БИБЛИОТЕКА

Ю^^ ЭЛЕКТРОМОНТЕРА

QSE^^m

岂

(J ±

曲•

Q/

БЕЛЯЕВ*

ВЫБОР АППАРМУРЫ, ЗАЩИТ И КАБЕЛЕЙ В СЕТЯХ 04 кВ

図

БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА

Выпуск 617

、А. В. БЕЛЯЕВ

、ВЫБОР АППАРЛГУРЫ,3 ЗАЩИТ И КАБЕЛЕЙ

В СЕТЯХ 0,4 кВ

亜

Ленинград

ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ

Ленинградское отделение 1988

ПРЕДИСЛОВИЕПРЕДИСЛОВИЕББК 31.279 Б 43

ПРЕДИСЛОВИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

УДК 621.316.1.027.2

.Редакционная коллегия:

Андриевский В. //., Бажанов С. А., Зайцев Ю. И., Ларионов В. П,, Мусаэлян Э. С., Розанов С. 〃.，Семенов В. А., Смирнов А. Д., Трифонов А. Я., Устинов /7. И., Филатов 4 Д,

Рецензент М А. Шабад

Редактор С. ". Левкович

Беляев А. В.

Б43 Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние» 1988.— 176 с.: ил. (Биб-ка электромонтера; Вып. 617)

ISBN 5-283-04403-3

В книге рассмотрены расчеты токов короткого замыкания, выбор аппаратуры, защит и кабелей в электрических сетях 0,4 кВ, электроподстанций энергосистем, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Приведены справочные материалы, необходимые для расчетов.

Предназначена для электромонтеров и мастеров, обслуживающих электрические сети, а также может быть полезна работникам проектных организаций.

匸 2302040000—134厂。〃

Б 二….、с157—88ББК 31.279

051(01)—88

ISBN 5-283-04403-3© Энергоатомиздат, 19 8 8

Электрические сети 0,4 кВ являются наиболее распространенными, они применяются на всех промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, электростанциях и подстанциях. От этих сетей во многом зависит надежная работа предприятий.

За последние годы техническая оснащенность сетей 0,4 кВ существенно изменилась. Получили распространение понижающие трансформаторы 6(10)/0,4 кВ большой мощности (1000, 1600, 2500 кВ-A), что привело к значительному увеличению токов короткого замыкания (к. з.). Созданы новые типы защитных аппаратов, способных отключать эти токи, а также ограничивать их максимальное значение, уменьшать их термическое и электродинамическое действие на защищаемые сети и аппаратуру. Для получения регулируемых защитных характеристик стали применяться выключатели с полупроводниковыми расцепителями. Создаются автоматические выключатели серии ВА, которые должны заменить все существующие типы. Наряду с этим совершенствуются расчетные методы выбора аппаратуры и защит.

С применением понижающих трансформаторов большой мощности стало очевидным существенное влияние токоогра ничив а ющего действия электрической дуги в месте повреждения на значения токов к. з. Это потребовало проведения соответствующих исследований и совершенствования расчетных методов определения токов к. з.

Цель данной книги — оказать читателю практическую помощь при выборе аппаратуры, защит, кабелей, а также построении схем сетей 0,4 кВ, поскольку все эти вопросы для сетей данного напряжения неразрывно связаны н должны решаться совместно.

В книге показано, как рассчитать токи к. з., учесть токоограничивающее действие электрической дуги в месте повреждения, какие значения токов принять для выбора аппаратуры и защит. Дана информация об автоматических выключателях и предохранителях новых типов и их защитных характеристиках. Далее рассмотрены вопросы выбора кабелей, аппаратуры, рабочих установок защит электродвигателей, сборок, вводов от трансформаторов, аварийных генераторов. Указано на недостатки защитных характеристик некоторых типов автоматических выключателей. Описаны выносные релейные защиты и области их применения. Даны примеры решения задач.

В приложении приведены справочные материалы для расчетов токов к. з.

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю признательность за ценные советы и помощь в работе над книгой М. А. Шабаду и В. А. Семенову.

Замечания и отзывы просьба направлять по адресу: 191065, Ленинград, Марсово поле, 1, Ленинградское отделение Энергоатомиздата.

Автор

СХЕМЫ СЕТЕЙ 0,4 кВ И ИХ ОСОБЕННОСТИ

Построение первичных схем сетей 0,4 кВ определяется технологией производства, требованиями надежности электроснабжения электроприемников в соответствии с Правилами [13], удобством обслуживания, техникоэкономическими показателями, а также требованиями защиты и автоматики. Схемы могут выполняться радиальными, магистральными и смешанными.

Радиальные схемы (рис. 1). От главного распределительного щита или комплектной трансформаторной подстанции (КТП) отходят линии питания электродвигателей Д/ и Д8 и других электроприемников большой мощности, а также сборок /——4 (распределительных пунктов). К главному щиту нецелесообразно подключать большое количество электроприемников малой и средней мощности, так как они снижают его надежность. Для питания таких электроприемников (например, электродвигателей Д2—ДЮ) образуют вторичные сборки, питающиеся непосредственно от основного щита, и третичные сборки, питающиеся от вторичных сборок. Третичные сборки обладают наименьшей надежностью, их селективную защиту выполнить трудно, и поэтому их применяют лишь в отдельных случаях, для питания мелких и неответственных электроприемников. Токи к. з. на сборках значительно меньше, чем на основном щите 0,4 кВ, что позволяет применять более дешевую и менее стойкую аппаратуру с небольшими номинальными токами. При образовании сборок учитывается территориальное расположение электроприемников, удобство обслуживания, возможность экономии кабелей, поскольку сечение питающего сборку кабеля принимают мень・ ше суммы сечений кабелей индивидуальных электроприемников ввиду их неодновременного включения.

Рис. 1. Радиальная схемаРис. 1. Радиальная схема才—питающие трансформаторы； ДГ — ные и секционный автоматические才—питающие трансформаторы； ДГ — ные и секционный автоматическиеаварийный дизель-генератор; Q — ввод, выключатели; Д — электродвигателиаварийный дизель-генератор; Q — ввод, выключатели; Д — электродвигатели

Рис. 1. Радиальная схема

Рис. 1. Радиальная схема

才—питающие трансформаторы； ДГ — ные и секционный автоматические

才—питающие трансформаторы； ДГ — ные и секционный автоматические

аварийный дизель-генератор; Q — ввод, выключатели; Д — электродвигатели

аварийный дизель-генератор; Q — ввод, выключатели; Д — электродвигатели

Распределение электродвигателей по сборкам зависит от их мощности и возможности выполнения защиты сети. Техн и ко-эконом ическ ие расчеты показывают, что к главному щиту целесообразно, как правило, подключать электродвигатели большой мощности (более 55 кВт). Электродвигатели малой (до 10 кВт) н средней (10——55 кВт) мощности целесообразно подключать ко вторичным сборкам. Однако в зависимости от конкретных особенностей данной электроустановки одиночные электродвигатели большой мощности (но не более 100 кВт) иногда могут подключаться к вторичным сбор- кам, а средней — к основному щиту 0,4 кВ.

В ответственных электроустановках с целью обеспечения надежности всю схему делят на две независимые части (подсистемы). Каждая из подсистем состоит из своего понижающего трансформатора T1 (Т2), питающегося от независимого источника, соответствующей секции основного щита 0,4 кВ и питающихся от нее вторич- 6

ных сборок. Подсистемы взаимно резервируются на разных ступенях напряжения с помощью устройств автоматического включения резерва (АВР). Электродвигатели н приводимые ими ответственные механизмы одного назначения обычно дублируют и снабжают технологическим АВР (Д/ и Д8, ДЗ и Д6, Д4 и Д5). Такие электродвигатели также разделяют на две независимые группы, которые подключают к разным подсистемам (к разным секциям основного щита 0,4 кВ, к сборкам / и 2, имеющим вводы от разных секций, к разным секциям сборки 3). Ответственные электродвигатели, не имеющие технологического резервирования, подключают либо к секциям основного щита 0,4 кВ, либо к сборке 4, имеющей АВР со стороны питания.

При таком построении схемы надежность работы обеспечивается тем, что в случае погашения одной из подсистем и отказа или неуспешной работы АВР между подсистемами (к. з. на шинах) напряжение в другой подсистеме сохраняется и нарушения технологического процесса не произойдет, так. как сработает АВР электродвигателей и других ответственных электроприемников.

Для особо ответственных электроприемников (от которых зависит безаварийный останов производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров, повреждений дорогостоящего оборудования) предусматривают третий, аварийный источник питания, например аварийный дизель-генератор ДГ. Один из вариантов его подключения показан на рис. 1, здесь он резервирует каждую из подсистем независимо от состояния другой подсистемы. Чтобы нс перегрузить генератор, все электроприемники, кроме особо ответственных, отключаются при потере основных источников питания защитой минимального напряжения (с выдержкой времени), а затем устройство АВР ДГ включает питание от генератора [4].

Магистральные схемы (рис. 2). Распределение энергии от трансформаторов Т1 и Т2 д^о сборок /, 2 и электродвигателей Д/, Д2 выполняется с помощью шинопроводов магистральных (ШМ) и распределительных (ШР), к которым подсоединяют электроприемники.

Смешанные схемы. Представляют собой комбинации из радиальных и магистральных схем. На рис. 3 показа- на одна из таких схем, применяемая для питания собственных нужд тепловых электростанций. К основным

Рис. 2. Магистральная схема

секциям щитов 0,4 кВ подключены электродвигатели большой мощности 〃/, "2, Д5, к сборкам /, 2, 3 — двигатели средней мощности Д4—Д9. Сборки 4, 5, 6, подключенные по магистральной схеме н имеющие АВР на вводах, предназначены для питания электродвигателей малой мощности (в основном задвижек). На вводах в сборки 4 и 6 установлены реакторы для снижения токов к. з. и обеспечения стойкости автоматических выключателей АП-50 отходящих линий. Для резервного питания используется специальный трансформатор ТСНр, от которого проложен шинопровод, имеющий ввод на каждый из основных щитов 0,4 кВ.

Построение схемы сети 0,4 кВ в большой степени определяется значениями токов коротких замыканий (к. з.) Для выбора аппаратуры и защит, а также ограниченными возможностями применяемых защитных аппаратов (автоматических выключателей и плавких предохранителей).

Для этих сетей характерно весьма значительное (в десятки раз большее, чем в сетях напряжением выше 1000 В) влияние сопротивлений элементов схемы на значения токов к. з., быстрое снижение значений токов к. з. по мере удаления места повреждения от главных шин 0,4 кВ. Например, если при расчетах токов к. з. в сетях 6(10) кВ сопротивление кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3X150 мм2 длиной 200 м можно не учитывать, то в сети 0,4 кВ такой же кабель, подключенный к КТП за трансформатором мощностью 1600 кВ・А, снижает значение тока трехфазного металлического к. з.

Рис. 3. Смешанная схема

ТСН — рабочий трансформатор; ТСНр — резервный трансформатор

в 8,7 раза по сравнению с аналогичным значением до кабеля.

В сетях 0,4 кВ в от«личие от сетей напряжением выше 1000 В применяют только встроенные в автоматические выключатели весьм а неточные м акси м а льн ые токовые защиты или предохранители. Поэтому требования защиты сети накладывают определенные ограничения на типы и характеристики применяемых защитных аппаратов, длины и сечения кабелей и, следовательно, на построение схемы сети.

