preko prisjednog vijka; b) uložak u kojem se nalazi rastalnica; c) kapu osigurača kojom je uložak pričvršćen i zaštićen. Osigurač mora biti tako pričvršćen da strujni tok ide točno spomenutim redom prema potrošaču.

Ukoliko imamo situaciju kada su povećane vrijednosti nazivnih struja, prekidna moć naglo opada. U takvim situacijama je potrebno primijeniti tzv. VISOKOUČINSKE OSIGURAČE.

Prekidna struja visokoučinskih osigurači unatno je veća od osigurača s okruglim ulošcima. Rastalnica im sesastoji od bakrene folije s izrezima kako postigle željene karakteristike izgaranja. Povećani toplinski kapacitet rastalnice omogućuje iradu osigurača većih nazivnih struja manjeg prijelaznog otpora i izrazito veće prekidne struje. Tim osiguračima nije moguće podnožjem ograničiti nazivnu struju jer je kontaktni dio jednak za sve struje. Natpis i oznaka nazivne struje mogu se lako usporediti s propisanim vrijednostima nazivne struje, koja se može označiti pored podnožja ili na samom podnožju osigiurača. Ti se ulošci izvlače i uvlače u kontaktna podnožja pomoću posebne ručke ili hvataljke koja se zakači na metalne izdanke kontaktnih stijenki uloška.

Ulošci običnih ivisokoučinskih osigurača izrađuju se, prema svojoj karakteristici djelovanja, kao brzi ili kao tromi. To se oddnosi na brzinu izgaranja rastalnice za jednake nazivne vrijednosti osigurača. Razlika u brzini djelovanja izrazitije dolazi do izražaja kod struja nekoliko puta većih od nazivnih, što se posebno susreće u području uputnih struja motora. Tako se tromi osigurači upotrebljavaju isključivo za zaštitu motora. Za zaštitu ostalih strujnih krugova , gdje su struje pokretanja manje izražene, dolaze osigurači s brzom karakteristikom.

Kod metanskih jama se zahtijeva se vrlo kratko djelovanje osigurača pri kratkom spoju , što znači upotrebu brzih osigurača, dolazi do problema uduvoljanja pokretanju motora. Jer, za to potrebna nekoliko puta povećana struja motora ne smije za vrijeme pokretanja aktivirati osigurač. Zahtijeva se da do veličine struje pokretanja karakteristika bude troma. To se že postići ukoliko koristimo kombiniranu karakteristiku osigurača.

Svi rastalni osigurači dimenziniraju se prema principima iznesenim na slici:

Kombinirani osigurači su specijalni osigurači posebno razvijeni zapotrebe rudarstva i osobito pogodni za mjesta upotrebe udaljena od trafo stamice. Prema krivulji vidljivo je da za vrijeme prekidanja d 0. 1 s dovoljna minimalna struja kratkog spoja od 1. 0 k A, a da pri tome pokretanje motora ne dovede u pitanje aktiviranje osigurača. Što nije ostvarivo upotrebom brzi ili tromi osigurača.

Sklopnici s elektromagnetskim relejima Termomagnetski relej je kombinacija bimetalnog i elektromagnetskog releja. zaštitu od kratkog spoja-kada su minimalne struje dvopolnog kratkog spoja relativno male Zaštita od preopterećenja-bimetal-omogućava normalno pokretanje motora iznad struje pokretanja-zaštita elektromagnetskim relejom iznad granične struje prekidanja sklopnika Ir -zaštita rastalnim osiguračima

Ako zahtijevamo da svaki kratki spoj bude prekinut u vremenu manjem od 0. 1 s -metanske jame, onda će taj uvjet ispuniti elektromagnetski relej sve do struje kratkog spoja koje sklopnik može prekinuti, dakle do: -minimalna potrebna struja kratkog spoja je 2 000 A -sklopnik snage mora imatu rasklopnu struju >2 000 A -sklopnik snage-prekida struju znatno vecu od onih koje su propisane za standardne sklopnike. Razlika između elektromagnetskih releja i elektromagnetskih okidača je u tome što njihovo aktiviranje djeluje na preklapanje jednog kontakta.

Prema tome imao li kombinaciju osigurača i termomagnetskog releja, onda područja podešavanja biramo kako slijedi: Zaštita od preopterećenja: Zaštita od minimalnog kratkog spoja: Zaštita od maksimalne struje kratkog spoja: i Dakle ako je maksimalna rasklopna struja sklopnika snage dodati osigurače, a ako je ona veča od Іkmax valja

Kombinirana zaštita Zbog promjene pogonskih uvjeta prethodno projektirana zaštita ne odgovara zahtjevima propisa. a) sklopna naprava postaje preslaba da prekida povečane maksimalne struje kratkog spoja. -mogučnost ili promjene sklopne naprave ili ugradnje rastalnihn osigurača ispred nje.

b) Minimalna struja kratkog spoja postaje premala da bi sigurno aktivirala sklopne naprave radi prekidanja nastalog minimalnog kratkog spoja. -Iza osigurača ili umjesto njega ugradimo zaštitni prekidač kojem če se elektromagnetski okidači moći podesiti na željenu vrijednost zaštite. -Iza osigurača ugradimo sklopnik s termomagnetskim relejom kojem će se Elektromagnetski relej moći podesiti na potrebnu vrijednost zaštite. Pad napona Pojam pada napona Pad napona – pojava koja prati svaki prijenos električne energije -ovisi o: - veličini struje - otporu prijenosnih vodova, odnosno o otporu izvora U jednostavnom zatvorenom strujnom krugu s jednim izvorom bit će napon na potrošaču manji od napona na izvoru:

Up<Ui Shematski je to prikazano na slici 214 Pad napona definiramo kazališno kao razliku između napona na početku i na kraju voda , dakle: U=Ui-Up a vrlo ga često izražavamo u postocima s obzirom na nazivni napon. Redovito napon izvora mora odgovarati nazivnom naponu pri punom opterećenju.