Например, при питании от основного щита 0,4 кВ кабельными линиями (магистралями) последовательно нескольких сборок с двигателями большой и средней мощности обычно не удается обеспечить необходимую чувствительность защиты этих линий из-за необходимости ее отстройки от токов пуска или самозапуска электро-

двигателей. Поэтому такая магистральная схема питания применяется только для электродвигателей малой мощности {сборки 4, 5, 6 на рис. 3). Для питания электродвигателей средней мощности используются сборки, имеющие один или два самостоятельных ввода от щита 0,4 кВ (сборки /, 2, 3, 4 на рис. 1). Однако и для одиночных сильно нагруженных сборок с большим количеством электродвигателей средней мощности также часто не удается обеспечить достаточную чувствительность защит питающих линий. В этих случаях вместо одной такой сборки устанавливают несколько с самостоятельными линиями питания, или питание части двигателей осу- ществляют непосредственно от щита 0,4 кВ.

Выбор кабелей также может определяться не только нагрузкой, но и условиями защиты, например, в сетях, требующих защиты от перегрузки, или при необходимости обеспечения достаточной чувствительности защиты, когда считается целесообразным увеличить токи к. з. путем увеличения выбранного по нагрузке сечения кабеля «но не более, чем на 1——2 ступени).

Условие селективности действия защит обусловливает необходимость сокращения количества последовательно включенных аппаратов защиты в сети 0,4 кВ. Обычно селективными удается выполнить лишь 1—2 ступени защиты на участках от щита 0,4 кВ до электроприемников, включая защитный аппарат отходящей от щита линии.

Из изложенного следует, что для сетей 0,4 кВ характерно единство процесса построения схемы сети, выбора кабелей, коммутационных аппаратов и защит.

РАСЧЕТЫ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

В СЕТЯХ 0,4 кВ

Цель н особенности расчетов. Расчет выполняется с целью выбора коммутационной аппаратуры, шинопроводов, кабелей и другого электрооборудования, а также проверки чувствительности защит.

Особенности расчета токов к. з. в сетях 0,4 кВ: необ* ходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи к. з.; при питании от энергосистемы не учитывается затухание периодической составляющей тока к. з. ввиду большой электрической

удаленности генераторов; при питании от маломощных местных электростанций или автономных генераторов напряжением выше 1000 В затухание периодической составляющей тока к. з. не учитывается, если мощность генератора превышает мощность понижающего трансформатора в пять и более раз; при питании от автономных или аварийных генераторов напряжением 0,4 кВ затухание учитывается независимо от мощности генератора.

В зависимости от цели расчета учитывают разные расчетные режимы работы электрической схемы. При выборе аппаратуры расчетным считается максимальный режим, при котором токи к. з. имеют максимальные значения. Этот же режим учитывают при расчетах токов пуска и самозапуска электродвигателей с целью обеспечения несрабатывания защит в сети. При проверке чув> ствительности защит расчетным является минимальный режим, при котором токи к. з. имеют минимальные значения. Этот же режим используют для проверки возможности пуска и самозапуска электродвигателей.

При расчетах металлических к. з. (сопротивление контакта в месте повреждения не учитывается) определяют следующие значения токов:

/Cis ——максимальный ток трехфазного металличе- ского к. з. при максимальном режиме работы питающей энергосистемы, используется для выбора аппаратуры и защит, проверки селективности их действия;

/у^нн — минимальный ток двухфазного металлического к. з. при минимальном режиме работы энергосистемы, используется для проверки чувствительности защит;

/，^ин — минимальный ток однофазного металлического к. з., определяется для проверки чувствительности и селективности действия защит.

Подавляющее большинство к. з. в сетях 0,4 кВ происходит через электрическую дугу в месте повреждения, сопротивление которой существенно снижает значение тока к. з. По данным исследований ЛенПЭОВНИИПЭМ в 85 % случаев к. з. возникают вследствие металлического контакта, однако электродинамические силы, пропорциональные квадрату тока, разбрасывают металлические проводники, разрывают закоротки небольшого сечения и к. з. переходит в дуговое. При больших токах электродинамические силы достигают нескольких тонн

сопротивления питающей энергосистемы до зажимов высшего напряжения ВН понижающего трансформатора находят из расчета токов к. з. на стороне ВН и приводят к стороне низшего напряжения НН по выражениям:сопротивления питающей энергосистемы до зажимов высшего напряжения ВН понижающего трансформатора находят из расчета токов к. з. на стороне ВН и приводят к стороне низшего напряжения НН по выражениям:Uc.BH —《внН澀h =髙Uc.BH —《внН澀h =髙(2)(2)

сопротивления питающей энергосистемы до зажимов высшего напряжения ВН понижающего трансформатора находят из расчета токов к. з. на стороне ВН и приводят к стороне низшего напряжения НН по выражениям:

сопротивления питающей энергосистемы до зажимов высшего напряжения ВН понижающего трансформатора находят из расчета токов к. з. на стороне ВН и приводят к стороне низшего напряжения НН по выражениям:

Uc.BH —《вн

Н澀h =髙

Uc.BH —《вн

Н澀h =髙

(2)

(2)

я так быстро разрывают металлический контакт, что ток к. з. не достигает максимального значения, а сразу же ограничивается сопротивлением дуги (как в токоограничивающих выключателях). Лишь в 2 % случаев к.з. остается металлическим, при условии надежно закрепленной закоротки большого сечения. Чтобы учесть токоограничивающее действие электрической дуги в месте повреждения, определяют следующие значения токов и напряжений:

/£1р 一 средний, наиболее вероятный ток трехфазного к. з., вычисленный с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения [2], используется для выбора аппаратуры в сети, в том числе отходящих от КТП линий, в случае, если невозможно выбрать аппаратуру, стойкую при металлическом к. з. (кроме вводных и секционного выключателей КТП, которые всегда следует выбирать по металлическим к.з.), а также для проверки селективности защит при этом токе, если при металлическом к. з. она не обеспечивается;

/倒 一минимальный ток двухфазного к. з., вычисленный с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения, используется для проверки чувствительности защит;

/呢—минимальный ток однофазного к. з., вычисленный с учетом токоогр ани ч ив а ющего действия дуги в месте повреждения, используется для проверки чувствительности защит;

t/к.ост — остаточное напряжение при к. з. через дугу, используется для проверки чувствительности максимальных токовых защит с пуском по напряжению, устанавливаемых на понижающих трансформаторах и генера-, торах напряжением 0,4 кВ.

Определяются также значения ударного тока к. з. и его тепловой импульс, их используют для выбора аппаратуры (автоматических выключателей, рубильников), шинопроводов и другого электрооборудования.

Сопротивления элементов схемы замещения. Для расчетов токов к. з. составляют схему замещения, в которую входят все сопротивления цепи к. з. Значения этих сопротивлений выражают в миллиомах (мОм). Далее рассмотрено, как определяются сопротивления отдельных элементов схемы замещения.

Питающая энергосистема. Активное и индуктивное

где хс.вн и Гс.вн — соответственно индуктивное и активное сопротивления энергосистемы, приведенные к стороне ВН, Ом; хс и гс — то же, приведенные к стороне НН понижающего трансформатора, мОм; (/Н.т.нн и t/н.т-вн 一 соответственно номинальные напряжения обмоток НН и ВН понижающего трансформатора.

Для практических расчетов токов к.з. допустимо не учитывать активное сопротивление энергосистемы, а индуктивное принимать равным полному сопротивлению энергосистемы (это не влияет на точность расчетов токов к.з. в сети 0,4 кВ), определяя его значение (в омах) по известному току /^н (в килоамперах) или мощности S£?h (в мегавольт-амперах) трехфазного к. з. на зажимах ВН понижающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ:

где Uc.bh —напряжение энергосистемы со стороны ВН трансформатора, при котором определялись ток и мощность к, з. системы, кВ.

Трансформатор". Активное и индуктивное сопротивления понижающего трансформатора (в миллиомах), приведенные к стороне НН:

]06 'к "н.т «н.т

% =匕一4， (5)

где 5н.т — номинальная мощность трансформатора, кВ・А; Uh.t — номинальное линейное напряжение об- моткн НН, кВ; Рк — мощность потерь к. з. в трансформаторе, кВт; ик — напряжение к. з. трансформатора, %.

Таблица 1. Активные и индуктивные сопротивления, мОм,трансформаторов 6(10)/0,4 кВ [12]

% %

*1T=*2T

*0T

Г1Т=Г2Т

「ОТ

Мощность трансформатора, кВ* А

z「/3

Соединение обмоток丫/¥

ОООООООЮ 1016254631 00100160

555555 544445585

77216569 ,,,,,,,, 41773824 6 4 2 11 1

8 9 7浮了酒力 17486027 86349673 5 3 2 1

56451003 3953221

3 1

98563119 ,,,,,,,, 30 6 5 0 9 9 1 55953111 2 1

6 6 02453736 2660 6 4 2 31

Соединение обмоток Л/Т

томдаотзджадто

1124 6101016

555555 5 4445585

5

,5.6,6,4 63773825 6 4 2 11 1

5

5忑EN 6 3 7 7 3 0^2 5 6 4 2 11 1

3 3 7 9 4 о勺一 ,,‘ ‘ ,JL, 6 9 0 5 3 2-1 - 311

369053211

3 7 8 7

кп^7 о 8 4

7 4 3 11

Параметры стандартных трансформаторов 6 (10)/0,4 кВ приведены в табл. 1.

К@6е〃〃. Активное и индуктивное сопротивления кабелей определяют по выражениям

犬н = %уЦ '；『н = d，(6)

где Худ и Гуд — соответственно индуктивное и активное удельные сопротивления кабелей, принимаются по табл. 2, мОм/м; / — длина кабеля, м.

Шины 〃 шинопроводы. Сопротивление шин и шинопроводов находят аналогично. Их удельные сопротивления приведены в табл. 3, 4. Сопротивление шин и шинопроводов длиной 5 м и менее можно не учитывать, так как их влияние па ток к. з. невелико.

При известных расстояниях между прямоугольными шинами индуктивное сопротивление (в миллиомах на метр) можно определить приближенно по выражению

Сечение жил, мм®

гуД

фазных

нулевой

трехжильный кабель

ч етыр ехжильпый кабель

3X4

2,5

9,610

0,092

0,098

зхб

4

6,410

0,087

0,094

зхю

6

3,840

0,082

0,088

3X16

10

2,400

0,078

0,084

3X25

16

1,540

0,062

0,072

3X35

16

1,100

0,061

0,068

3X50

25

0/769

0,06

0,066

3X70

35

0,549

0,059

0,С65

3X95

50

0,405

0,057

0,064

3X120

50

0,320

0,057

0,064

3X150

70

0,256

0,056

0,063

3X185

70

0,208

0,056

0,063

3X240

—

0,160

0,055

Таблица 2. Удельное сопротивление (прямой пос ледовательности) кабелей с алюмииисвыми жнламн прн температуре проводника 65 сС мОм/м [18]

Примечание. Для кабелей с меднымн жилами приведенные в таблице значения активного сопротивления следует уменьшить в 1,7 раза.

旳口 = 0,14451g 手.， (7) где аср= ^。12〃13a2з—среднее геометрическое расстояние между фазами 1, 2 и 3, мм; h — высота шины, мм.

Воздушные линии. Активное и индуктивное сопротивления линий определяются по формуле (6). Для линий 0,4 кВ с проводами из цветных металлов значение удельного индуктивного сопротивления приближенно принимается равным 0,3 мОм/м, активного — по табл. 5. Линии со стальными проводами применяют редко. Их активное и индуктивное сопротивления зависят от конструкции провода, значения тока и могут быть найдены из работ [5, 14].

Реактор напряжением 0,4 кВ типа РТТ-0,38-50-0,14. Номинальные параметры реактора: напряжение 380 В, ток 50 А, индуктивное сопротивление при частоте 50 Гц составляет 140 мОм, активное — для исполнения УЗ (алюминиевая обмотка) 17 мОм, для исполнения ТЗ (медная обмотка) 16 мОм. До 1982 г. реактор обозначался ТРТС-0,5-50-0,14.

*16*162—422—42

*16

*16

2—42

2—42

Таблица 3. Удельные сопротивления шин при 65 ℃, мОм/м [15]

Сечение, мм2

「уд

Ху耳 прн среднем геометрическом расстоянии между фазами, мм. равном

медь 1

алюминий

1001

150 J

200 1

250

25X3

0,2680

0,475

0,1790

0,2000

0,225

0,244

30X3

0,2230

0,394

0,1630

0,1890

0,206

0,235

30X4

0,1670

0,296

0,1630

0,1890

0,206

0,235

40X4

0,1250

0,222

0,1450

0,1700

0,189

0,214

40X5

0,1000

0,177

0,1450

0,1700

0,189

0,214

50X5

0,0800

0,142

0,1370

0,1565

0,180

0,200

50X6

0,0670

0,118

0,1370

0,1565

0,180

0,200

60X6

0,0558

0,099

0,1195

0,1450

0,163

0,189

60X8

0,0418

0,074

0,1195

0,1450

0,163

0,189

80X8

0,0313

0,055

0,1020

0,1260

0,145

0,170

80X10

0,0250

0,0445

0,102。

0,1260

0,145

0,170

100X10

0,0200

0,0355

0,0900

0,1127

0,133

0,157

2(60x8)

0,0209

0,0370

0,1200

0,1450

0,163

0,189

2(80X8)

0,0157

0,0277

—

0,1260

0,145

0,179

2(80X10)

2(100X10)

0,0125

0,0100

0,0222

0,0178

二

0,1260

0,145 0,133

0,170 0,157

Трансформаторы тока. Сопротивление трансформаторов тока ввиду почти незаметного влияния на ток к. з. для упрощения расчетов не учитывается.

Автоматические выключатели, рубильники, переходные сопротивления. Сопротивления автоматических выключателей, рубильников, а также переходные сопротивления (вставных контактов, болтовых соединений шин н др.) принимают по справочникам и каталогам. Эти сопротивления часто не учитывают, поскольку их влияние на значение тока к. з. не превышает 5 % вблизи трансформатора и снижается при удалении точки к. з. Сопротивление автоматического выключателя, отключающего к. з., не учитывают, так как при экспериментальном определении его предельной коммутационной способности исходят из токов, которые были в цепи при отсутствии этого выключателя (ГОСТ 2933一83).

При определении токов металлического к. з. /{f^aKC и /囱нн переходное сопротивление в месте повреждения не учитывается.

При определении минимального тока к. з. с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения /玖 в схему замещения вводится активное сопро-

Таблица 4. Удельные сопротивления шинопроводов до 1000 В. мОм/м [16j

Тип шинопровода

Номинальный ток, А

Размеры сечения, мм2

фазных шип

нулевого провода

ШМЛ73

1600

2(90X8)

2X719

ШМА68Н

2500

2(120X10)

2X640

ШМА68Н

4000

2(160X12)

2X640

ШЗМ16

1600

2(100X8)

1500

ШРА73

250

35X5

—

ШРА73

400

50X5

—

ШРА73

630

80x5

—

Продолжение

Тип шинопровода

Сопротивление фазы

Сопротивление петли фаза—нуль

ГУД

*УД

'.уд

хп.уд

ГП.уД

ШМА73

0,031

• 0,017

0,123

0,072

0,098

ШМА68Н

0,027

0,023

二

-—

ШМА68Н

0,013

0,02

ШЗМ16

0,017

0,014

0,067

0,052

0,043

ШРА73

0,200

0,100

—

—

ШРА73

0,130

0,100

—

二

ШРА73

0,085

0,075

一

тивление Rn=15 мОм [2, 8], учитывающее совокупно все переходные сопротивления (рубильников, автоматов, вставных контактов, болтовых соединений) и сопротивление электрической дуги в месте повреждения.

Значение Rn=15 мОм соответствует минимальному возможному тдку к. з.» полученному по опытным данным на одной из установок 0,5 кВ [18]. Максимальное расчетное значение тока к. з., равное 58 кА, удавалось получить только при наличии толстой медной перемычки, надежно привинченной к шннам. При к. з., полученном с помощью привинченной медной закоротки сечением 6—25 мм2, значение тока оказывалось равным соответственно 60—87 % максимального, при свободно лежащем медном брусе — 56 %, при стальном свободно лежащем брусе — 68 %, а при перекрытиях по изоляции — 32—56 %.

1^吵23产、минимальное значение тока к. з. было равно 0,32 X Xпервого опыта металлического к. з. со значением тока кА легко найти сопротивление цепи, которое приближенно можно считать индуктивным: x= U/[У3 ^)=500/(|/з^58)=5 мОм. Нз опыта к. з. через наибольшее переходное сопротивление можно

Т а 6 п н и а 5 Конструктивные и расчетные данные неизолироваш1ыхТ а«хв сталеал—евых проводов при 20 С(1 О V 1 ООм 4Номииаль- пое сечение, ммгМедные провода (М)Алюминиевые провода (А)Стале алюминиевы е провода (АС)расчетный диаметр,гуд* мОм/мрасчетный диаметр, мм‘УН мОм/мрасчетный диаметр, мм「УД'мОм/м46101625355070951201501852,22,73,65,16,47,5 9,010,712,6 14,015,817,64,52 3,031,791,130,72 0,515 0,3610,267 0,191 0,154 0,122 0,0996,4 7,5 9,010,7 12,3 14,0 15,8 17,51,8 1/4 0,83 0,576 0,412 0,308 0,246 0,194 0,157】55,66,98,49,611.413,515,516,818,82,695 1,7721,146 0,773 0,593 0,42 0,314 0,249 0,195 0,159Т а 6 п н и а 5 Конструктивные и расчетные данные неизолироваш1ыхТ а«хв сталеал—евых проводов при 20 С(1 О V 1 ООм 4Номииаль- пое сечение, ммгМедные провода (М)Алюминиевые провода (А)Стале алюминиевы е провода (АС)расчетный диаметр,гуд* мОм/мрасчетный диаметр, мм‘УН мОм/мрасчетный диаметр, мм「УД'мОм/м46101625355070951201501852,22,73,65,16,47,5 9,010,712,6 14,015,817,64,52 3,031,791,130,72 0,515 0,3610,267 0,191 0,154 0,122 0,0996,4 7,5 9,010,7 12,3 14,0 15,8 17,51,8 1/4 0,83 0,576 0,412 0,308 0,246 0,194 0,157】55,66,98,49,611.413,515,516,818,82,695 1,7721,146 0,773 0,593 0,42 0,314 0,249 0,195 0,159найти значение этого сопротивления Rn. Поскольку минимальное зна・ чение тока к. з. равно /非="/(/3 // + R^) = 500/(/3 /52 十найти значение этого сопротивления Rn. Поскольку минимальное зна・ чение тока к. з. равно /非="/(/3 // + R^) = 500/(/3 /52 十+ R：)=18,6 кА, to Rn=15 мОм. Это значение Rn рекомендуется вводить в расчетную цепь инструкцией СН-357«-77 [8]. Значение переходных сопротивлений Rn=15 мОм можно принимать одинаковым для любой точки сети 0,4 кВ. Это объясняется тем, что по мере удаления от трансформатора существенно увеличиваются сопротивления остальных элементов цепи к. з., поэтому влияние переходных сопротивлений на ток к. з. быстро уменьшается н их более точный учет уже не имеет практического смысла. Определяющим в значении Rn является сопротивление электрической дуги в месте повреждения.

Т а 6 п н и а 5 Конструктивные и расчетные данные неизолироваш1ых

Т а«хв сталеал—евых проводов при 20 С

(1 О V 1 ООм 4

Номииаль- пое сечение, ммг

Медные провода (М)

Алюминиевые провода (А)

Стале алюминиевы е провода (АС)

расчетный диаметр,

гуд* мОм/м

расчетный диаметр, мм

‘УН мОм/м

расчетный диаметр, мм

「УД'

мОм/м

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

2,2

2,7

3,6

5,1

6,4

7,5 9,0

10,7

12,6 14,0

15,8

17,6

4,52 3,03

1,79

1,13

0,72 0,515 0,361

0,267 0,191 0,154 0,122 0,099

6,4 7,5 9,0

10,7 12,3 14,0 15,8 17,5

1,8 1/4 0,83 0,576 0,412 0,308 0,246 0,194 0,157

】5

5,6

6,9

8,4

9,6

11.4

13,5

15,5

16,8

18,8

2,695 1,772

1,146 0,773 0,593 0,42 0,314 0,249 0,195 0,159

Т а 6 п н и а 5 Конструктивные и расчетные данные неизолироваш1ых

Т а«хв сталеал—евых проводов при 20 С

(1 О V 1 ООм 4

Номииаль- пое сечение, ммг

Медные провода (М)

Алюминиевые провода (А)

Стале алюминиевы е провода (АС)

расчетный диаметр,

гуд* мОм/м

расчетный диаметр, мм

‘УН мОм/м

расчетный диаметр, мм

「УД'

мОм/м

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

2,2

2,7

3,6

5,1

6,4

7,5 9,0

10,7

12,6 14,0

15,8

17,6

4,52 3,03

1,79

1,13

0,72 0,515 0,361

0,267 0,191 0,154 0,122 0,099

6,4 7,5 9,0

10,7 12,3 14,0 15,8 17,5

1,8 1/4 0,83 0,576 0,412 0,308 0,246 0,194 0,157

】5

5,6

6,9

8,4

9,6

11.4

13,5

15,5

16,8

18,8

2,695 1,772

1,146 0,773 0,593 0,42 0,314 0,249 0,195 0,159

найти значение этого сопротивления Rn. Поскольку минимальное зна・ чение тока к. з. равно /非="/(/3 // + R^) = 500/(/3 /52 十

найти значение этого сопротивления Rn. Поскольку минимальное зна・ чение тока к. з. равно /非="/(/3 // + R^) = 500/(/3 /52 十

Расчет токов между фазного к. з. при питании от энергосистемы. Ток трехфазного металлического к. з. (в килоамперах) определяется по выражению

/f) __. —Ср.н = Ucp.H (8)

где Ucp.n — среднее номинальное линейное напряжение сети НН, В (для сети 0,4 кВ равно 400 В); х2 и гг — результирующее активное и индуктивное сопротивления (прямой последовательности) цепи к. з., мОм;之上——результирующее полное сопротивление цепи к. з., мОм.