-napon na trošilu mora biti što bliži nazivnome, znaći da pad napona bude što manji Smanjenje pada napona zahtijeva - povećani presjek vodića - veće investicijsko ulaganje Ravnoteža između troškova uvjeta pada napona u pogonu određuje ekonomsku i tehničku granicu pada napona - dopušteni pad napona koji ovisi o karakteristikama i uvjetima pogona Pad napona je kazališna veličina, tako da je kazalo pada napona: U=Ui-Up -reaktivne komponente impedancije voda su relativno male te je pomak između kazala Uii kazala Up pa se pod pojmom pada napona podrazumijeva razlika apsolutnih veličina: U = |Ui| - |Up| ≈ |Ui - Up| ≈ Ui -Up u = U * 100 (%) U (V)

Fazni pomak struje i napona nije jednak na početku i na kraju voda -nas zanima koliko je napon potrošača manji od nazivnog -pri tome će kod utjecajne relativne komponente impendancije voda biti: Ui > (Up + U) -samo ako je fazni pomak struje i napona na početku i na kraju voda jednak dobiva se: Ui = Up + ΔU -ovi odnosi vrijede za induktivna opterećenja (motorni pogoni), dok kod kapacitivnog opterećenja može (natkompenzirana mreža s kondenzatorima) može biti: U i < U p.

U = Ur + Ux gdje su: Ur = I Rv cosφ , komponente pada napona zbog radnog otpora voda Rv a: U = I Xv sinφ , komponente pada napona zbog induktivnog otpora rada X v -tako je ukupni pad napona: U = I (Rv cosφ + Xv sinφ)

- samo ako je kompenzacija jalove energije provedena pomoću kondenzatora, ako je smanjeno opterećenje, a kondenzatori uključeni. - napon na kondenzatorima može biti veći od napona na početku voda – pad napona je kazalična veličina -njegova apsolutna vrijednost nema večega utjecaja na proračun mreže -bitna je projekcija kazala pada napona na napon na početku voda U i Ur = I Rv cosφ Ux = I Xv cosφ - kada komponente zbrojimo dobijemo ukupni pad napona na svim dionicama voda: U = Ur + Uy = ( Ur + ΔUx ) (V) p= √ 3 U * 100 U = 1. 73 U ( ) U - pri tome je: Up + U Ui

4. 5. 2. Proračun pada napona Iu = ( 6 - 8 ) * I m gdje je Im nazivna struja motora (A) specijalni rudnički motori se izrađuju sa : Iu = ( 4, 5 – 5 ) * Im

TS – trafostanica R – razvod

Ukupna struja u trenutku pokretanja I jednako tako suma induktivne komponente ukupne struje u trenutku pokretanja: Onda je: -radna komponenta ukupnog pada napona kada se pokreće najnepovoljniji pogon -induktivna komponenta ukupnog pada napona kad se pokreće najnepovoljnijipogon

• • suma struje potrošača u normalnom pogonu (A) k-ukupni koeficijent opterećenja i istodobnost određenog razvoda Rv-radni otpor voda Xv-induktivni otpor voda Ukupni pad napona izražen u postotcima iznosi

Pri čemu je Pr –radna snaga Pi-jalova snaga R-radni otpor po fazi i =1, 2, 3, odnosi se na pojedinu dionicu

4. 5. 2. 1. Proračun pada napona u vodovima srednjonaponske mreže Za napajanje iz trafostanice do prvih razvoda uz znatniju potrošnju imat cemo veće presjeke vodiča, tako da će induktivna komponenta znatno utjecati na ukupni pad napona u vodu. Za udaljenije potrošače i manju struju, kao što je kod srednjonaponskih kabela, biti će vrlo mali utjecaj induktivne komponente na ukupan pad napona tako da je dovoljno pad napona proračunavati samo prema radnom otporu kabela, pa je; (V) Ili izraženo u postotcima:

4. 5. 2. 2. Proračun pada napona u vodovima niskonaponske mreže

Napon U = 500 V Struja I = 120 A Udaljenost l = 200 m = 0, 2 km Presjek vodiča kabela 35 mm

Nomogram korisno služi za provjeru računalnih vrijednosti ili pomaže da se na brzinu provjeri presjek nekog kabela ili da se odredi presjek ako onaj što je odabran na osnovi strujnog opterećenja ne zadovoljava uvjete dopuštenog pada napona.

4. 5. 3 Proračun gubitaka snage i energije u rudničkoj mreži Is-stvarno strujno opterećenje(A) Rv-otpor voda U-napon na početku voda cosφ-prosječna vrijednost 0. 7 gdje je P snaga koja se prenosi : ako unaprijed limitiramo gubitke, dobiva se potreban otpor po 1 km :

U – nazivni napon mreže cos - prosječna vrijednost faktora snage ogranka mreže (0, 7) r. N, l. N – jedinični otpor po km i dužina dionice ogranka Pn – snaga pojedinog potrošača u ogranku rn, ln – jed. otpor po km i dužina ogranka u km koji prenosi snagu Pn

• Pon – gubitak pojedinog ogranka u postocima • Ki - faktor istodobnosti pojedinih ogranaka p 0 – postotni gubitak radne snage ogranka P 0 – radna snaga ogranka (k. W) Tgod – sati rada u gdini uz opterećenje radnom snagom P 0