При определении Z^aKC в значения 力工 и rs входят сопротивления питающей энергосистемы в максимальном режиме, а при определении /^ин — в минимальном.

Минимальный ток металлического двухфазного к. з.

- ^ = 0,867/對 m (9)

Минимальный ток трехфазного к. з. с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения обычно почти не зависит от режима работы питающей системы и определяется по выражению

〃 р.п〃 р.п1/訂乙4 + g + /?3)21/訂乙4 + g + /?3)2(10)(10)где 玲 и rs — индуктивное н активное результирующие сопротивления (прямой последовательности) цепи к. з. без учета сопротивлений рубильников, выключателей, вставных контактов, болтовых соединений, мОм; Rnep — переходные сопротивления, совокупно учитывающие сопротивление электрической дуги в месте к. з., а также сопротивление рубильников, выключателей, вставных контактов, болтовых соединений, рекомендуется прини-

〃 р.п

〃 р.п

1/訂乙4 + g + /?3)2

1/訂乙4 + g + /?3)2

(10)

(10)

мать равным 15 мОм.

Соответствующий ток двухфазного к. з. 谭= 0,867唄

(Н)(Н)Среднее значение (наиболее вероятное) тока трехфазного к. з. с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения для любого расчетного случая (любой мощности питающей системы, трансформатора, удаленности точки к. з.) определяется по выражению [2]

(Н)

(Н)

/2р =図/2р =図,(3) I /(3)

/2р =図

/2р =図

'к.макс 丁 ' kR

(12)(12)22где 归н — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,05—1Д при токах м еталл ического к. з. более 40 кА и 1,0 в остальных случаях.

(12)

(12)

2

2

Значения токов, получаемые по выражению (12), практически совпадают с результатами экспериментальных исследований наиболее вероятных токов к. з. в электроустановках 0,4 кВ [2].

Реальные возможные значения токов трехфазиых к. з. находятся в зоне, верхней границей которой является ток металлического 2* 19

Рис. 4. Зона возможных токов при трехфазном к. з. на стороне 0.4 кВ трансформатора в зависимости от его мощности St

7 — граница максимальных токов при металлическом к. з. 4?макс * 2 ~ грани- иица минимальных значений токов к. з. через переходные сопротивления '墮；3 — значения наиболее вероятных токов к. з.'観р

к. з.虑%акс，определяемый по формуле (8), нижней — ток /歌，вычисленный с учетом токоограничивающего действия дуги по формуле (10).

Влияние токоограничивающего действия дуги на зону возможных токов к. з. зависит от мощности трансформатора, мощности питающей энергосистемы и удаленности точки к. з. от шин 0,4 кВ.

Влияние мощности трансформатора на величину зоны возможных токов к. з. за трансформатором (на шииах 0,4 кВ) для случая, когда трансформатор питается от мощной энергосистемы (%с = =0』Хт), показано на рис. 4. Из этого рисунка видно, что влияние токоограничивающего действия дуги очень велико, особенно для мощных трансформаторов. Чем меньше мощность трансформатора (т. е. чем больше результирующее сопротивление до точки к. з.) тем меньше зона возможных токов к. з.

По мере удаления точки к. з. от шин 0,4 кВ зона возможных то ков также сужается (рис. 5).

Аналогично влияет на зону возможных токов к. з. и сопротивление питающей системы. Для пояснения этого влияния представим сопротивление питающей системы до выводов 6 или 10 кВ трансформатора %。в виде отношения %с/%т. Зона возможных токов к. з. за трансформаторами в зависимости от хс/хт видна из рис. П1, а, б, а (т. е. чем больше результирующее сопротивление до точки к. з.), тем меньше зона возможных токов к. з.

Таким образом, в зависимости от конкретных расчетных условий значения токов 7^акс н /；* могут весьма существенно отличаться друг от друга, и это необходимо учитывать при выборе аппаратуры и проверке чувствительности защиты. )

Для выбора аппаратуры следует использовать значения тока металлического к. з. Допустимо выбирать аппаратуру линий, отходящих от шин щита 0,4 кВ, по значению среднего (наиболее вероятного) тока к. з., если невозможно выбрать аппаратуру, стойкую при

Рис. 5. Зоны возможных токов при трехфазном к. з. алюминиевыми кабелями сечением Зх X150 мм? (зона /) и 3 X Х50 мм2 (зона 2) в за виси* мости от их длины / при питании от трансформатора мощностью 1000 кВ・А (Хс=0,1 хт)Рис. 5. Зоны возможных токов при трехфазном к. з. алюминиевыми кабелями сечением Зх X150 мм? (зона /) и 3 X Х50 мм2 (зона 2) в за виси* мости от их длины / при питании от трансформатора мощностью 1000 кВ・А (Хс=0,1 хт)

Рис. 5. Зоны возможных токов при трехфазном к. з. алюминиевыми кабелями сечением Зх X150 мм? (зона /) и 3 X Х50 мм2 (зона 2) в за виси* мости от их длины / при питании от трансформатора мощностью 1000 кВ・А (Хс=0,1 хт)

Рис. 5. Зоны возможных токов при трехфазном к. з. алюминиевыми кабелями сечением Зх X150 мм? (зона /) и 3 X Х50 мм2 (зона 2) в за виси* мости от их длины / при питании от трансформатора мощностью 1000 кВ・А (Хс=0,1 хт)

металлических к. з. Однако вводные и секционный выключатели этого щита как наиболее ответственные следует выбирать по металлическим к. з., поскольку при отказе выключателя отходящей линии они должны локализовать к. з. в пределах одной из подсистем электрической схемы.

В то же время при проверке чувствительности защит трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4 кВ, а также автоматических выключателей и предохранителей 0,4 кВ во избежание отказов защиты следует учитывать минимальные токи к. з., рассчитанные с учетом токоограничивающего действия дуги /к₽. Например, согласно директивным указаниям института АТЭП коэффициент чувствительности (отношение минимального тока к. з, протекающего через реле защиты, к току его срабатывания) максимальной токовой защиты понижающих трансформаторов при двухфазном к. з, со стороны 0,4 кН должен быть: при токе металлического к. з. /^ш не менее 1,5, при токе к. з. с учетом токоограничивающего действия дуги /隐 не менее 1,2.

Если чувствительность максимальной токовой защиты трансформатора оказывается недостаточной к токам к. з. с учетом токоограничивающего действия дуги, то следует уменьшить ток срабатывания защиты, а для обеспечения ее несрабатывания при токах самозапуска электродвигателей уменьшить количество двигателей, участвующих в самозапуске, либо применить их поочередный автоматический са- мозапуск, либо выполнить защиту с пусковым органом напряжения. При определении чувствительности последнего также следует учи- тывать возможность дугового к. з. (см. § 11, пример 13). Расчеты показывают, что применение пускового органа напряжения для трансформаторов мощностью 630 кВ-А и более при малом сопротив- леннн питающей энергосистемы неэффективно из-за низкой чувствительности, однако вполне оправдано при большом сопротивлении питающей энергосистемы, а также при небольшой мощности транс- форматоров или для защиты генераторов напряжением 0,4 кВ.

При проверке селективности защит в сети 0,4 кВ также в неко- TOpbix случаях целесообразно учитывать влияние переходных сопро- тивлении, особенно для- потребителей II и III категорий, и обеспечи- вать селективное действие защит не во всем диапазоне возможных значений токов к. з. вплоть до тока металлического к. з. /£? а толь- ко в диапазоне до наиболее вероятных токов /\?р, не учитывая

20

Рис. 6. Области, в которых можно не учитывать токоограничивающес действие дугиРис. 6. Области, в которых можно не учитывать токоограничивающес действие дуги

Рис. 6. Области, в которых можно не учитывать токоограничивающес действие дуги

Рис. 6. Области, в которых можно не учитывать токоограничивающес действие дуги

выражения (12), получаем условие 心入肥 <L35 噌｝, при выполне- нии которого, выбирая аппаратуру, можно не учитывать токоограничивающее действие дуги.

Аналогично при оценке чувствительности защит можно не учитывать токоограничивающее действие дуги, если (嘿爪一嘿)/ 〃際《0,15, или если & J13Kс <1,15 /%.

Выражая токи /恩акс и /益 в полученных неравенствах через активное и индуктивное сопротивления трансформатора я индуктив- ное сопротивление энергосистемы, получаем уравнение, характеризующее отношение 力с/#т, при котором также можно не считаться с токоограничивающим действием дуги при выборе аппаратуры и проверке чувствительности защиты:

редкие случаи неселективного действия защит при металлических к. з. Например, если проверку селективности между защищающими пони жающий трансформатор предохранителями ПК-6 и ПК-10 и автома тами 0,4 кВ производить при максимальном токе /氏%№，то может потребоваться завышение номинальных токов вставок ПК, что ие ре- комендуется, или замена предохранителей выключателями, в то время как при токах ^р, которые могут быть значительно меньше

，селективность будет обеспечена.

Влияние токоограничивающего действия дуги в месте к. з. можно не учитывать в следующих случаях: при выборе аппаратуры — если мощность трансформатора менее 400 кВ-А; при проверке чувствительности защит — если мощность трансформатора менее 250 кВ-А. Прх мощности понижающих трансформаторов ST, равной или большей указанной, влиянием токоограничивающего действия дуги в месте к. з. можно пренебречь при достаточно большом сопротивлении питающей энергосистемы, при выборе аппаратуры, если отношение %с/%т находится в области А или 5, а при проверке чу в ствительности защит—если это отношение находится в области А, ри<. 6. Например, для трансформатора мощностью 1000 кВ-А влиянием токоограничивающего действия дуги можно пренебречь при выборе аппаратуры, если хс/хт^ 1,2» при оценке чувствительности защит — если хс/хт^2,5.

При выборе аппаратуры можно не считаться с токоограничивающим действием дуги, если разница между током металлического к. 3.虎[акс и ТОКОМ 嘿р не превышает 15 %, т. е. если (/义睜一 —噌р)〃限р «0,15. Подставляя в это уравнение значение 虎入 нз

где К н К2 — коэффициенты, которые при выборе аппаратуры равны 1,82 и 0,82 соответственно; при оценке чувствительности защит — 1,32 и 0,32 соответственно. Кривые на рис. 6 соответствуют этому уравнению.

Определение ударных токов к. з. Ударный ток к. з. определяется по выражению

5W2■曙，(13)

где Ау — ударный коэффициент； 虐｝^ — расчетный ток трехфазного к. з., при расчетах по металлическим к. з. равен 嗯 акс，прн расчетах с учетом токоогр анич ив а юще- го действия дуги в месте повреждения равен /喪口・

При точных расчетах ударных токов металлического к. з. значение Ау определяется в зависимости от отноше- ння результирующих сопротивлений цепи к. з. %工"工： x^tr^ .0,5 0,8 11,5 2 3456789

% . . 1,0 1,02 1,051,12 1,2 1,351,461,531,591,63 1,67 1,71

Прн приближенном определении ударных токов к. з. шинах КТП за трансформаторами мощностью кВ-A и более принимают [8, 9]:

для металлического к. з. — наибольшее возможное значение ударного коэффициента Ау=1,5, при этом /у= =2,12 嶋кс；

длу к. з. через переходные сопротивления ^у=1,3, при ЗТОМ ty = 1,83 / к.ср •

Для к. з. на вторичных сборках, где имеется большое влияние кабелей,月,= 1,1; & = 1,55/駡.

Учет подпитки места к. з. электродвигателями напряжением до 1000 В. Согласно Правилам [13] влияние асинхронных двигателей на ток к. з. не учитывается, если ток от них поступает к месту к. з. через те элементы, через которые протекает основной ток к. з. от сети и кото- рые имеют существенное сопротивление. Для сети 0,4 кВ такими элементами являются кабели и переходные сопротивления в месте к. з. Поэтому подпитку от электродвигателей следует учитывать только при выборе аппаратуры на основном щите КТП и не следует учитывать при выборе аппаратуры на сборках 0,4 кВ.

Периодическую составляющую тока подпитки от электродвигателей можно определить, рассматривая нагрузку трансформатора как обобщенную с параметрами Е：= =0,8 н %： =0,35:

小=尊 = 2,29/нт(14)

Суммарный ток в месте к. з. с учетом подпитки от электродвигателей

處=澀 + 2,29/н.т，(15)

где /%： ——расчетный ток к. з. от трансформатора, для металлического к. з. равен /^акс; для к. з. через переходные сопротивления равен，露.

Ударный ток к. з. от электродвигателей

'у.дв ― Лу.дв V2/дв = 3,22/ц.т,(16)

где Лу.дВ — ударный коэффициент тока к. з. от электродвигателей, принимается равным единице ввиду быстрого затухания апериодической составляющей.

Суммарный ударный ток к. з. с учетом подпитки от электродвигателей

% =4+ 3,22/“，(17!

Тепловой импульс тока к. з. (кА2-с). Определяется в месте установки выключателя по выражению 纥=(爲)2(*кп+ Л.ер)+ 1,5 匾J &ср+ 4G 偿厶句(18 где fcTKji=/c.o+fa — время отключения к. з., с; /с.о — вы*

держка времени срабатывания отсечки селективного автомата, с, для автоматов отходящих линий обычно принимают минимальные уставки по времени, так как в подавляющем большинстве случаев этого достаточно; /а —— время гашения дуги, для автоматических выключателей серии АВМ н «Электрон» равно 0,06 с, для А3700 — 0,01 с; Та.ср — усредненное значение времени затухания свободных токов к, з., принимается 0,03 с; /%： ——расчетный ток к. з., кА, для металлических к. з. равен /^)гакс, для к. з. через переходные сопротивления равен /黑

Пример 1. КТП с трансформатором мощностью 1000 кВ-А; напряжением 6,3/0,4 кВ； 〃к=5,6 % питается от энергосистемы. Ток к. з. со стороны энергосистемы на зажимах ВН трансформатора составляет в максимальном режиме 17 кА, в минимальном——10 кА. Определить параметры для выбора автоматических выключателей отходящих от КТП линий, а также минимальный ток двухфазного к. з. на шинах 0,4 кВ КТП и в конце отходящей кабельной линии с алюминиевыми жилами сечением 3X120 мм2 длиной 100 м.

Решение. Вначале выполним расчет при металлическом к. з. в максимальном режиме работы питающей энергосистемы. Сопротивление питающей энергосистемы, приведенное к напряжению 0,4 кВ по формулам (1) н (2) составляет хс = 10s (0,4/6,3)2• 0,63/(/^ 3^-17)= =0,85 мОм. Сопротивление трансформатора (см. табл. 1):石= =8,5 мОм; Гт=2 мОм. Максимальный ток металлического трехфазного к. з. на шинах 0,4 кВ определяем по формуле (8)

400

4 = 24 кА.

Р51‘(0,85 + 8,5)2 + 22Р51‘(0,85 + 8,5)2 + 22Периодическая составляющая тока подпитки от электродвигателей по формуле (14) I% =2,29 • 1,445=3,3 кА, где 1,445 — номинальный ток силового трансформатора, кА.

Р51‘(0,85 + 8,5)2 + 22

Р51‘(0,85 + 8,5)2 + 22

Суммарное значение тока для выбора аппаратуры (с учетом подпитки от двигателей) по формуле (15) /之=24+3,3=27,3 кА.

Отношение результирующих сопротивлений от шин 0,4 кВ х2/ G = (0,85+8,5)/2=4,67. С учетом этого находим /?у=1,5, а значение

ударного тока от системы по формуле (13) 1у=1,5，/2•廿一以;卜 Суммарный ударный ток с учетом подпитки от двигателей Ф Р" муле (17)i Е = 50,9+3,22 • 1,445=55,5 кА.°

Тепловой импульс тока к. з*. для автоматических выключателей серии АВМ и «Электрон» при выдержке времени 町件需”豊*

сечки fc.o=0,25 с по формуле (18) Вк=242(0,25+0,06+0,03)寸 » ХЗ,32・0,03+4・3,3・24・0,03=206 кА2-с. Аналогично для выключателей А3700 при /с.о=0Д с имеем Ак=90,6 кА2■ с.

1()3 =1()3 =ЛоЛо6,36,3Определим теперь значения токов при двухфазном металлическом к. з. в минимальном режиме питающей энергосистемы, ^опро- 6,3 тивление питающей энергосистемы 几 ^

1()3 =

1()3 =

Ло

Ло

6,3

6,3

= 1,47 мОм. При к. з. на шинах 0,4 кВ

壊=—=22,7 кА,

嘘У (1,47+ 8,5)2+ 2?

/£1шн=°，867・22,7=19,7 кА. Сопротивление кабеля по формуле (6) &=0,057.100=5,7 мОм; &=0,32・ 100=32 мОм. При к.з в конн< кабеля

к»'"" Кз К(1.47 4- 8,5 + 5,7)? + (2 + 32)=

唸 ин = 0,867 62 =5,38 KA.

Выполним тот же расчет, но с учетом токоограничиваюшего действия дуги в месте к. з. Значение тока к. з. на шинах с учетом Кц= =15 мОм в максимальном режиме работы питающей системы по 4001 с А

формуле (10)=—— = ]2 кА

丿3 /(0,85 十 8,5)? + (2+ 15)?

Среднее значение тока к. з. по формуле (12) 7^.р= (24+12) /2 = 18 кА. Суммарное значение тока для выбора аппаратуры с учетом токоограничивающего действия электрической дуги н подпитки от двигателей по формуле (15) /^ =18+3,3=21,3 кА.

Ударный ток с учетом подпитки от двигателей по формулам (13) и (17) /у» =1,3•/2-18+3,224,44=37,6 кА.

Тепловой импульс тока к. з. для автоматов серии АВМ и «Электрон» (&.о=0,25 с): Вк = 182(0,25+0,06+0,03) + 1,5-З.З2• 0,03+4• 3,3X X 18*0,03= 117,8 кА2-с. Аналогично для автоматов А3700 (/с.о=0,1 с) 瓦〒53 кА2*с.

Значения токов при двухфазном к. з. через переходные сопротивления в минимальном режиме. При к. з. на шинах

®400- 7 а

塩 ~Г~一―—- =11,7 кА;

* 'Р1М(1,47 + 8,5)2 + (2 + 15)?

」爲=0,867・11,7 = 10,1 кА. При к. з. за кабелем

400

V5V(1,47 十8,5 + 5,7)2 + (2 十 32 + 15)号

=4,5 кА;=4,5 кА;噜=0,867・ 4,5=3,9 кА.

=4,5 кА;

=4,5 кА;

Расчет токов к. з. по кривым приложения дает тот же результат. Не все из рассчитанных параметров нужны для выбора конкретны: типов выключателей» это зависит от нх каталожных данных. Здесь лишь дан пример нх вычисления.

Расчет токов однофазного к. з. при питании от энергосистемы. Расчет однофазного металлического к. з. При большой мощности питающей энергосистемы (%cV0,l хт) ток однофазного металлического к. з. находится по вы-

ражению, рекомендованному Инструктивными материалами Гл ав госэнергон адзор а:

胆=期纣一 -(19)

~у~ +гпт

Где {/ф — фазное напряжение сети, В; гпт 一 полное сопротивление петли фаза — нуль от трансформатора до точки к. з., измеренное при испытаниях или найденное Из расчета, мОм;斗D— полное сопротивление понижающего трансформатора токам однофазного к. з., принимается по данным табл. 1 или находится по выражению

嚟=—(% + % + 峭 2 + (От + 丁 + -Г，(20)

где Хи и Г1т — индуктивное и активное сопротивления трансформатора токам прямой поел едов ател ьности, мОм; 力2T и г2T一то же обратной последовательности, мОм; Хот и Гот — то же нулевой последовательности, мОм.

Если питающая энергосистема имеет ограниченную мощность, то значения г^пувеличиваются с учетом сопротивления энергосистемы:

喫=/(% + %т + %т + 2&)2 + (，1т + 〜+，0т + 2rJ.

(20а) Приближенно 硃i)c учетом сопротивления энергосистемы можно принимать по табл. 6 .

трансформаторов от источников питанияСхема соединенийТрансформаторЗначения 2$)/3, мОмS..T，кВ・А% %%="/хТ%=%丫”4006301000160065,96 43,77 27,5316,975,751,65 32,46 19,7386,66 60,5 3822,92△/¥4006301000160019,0714,89,395,8628,9422,7614,479,0740,131,6820,1712,65тывалось м е q & н н е. Активное сопротивление энергосистемы не учи-трансформаторов от источников питанияСхема соединенийТрансформаторЗначения 2$)/3, мОмS..T，кВ・А% %%="/хТ%=%丫”4006301000160065,96 43,77 27,5316,975,751,65 32,46 19,7386,66 60,5 3822,92△/¥4006301000160019,0714,89,395,8628,9422,7614,479,0740,131,6820,1712,65тывалось м е q & н н е. Активное сопротивление энергосистемы не учи-Таблица 6. Значения z《)/3 для расчета металлическиходнофазных к. з. при различной электрической удаленности

трансформаторов от источников питания

Схема соединений

Трансформатор

Значения 2$)/3, мОм

S..T，кВ・А

% %

%="/хТ

%=%

丫”

400

630

1000

1600

65,96 43,77 27,53

16,9

75,7

51,65 32,46 19,73

86,66 60,5 38

22,92

△/¥

400

630

1000

1600

19,07

14,8

9,39

5,86

28,94

22,76

14,47

9,07

40,1

31,68

20,17

12,65

тывалось м е q & н н е. Активное сопротивление энергосистемы не учи-

трансформаторов от источников питания

Схема соединений

Трансформатор

Значения 2$)/3, мОм

S..T，кВ・А

% %

%="/хТ

%=%

丫”

400

630

1000

1600

65,96 43,77 27,53

16,9

75,7

51,65 32,46 19,73

86,66 60,5 38

22,92

△/¥

400

630

1000

1600

19,07

14,8

9,39

5,86

28,94

22,76

14,47

9,07

40,1

31,68

20,17

12,65

тывалось м е q & н н е. Активное сопротивление энергосистемы не учи-

Таблица 7 Полное удельное сопротивление 2пт.уп петли фаза — нуль для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65℃, мОм/м [14]Таблица 7 Полное удельное сопротивление 2пт.уп петли фаза — нуль для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65℃, мОм/м [14]Таблица 8. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — алюминиевая оболочка тоехжильиых кабелей с бумажной изоляцией (безнулевой жилы), мОм/м [14]Значение z п для кабелейЧисло иалюми-алюми-жил, мм2медныхнневыхмедныхниевыхAl« АБА АГ, ДАБАШвААШв3x64,987,673X103,314,923X162,313,333X251,792,443X351,371,833X501,071,43X700,831,063X950,660,833X1200,56373X1500,440,543X1850,360,453X2400,290,36Таблица 8. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — алюминиевая оболочка тоехжильиых кабелей с бумажной изоляцией (безнулевой жилы), мОм/м [14]Значение z п для кабелейЧисло иалюми-алюми-жил, мм2медныхнневыхмедныхниевыхAl« АБА АГ, ДАБАШвААШв3x64,987,673X103,314,923X162,313,333X251,792,443X351,371,833X501,071,43X700,831,063X950,660,833X1200,56373X1500,440,543X1850,360,453X2400,290,36Число н сеченне жил, м№Значения гиТ.уд для кабелейЧисло и сечение жил, мм2Значения гпт уд для кабелеймедныхАГ, АБалюминиевыхААГ, А АБмедныхАГ, АБалюминиевых ААГ. ДАБ3X6 +1X44,747,493X70 +1X250,613X10-1X63,064,733X95 4-1X250,480,69ЗХ16--1Х102,013,083X120+1X350,410,583X25--1X161,382,13X150+1X500,310,453X35--1X161,061,573X185+1X500,270,373X50+1X250,781,16Число н сеченне жил, м№Значения гиТ.уд для кабелейЧисло и сечение жил, мм2Значения гпт уд для кабелеймедныхАГ, АБалюминиевыхААГ, А АБмедныхАГ, АБалюминиевых ААГ. ДАБ3X6 +1X44,747,493X70 +1X250,613X10-1X63,064,733X95 4-1X250,480,69ЗХ16--1Х102,013,083X120+1X350,410,583X25--1X161,382,13X150+1X500,310,453X35--1X161,061,573X185+1X500,270,373X50+1X250,781,16Таблица 9. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — нуль с учетом проводимости алюминиевой оболочки четырехжильиого кабеля с бумажной изоляцией» мОм/м [14]Таблица 9. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — нуль с учетом проводимости алюминиевой оболочки четырехжильиого кабеля с бумажной изоляцией» мОм/м [14]Сопротивление петли фаза — нуль

Таблица 7 Полное удельное сопротивление 2пт.уп петли фаза — нуль для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65℃, мОм/м [14]

Таблица 7 Полное удельное сопротивление 2пт.уп петли фаза — нуль для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65℃, мОм/м [14]

Таблица 8. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — алюминиевая оболочка тоехжильиых кабелей с бумажной изоляцией (без

нулевой жилы), мОм/м [14]

Значение z п для кабелей

Число и

алюми-

алюми-

жил, мм2

медных

нневых

медных

ниевых

Al« АБ

А АГ, ДАБ

АШв

ААШв

3x6

4,98

7,67

3X10

3,31

4,92

3X16

2,31

3,33

3X25

1,79

2,44

3X35

1,37

1,83

3X50

1,07

1,4

3X70

0,83

1,06

3X95

0,66

0,83

3X120

0,56

37

3X150

0,44

0,54

3X185

0,36

0,45

3X240

0,29

0,36

Таблица 8. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — алюминиевая оболочка тоехжильиых кабелей с бумажной изоляцией (без

нулевой жилы), мОм/м [14]

Значение z п для кабелей

Число и

алюми-

алюми-

жил, мм2

медных

нневых

медных

ниевых

Al« АБ

А АГ, ДАБ

АШв

ААШв

3x6

4,98

7,67

3X10

3,31

4,92

3X16

2,31

3,33

3X25

1,79

2,44

3X35

1,37

1,83

3X50

1,07

1,4

3X70

0,83

1,06

3X95

0,66

0,83

3X120

0,56

37

3X150

0,44

0,54

3X185

0,36

0,45

3X240

0,29

0,36

Число н сеченне жил, м№

Значения гиТ.уд для кабелей

Число и сечение жил, мм2

Значения гпт уд для кабелей

медных

АГ, АБ

алюминиевых

ААГ, А АБ

медных

АГ, АБ

алюминиевых ААГ. ДАБ

3X6 +1X4

4,74

7,49

3X70 +1X25

0,61

3X10-1X6

3,06

4,73

3X95 4-1X25

0,48

0,69

ЗХ16--1Х10

2,01

3,08

3X120+1X35

0,41

0,58

3X25--1X16

1,38

2,1

3X150+1X50

0,31

0,45

3X35--1X16

1,06

1,57

3X185+1X50

0,27

0,37

3X50+1X25

0,78

1,16

Число н сеченне жил, м№

Значения гиТ.уд для кабелей

Число и сечение жил, мм2

Значения гпт уд для кабелей

медных

АГ, АБ

алюминиевых

ААГ, А АБ

медных

АГ, АБ

алюминиевых ААГ. ДАБ

3X6 +1X4

4,74

7,49

3X70 +1X25

0,61

3X10-1X6

3,06

4,73

3X95 4-1X25

0,48

0,69

ЗХ16--1Х10

2,01

3,08

3X120+1X35

0,41

0,58

3X25--1X16

1,38

2,1

3X150+1X50

0,31

0,45

3X35--1X16

1,06

1,57

3X185+1X50

0,27

0,37

3X50+1X25

0,78

1,16

Таблица 9. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — нуль с учетом проводимости алюминиевой оболочки четырехжильиого кабеля с бумажной изоляцией» мОм/м [14]

Таблица 9. Полное удельное сопротивление гпт.уд петли фаза — нуль с учетом проводимости алюминиевой оболочки четырехжильиого кабеля с бумажной изоляцией» мОм/м [14]

/т = ^пт.уд! ‘1 + ^пт.уД2 勾 + …， (21) где 2пт.уд—удельное сопротивление петли фаза—нуль каждого из последовательно включенных участков цепи от трансформатора до точки к. з., принимается по данным табл. 7—12 или работы [14], мОм/м; / — длина этого участка, м.

Сопротивление контактов шин, аппаратов, трансформаторов тока не учитывается, поскольку расчет по выра- жению (19) дает некоторый запас по току вследствие арифметического сложения /)/3 и 2ПТ.

При расчетах однофазных к. з. во взрывоопасных помещениях вспомогательные проводники зануления (алюминиевые оболочки кабелей, стальные полосы) в расчет-

Таблица 10. Полное удельное сопротивление 2пт.Уд петли фаза трехжильного кабеля с алюминиевыми жилами — стальная полоса 40X4 уложенная на расстоянии 0,8 м от кабеля, мОм/м [14[

Число и сечение жил, мм8

Значения 2111r.у д' мОм/м. | при токе однофазного к.з., А

Число и сечение жил, ммг

Значения 211T.уД，мОм/м， при токе однофазного к.з., А

200

400

2500

200

400

2500

ЗХб

8,8

8,37

3X70

3,25

2,79

2.34

3X10

6,29

5,87

3X95

3,12

2,67

2,22

3X16

4,92

4,47

4,02

3X120

3,05

2,6

2,15

3X25

4,12

3,66

3,21

3X150

2,99

2,54

2,09

3X35

3,73

3,27

2,81

3X185

2,95

2,5

2,05

3X50

3,44

2,98

2,52

3X240

2,91

2,45

2,01

Таблица 11. Полное удельное сопротивление 2пт.у〃 цепи фаза — нуль закрытых шинопроводов в стальном кожухе, мОм/м [14J

Тип шинопровода

Размер алюминиевых шин в Одной фазе, мм

Значения 2ПТ уД, мОм/м, при токе однофазного к.з.. А, равном

300

400

500

600

800

1000, 3000

Шинопровод с нулевой шиной (четырехпроводный)

ШМАХ-65

ШРА-64-250

ШРА-64-400

ШРА-64-600

600

250

400

600

80x8 30X4 40x5 60x6

0,3

0,9 0,65

0,6

0,33 0,91 0,66 0,61

二

0,3

0,93

0,67

0,62

0,28 1,05 0,76

0*

—

ШОС-67

25

см. примечание

7,22

Шинопровод без нулевой шины (трехпроводный)

1ПМА-59С ШМА-59С 1ПМА4Х-1600 ШМА-65 ШМА-58

1ПМА-1Х-1000 ШМАХ-65

4000

2500 1600

1600

1500

1000

1000

2(160X12) 2(120X10) 120X10

2(100X10) 2(80X8)

80X8 120X10

—

—

—

—

—

0,% 0,53

0,6

0,58

0,6

0,58

ШРА2 力

250

30x5

1,43

1,38

1,38

1,28

1ИРА-4Ф

400

50x5

1,25

1,2

1,2

1小

1ПРА-6Ф

600

60X6

1,1

1,05

1,06

1,0

Примечание. Шинопровод ШОС-67 выполнен медным проводом сечением 6 мм2.

Таблица 12. Полное удельное сопротивление 2пт.уД цепи 由 за — нуль четырехпроводной воздушной линии с алюминиевыми Qпроводами, мОм/м [14]

фазный привод

Расстояние фаза-и-нуль, м

Значения

гпт уд« мОм/м. при нулевом проводе

А-16

1 А・25

1 А-35

1 Л-50

1 А-70

1 А-95

〕А-120

0,4

4,86

二

А-16

1

4,87

二

-—■

2

4,88

—

——

—

一

0,4

4,01

3,18

2,76

2,43

二

А-25

1

4,04

3,21

2,79

2,46

2

4,05

3,23

2,81

2,49

—

—

0,4

3,59

2,76

2,53

2,01

1,78

А-35

3,62

2,79

2,57

2,05

1,82

一

3,63

2,81

2,59

2,08

1,86

—

—

0,4

3,25

2,43

2,01

1,69

1,47

1,35

二

А-50

1

3,28

2,46

2,05

1,73

1,53

1,40

2

3,30

2,49

2,08

1,77

1,58

1,45

—

0,4

2,21

1,78

1,47

1,28

1,15

1,08

А-70

1

2,25

1,82

1,53

1,34

1,21

1,14

2

2,28

1,86

1,58

1,39

1,27

1,20

0,4

2,07

1,66

1,35

1,15

1,02

0,95

А-95

1

—-

2,11

1,71

1,40

1,21

1,09

1,03

2

—

2,14

1,75

1,45

1,27

1,15

1,09

А-120

0.4

一

1,58

1,27

1,08

0,95

0,85

1

—

—-

1,63

1,33

1,14

1,03

0,93

2

1,67

1,38

1,20

1,09

1,00

ную схему не включаются. Свинцовые оболочки кабелей не включаются в расчетную схему в любом случае, так как их не разрешается использовать в качестве заземляющих проводников.

Расчет однофазного к. з. через переходные сопротивления. Ток однофазного к. з. при любой мощности питающей энергосистемы и с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения определяется по выражению

= , (22)

~+2пТ

где 2пт —то же, что в выражении (19);理一условная величина, численно равная геометрической сумме полных сопротивлений току однофазного к. з. питающей энергосистемы, трансформатора, а также переходных сопротивлений 択巾 определяется в миллиомах по выражению

嚟=丿(%1т+ %2т+ %т+ 2%с)2+ (Г1т+，2т+ %т+ 2q + 3RJ.

(23)

Значения』)/3 с учетом М=15м0м и в зависимости от соотношения сопротивлений питающей энергосистемы %с и трансформатора %т (прямой последовательно- сти) приведены в табл. 13.

Таблица 13. Значения z £)/3 с учетом токоограиичивающего действия дуги в месте повреждения (Rn=15 мОм) при различной электрической удаленности трансформаторов от источников питания

Схема соединений обмоток

Трансформатор

Значения ?&)/3. мОм

Sh.t кВ.А

% %

%=0,1*т

%=，

%=2,

400

4,5

72,4

81,37

91,66

630

5,5

50

57,08

65,2

丫 /¥

1000

5,5

34,84

38,85

43,58

1600

5,5

25,6

27,56

29,92

400

4,5

27,67

35,21

44,84

630

5,5

23,36

29,07

36,48

△ /¥

1000

5,5

19.&-

22,24

26,3

1600

5,5

17,1

18,44

20,44

Полезно запомнить, что для всех трансформаторов с одинаковыми схемой соединения обмоток и напряжением 〃к произведение S-t(2?)/3) = В。const (с учетом сопротивления питающей энергосистемы — при сопоставимом отношении сопротивлений %с/%т)・ Отсюда можно найти значение 2K)/3 для трансформатора другой мощности, в том числе старого типа. Например, для трансформаторов, имеющих 〃к=5,5 % и схему соединения обмоток 丫/甲 при %c/%t=°,L ₽^27 000. Следовательно, для трансформатора мощностью 750 кВ-А (при прочих равных условиях)理)/3七 27 000/750=36 мОм.

Пример 2, Вычислить ток однофазного к. з. с учетом переходных сопротивлений на зажимах трансформатора мощностью 400 кВ-А, WkS=5,5 %, соединение обмоток Y’平，присоединенного к эиергосис- теме сопротивлением Хс—ОД Лт.

Решение. Значение z?'/3 можно принять по табл. 13, однако в учебных целях покажем ход его вычисления. По табл. 1 для данно- р0 трансформатора %[*=%2T= 17,1 мОм; 「[工^广2T=5,5 mOmj； Хот^ = 148.7 мОм; гот=55,6 мОм. Сопротивление системы хс = 1»71 мОм; гс^б; Rn=15 мОм. С учетом (23) имеем

瓚/3= /0.17」+ 148,7+ 2・ 1,71)2 + (2・5,5+ 55,6 + 3/5)2/3 = = 72,4 мОм.

По формуле (22), приняв 2ц=0, имеем《% =231/72,4=3,2 кА.

Для сравнения найдем этот ток по кривым на рис. Ш, в. Вначале вычисляем отношение сопротивлений (прямой поеледователыю- стн) системы и трансформатора: %с/хт= 1,71/17,1=0,1. По сплошной кривой на рис. Ш,б находим, что при этом отношении для трансформатора Y/¥ мощностью 400 кВ-А,以=3,2 кА, т. е. получаем тот же результат.

Определение токов к. з. по расчетным кривым. В приложении приведены расчетные кривые, по которым можно найти значения токов к. з. на шинах КТП (рис. Ш) и в сети 0,4 кВ (рис. П2—П10) после трансформаторов напряжением 6 (10)/0,4 кВ, мощностью 1600 кВ-А (〃к= =5,5%), 1000 кВ.А (〃к=5,5 %), 630 кВ・А (〃к=5,5%) и 400кВ• А (ик=4,5 %) в зависимости от соотношения сопротивлений питающей системы и трансформатора, длины, конструкции и сечения кабелей 0,4 кВ с учетом и без учета токоограничивающего действия дуги в месте повреждения. Кривые на рис. Ш—П10 построены по при- веденйым выше выражениям с использованием данных, приведенных выше в таблицах. Штриховыми линиями показаны токи металлического к. з., сплошными — с учетом переходных сопротивлений, равных 15 мОм. Актнв・ ное сопротивление энергосистемы и сопротивление шин °,4 кВ не учитывалось. Все кривые даны для кабелей с алюминиевыми жилами. Для нахождения тока к. з. за кабелем с медными жилами по этим кривым необходимо уменьшить его расчетную длину в 1,7 раза.

Для пользования кривыми предварительно необходи- мо определить соотношение сопротивлений питающей системы и трансформатора: индуктивных хс/^т или пол- Hbix гс/2т, последнее — при значительном активном сопротивлении системы (например, наличии протяженных воздушных или кабельных линий 6 или 10 кВ)* • < .» « - 3—42qq

Если кабель питает сборку, а от сборки питается дви- гатель через кабель другого сечения, то ток к. з. на за- жимах двигателя можно определить, пользуясь этими же кривыми по условной расчетной длине кабеля, имеющего такое же сечение, как кабель питания двигателя:

2山+工6工也， (24)

&.с6

где /к.дв — длина кабеля, питающего двигатель; 'к.сб — длина кабеля, питающего сборку; 5к.дВ и Sk.co — соответствующие сечения кабелей.

Можно найти ток к. з. без вычисления /р непосредственно по графику, как показано на рис- П2, а. Сначала находится ток к. з. в конце кабеля, питающего сборку (точка Л). Через точку Л проводится горизонтальная прямая до пересечения с кривоп, соответствующей сечению питающего двигатель кабеля (точка б]. Прибавив к координате /в длину питающего двигатель кабеля /к.дВ, по кривой, соответствующей сечению этого кабеля, находим ток к. з. на зажимах двигателя (точка С)・

Если напряжение к. з. или мощность установленного трансформатора отличается от принятых при построении кривых, то следует подобрать ближайший трансформатор, исходя из равенства их сопротивлений. Например, для трансформатора мощностью 1000 кВ-A 〃裁=8 %, Zt=O,013 Ом (0,4 кВ). Следовательно, можно пользоваться графиками для трансформатора 630 кВ-А, wK=5,5 %, имеющего 劣=0,014 оm.

Кривые токов однофазных к. з. построены для соотношения сопротивления (прямой последов ательности) системы и трансформатора хсДт=0,1. Стрелками обозначена область, в которой можно по этим кривым находить токи при 尤с&2尤т, при этом погрешность в определении тока к. з. не превосходит 15 % при малых длинах и больших сечениях кабелей н 5% —для больших длин или малых сечений кабелей.

Приближенные значения токов однофазных к, з. для трехжильных кабелей с алюминиевой оболочкой можно находить по кривым для четырехжильных кабелей с алю* миниевой оболочкой, при этом полученное по кривым значение тока следует уменьшить на 15 % для больших и на 5 % для малых сечений кабелей.

Если при определении токов однофазных к. з. при сов* падении сечений фазных жил сечение нулевой жилы ка・

6е〃я меньше приведенного на графиках, то ток к. з. следует находить для кабеля, имеющего .меньшее сечение нулевой жилы, независимо от сечений фазных жил. При зтом погрешность в нахождении тока будет наименьшей н идет в запас расчета чувствительности защиты.

Расчет токов к. з. при питании аварийных генераторов, Аварийные генераторы предназначены для электроснабжения при потере основных источников питания н обычно имеют небольшую мощность. Они подключаются либо непосредственно к шинам 0,4 кВ, либо через понижающие трансформаторы 6/0,4 кВ. Расчет токов к. з. выполняется только с целью выбора уставок и проверки чувствительности и селективности действия защит, так как по отключающей способности аппаратура рассчитана на работу от более мощных основных источников питания.

В зависимости от расчетных условий максимальным может оказаться ток однофазного или трехфазного к. з., минимальным — ток трех-, двух- или однофазного к. з. Например, ток однофазного к. з. может оказаться максимальным (по сравнению с другими видами к. з.) на зажимах генератора и минимальным — в удаленных точках сети.

Расчет токов при междуфазных к. з. При близких к. з. в генераторе возникает переходный процесс, сопровождающийся изменением во времени периодической составляющей тока. С удалением точки к. з. от генератора это явление становится незаметным (как при питании от энергосистемы). Электрическую удаленность однозначно характеризует расчетное результирующее сопротивление цепн до точки к. з. в относительных единицах z*p, приведенное к суммарной мощности параллельно работающих генераторов

где z£ —суммарное сопротивление всех элементов цепи к. з.» включая генераторы, мОм; SH.rs 一 суммарная мощность параллельно работающих генераторов, кВ-А; Ucp — среднее напряжение той ступени, к которой отне・ сено 益,В.

Обобщенные кривые зависимости периодической составляющей тока к. з., отнесенной к номинальному току генератора 厶“=/〃小.「，от расчетного сопротивления 3・ 35

двухфазное придвухфазное приРис. 7. Расчетные кривые изменения токов к. з. для генераторов малой мощности с АРВ (сплошные линии—трехфазное к. з., штриховая— /=8, время f — в секундах)Рис. 7. Расчетные кривые изменения токов к. з. для генераторов малой мощности с АРВ (сплошные линии—трехфазное к. з., штриховая— /=8, время f — в секундах)

двухфазное при

двухфазное при

Рис. 7. Расчетные кривые изменения токов к. з. для генераторов малой мощности с АРВ (сплошные линии—трехфазное к. з., штриховая— /=8, время f — в секундах)

Рис. 7. Расчетные кривые изменения токов к. з. для генераторов малой мощности с АРВ (сплошные линии—трехфазное к. з., штриховая— /=8, время f — в секундах)

n*p (х*р) и времени от начала к. з. f для маломощных генераторов приведены на рис. 7. Кривые учитывают действие при к. з. устройств автомэтического регулирования (АРВ) н форсировки (ФВ) возбуждения генераторов. Эти устройства должны быть постоянно в работе.

Сопротивление z*p=0,65 называется критическим.

Если z喙pV0,65, то электрическая удаленность к. з. считается небольшой. Такое соотношение характерно для к. з. на зажимах генераторов, шинах КТП и основных сборках 0,4 кВ.

Упрощенную картину процессов, происходящих при к. з. в этих точках, рассмотрим на примере внезапногс трехфазного к. з. В начальный момент к. з. индуктивна сопротивление генератора резко уменьшается до сверх переходного (начального) значения %；, а затем постелен но увеличивается до переходного х； и, наконец, до уста повившегося 力応 Это вызвано соответствующим изменен。 ем магнитных потоков в генераторе. Наряду с этим 叩 снижении напряжения (вследствие к. з.) вступают в лей ствие устройства АРВ и ФВ генератора, которые стре

мятся восстановить напряжение на его зажимах увеличе- JJlieM тока возбуждения и, следовательно, ЗДС.

Однако вследствие небольшой электрической удален- ностн к. з. устройства АРВ и ФВ не могут восстановить напряжение на зажимах генератора до номинального, несмотря на увеличение тока возбуждения до предельного. На изменение тока к. з. во времени больше влияет увеличение сопротивления генератора, чем увеличение его ЭДС. Происходит снижение (затухание) тока к. з. с течением времени от сверхпереходного (начального) /ко (/=0) до установившегося /Коо (/=оо).

Например, при к. з. в точке, соответствующей z*p= =0,3, ток к. з. /% =3,7; /爲 5 =2,12; 1^ =2,35 (рис. 7). Заметим, что вследствие инерционности устройств АРВ н ФВ они не влияют на начальное значение тока, их действие будет заметно спустя примерно 0,2 с после начала к. з. и особенно ——в установившемся режиме к. з. Поэтому при к. з. в рассмотренной точке значение тока при f=8 несколько больше, чем при /=0,5 с.

Минимальным значением тока оказывается установившийся ток трехфазного к. з.——его значение всегда меньше установившегося тока двухфазного к. з” а при к. з. на зажимах генератора — меньше тока однофазного к. з. Это объясняется тем, что индуктивные сопротивления генератора обратной х2 и нулевой %о последовательностей, которые учитывают при расчете несимметричных к. з., не изменяются в процессе к. з., а по значению они значительно меньше индуктивного сопротивления генератора прямой последовательности в установившемся режиме 川・

Кривые изменения токов при трехфазных к. з. на рис. 7 взяты из работы [7]. Кривая токов прн двухфазном к. з. при /=<» и всех значениях z#p располагается между кривыми токов трехфазных к. з. 4?)и 虐8・ Ее можно получить, воспользовавшись кривыми для трехфазных к. з., правилом эквивалентности прямой последовательности [18] и известным выражением

1p="(切.),

где 噌)—ток любого (п) несимметричного к. з.; п^ —коэффициент, соответствующий этому виду к.з.,для двухфазного к.з. m(”)= "i(2)= =/З ; //)— соответствующий ток прямой последовательности.

Например, в точке сети, для которой ?*р=0,3, относительные значения токов трех фазного к. з. /當=3,7; /必 8 =2,35. При двухфазном к. з. в той же точке расчетное сопротивление слагается из

суммы сопротивлений прямой н обратной последовательности, и составит z*p=0,3+0,3=0.6. По кривым трехфазных к. з. для /=оо г*р= 三0,6 соответствует относительное значение тока прямой последовательности 咫仁川閃 такнм образом, относительное значение уста- новившегося тока двухфазного к. з. составляет 1^^ = |/3* 1,65 =： = 2,85. *

В точке сети, для которой z*p=0,65, имеем 喘、/% а /爲，.тн же г.р>0,65, то 嘿〈/爲</% •

Установившийся режим для маломощных генераторов может наступить менее чем за 0,5—1 с. Это время соизмеримо с временем действия максимальных токовых защит генератора и прилегающей сети 0,4 кВ, к моменту срабатывания выходных реле которых ток к. з. становится равным установившемуся. Поэтому для предотвращения отказов чувствительность действующих с выдержкой времени защит, в зоне действия которых расчетное сопротивление до места повреждения z*pV0,65, должна проверяться по установившемуся току трехфазного к.3•嗯.

Если z*p№,65, то к. з. считается удаленным. Обычно это соотношение соответствует к. з. на зажимах отдаленных электроприемников, при питании длинными кабелями с большим сопротивлением. В этих случаях АРВ и ФВ способны восстановить напряжение на зажимах генератора до номинального (при очень удаленных к. з. вооб- ще не вступают в работу), а изменение сопротивления генератора в процессе к. з. почти не влияет на значение тока к. з. Установившийся ток трехфазного к. з. оказывается равным или несколько большим сверхпереходного (см. рис. 7). Ввиду небольшого различия этих токов можно находить только ток /^}, принимая с целью упрощения /^~/^ и 塩=/像*。,867喘.Таким образом, при к. з. в этих точках чувствительность защит от междуфазных к. з.» действующих с выдержкой времени, можно проверять при начальном токе двухфазного к. з・ 噌=0,867 噌.

Для защит, действующих без выдержки времени, чувствительность при междуфазных к. з. проверяется при токе 程=0,8671^ независимо от электрической удаленности точки к. з.

Таким образом, для расчетов защит следует определить значения токов /^} н 1^ (при f=0), а для защит,

имеющих выдержку времени и действующих в зоне z*pV, V0,65, — дополнительно н значение тока /點 (при f=8). длЯ других моментов времени токи к. з. определять не требуется.

Ток к. з. /^ (в килоамперах) для момента време- нн f определяется по выражению

噌=-5- =—■- ,(26)

人£ /зК4+(^ + /?п)2

где Ei ——линейная ЭДС генератора для момента времени /, В; Хх и 々 一результирующее индуктивное и активное сопротивление цепи к. з. соответственно, включая сопротивление генератора, мОм； Rn — переходное сопротивление в месте к. з., учитывается только при расчетах в сети 0,4 кВ, мОм.

Для момента времени /=0 ЭДС нагруженного генератора E()=Un,T(l+xa sin(рн.г); при cos <рн.г=0,8 имеем Фн.г=37° н sin фн.г=0,6, тогда Ео= t^n.r (1 +^J0,6). Учитывая, что номинальное напряжение генератора на 5 % выше номинального напряжения сети, а также, что к. з. может возникнуть и при ненагруженном генераторе, обычно можно принять £0^ (1 + 1,05) UB,r.

Индуктивное сопротивление генератора (в миллиомах) для момента /=0 определяется по выражению

4 = /%,5,г，(27)

где 5н.г=Рн.г/со$ 屮н.г — номинальная полная мощность генератора, кВ-А; х；二 сверхпереходная реактивность генератора в относительных единицах； Un,r — номинальное напряжение генератора, В.

Параметры генераторов приведены в табл. 14.

Сопротивление понижающего трансформатора и кабелей 0,4 кВ вычисляют по выражениям (3) и (6). При наличии трансформатора в цепи к. з. все сопротивления приводят к одному базисному напряжению по выражению ⑴.В данном случае за базисное принимается напряжение 0,4 кВ, где находится большинство расчетных то- “ек к. з. Переходные сопротивления принимают Rn = =15 мОм. Далее вычисляют результирующие сопротнв- «пення х2 и г2, находят полное результирующее сопротивление цепи к. з.益，а по формуле (26) — на- чальный ток трехфазного к. з•/令•

Таблица 14. Параметры маломощных генераторов

4 •

t-

Для генератора

типа

Параметры

9 1

尸н.р, кВт Uu.p, кВ /н.р, А 〃н・ об/мнн COS фн.г ОКЗ кпд, % 《，О. е. 《，о. е. 必，。，e. /，0. ё. #0, о. е. 「ст，мОм** /*в.прсл，°・ е.

1000

6,3 115 750 0,8

1,15*

94,56

0,192*

0,282

1,018 0,171* 0,0763*

二

630

6,3

72 375 0,8

1.1

93

0/8

0,281

1,172

2500 6,3

287 1000 0,8 0,8

95

0,16

500

0,4

903 1500 0,8 0,6*

94

0,14*

0,191*

1,92* 0,15* 0,047*

2,8

9*

630 0,4 1138 1500 0,8 0,63*

0,167*

0,214*

1,9* 0,174* 0,054

2,18

10*

,3500 6,3

401 1000 0,8

96

0,17

0,21

0,82

* Опытные данные, /«в.пред указано для системы самовозбужде-

** Активное сопротивление фазы статора при температуре 15 ℃

Для момента времени £=8 ЭДС и сопротивление генератора будут уже другими, они зависят от удаленности к. з. Для расчетов используют так называемый метод спрямленных характеристик [18, 19].

Вначале определяют уточненное значение критического сопротивления

(28) 七 roo.н

В этом выражении сопротивление генератора хгоо принимают равным величине, обратной отношению короткого замыкания ОКЗ (ОКЗ — отношение установившегося тока к. з. на зажимах генератора при токе возбуждения холостого хода к номинальному току генератора). Аналогично формуле (27) хгоо (в миллиомах) равно

%=".即 K3SQ(29)

ЭДС генератора :Ег<л (в вольтах) принимают увели^ 40

нКОй пронорцнонально относительному предельному то- :возбуждения /*в.пред (отношение тока возбуждения ；〈н форсировке к току возбуждения холостого хода генератора):i

Е = U /・'.(30)

г<х> г.н .в.пред，，

Если внешнее сопротивление участка от зажимов ге- нератора до точки к. з.痴<2Kp (близкое к. з.), то имеет место режим предельного возбуждения, и значение тока к з. /附 определяют по формуле (26), где принимают £\=£гоо Н Хг = ХГоо.

Если внешнее сопротивление до точки к. з. 痴>外 (удаленное к. з.), то имеет место режим нормального на- пряжения и значение тока /^ определяют по формуле (26), где принимают Е/ = С/Н.г> а хг=0. Обычно при к. з. в этих точках значение /% не рассчитывают, принимая 嚷々嚼(кроме особых случаев, например проверки чувствительности пусковых органов напряжения). При этом учитывают, что возможное увеличение тока /(亂 п0 сравнению с 塩 (оно не превышает 10—20 %) идет в запас чувствительности максимальных токовых защит, а также компенсирует влияние другой подключенной к генератору нагрузки, сопротивление которой шунтирует к. з., несколько уменьшая ток в месте повреждения и увеличивая ток генератора [18, 19].

При отсутствии паспортных значений /*в.пред и ОКЗ их рекомендуется определить опытным путем [19].

Для приближенных расчетов можно использовать метод расчетных кривых [7, 18], позволяющий определить относительное значение тока к. з. для любого момента времени в зависимости от расчетного сопротивления 2*р. Д^я этого по приведенным выше выражениям определя- ют 益，а затем по выражению (25) — расчетное сопротивление до точки к. з. 2*р в относительных единицах. По расчетным кривым на рис. 7 и значению 2*р находят относительные значения тока к. з. /к*< для соответствую- Шег° момента времени. Значение тока трехфазного к. з. 4"н этого момента времени определяют по выражению

I欝=["g，(31)

:/нЕ = SH.rx/ (M^Ucp) — суммарный номинальный ок работающих генераторов, приведенный к напряже-

нию Ucp ступени, где рассматривается к. з., т. е. к напр^. *енню 0,4 кБ.

Расчетные кривые на рис. 7 учитывают шунтирующ^ влияние нагрузки, подключенной к генераторным шинам Следует иметь в виду, что этот метод можно использо, вать, если относительный предельный ток возбужден^ не превышает 3——4, при больших значениях он может дать существенную погрешность вычислений установив, шихся токов к. з. (см. далее пример 3).

При расчетах токов к. з. в сети 0,4 кВ, питающейся от генераторов мощностью менее 400 кВт, переходные со. противления /?п можно не учитывать, в этом случае оиц почти не влияют на значения токов к. з.

При питании от генераторов напряжением 6(10) кВ через понижающие трансформаторы 6(10)/0,4 кВ расчетные кривые на рис. П1, а, П2——П4 для определения токов трехфазных к. з. можно использовать лишь при z*pA0>65. Отношение хс/хт определяют, как указано ранее, но при этом 无с заменяют на %「, вычисленное по формуле (27) н приведенное к напряжению 0,4 кВ.

Пример 3. Определить сверхпереходный и установившийся токи к. з. с учетом переходных сопротивлений 火口=15 мОм за кабелем 3X95Xix50 длиной 100 м с алюминиевыми жилами при питании от генератора, имеющего следующие данные: Р«.г=630 кВт; Sh.t= = 787 кВ-A; Uh.『=0,4 кВ; ".『=1138 А; \ = 0』6о.е.; ОКЗ=0,63; /*в пред^ 10j ,「々0.

Решение. Индуктивное сопротивление генератора по формуле (27) %г=0,16 • 4002/787=32,5 мОм. Сопротивление кабеля по формуле (6) ”н=0,057 • 100=5,7 мОм; г^=0,405 • 100=40,5 мОм. Результирующее сопротивление до точки к. з. 2 工=/(32,5+5,7) 2+ (40,5不 + 15产=67,4 мОм. Ток к. з. при /=0 по формуле (26) /^^= =1,05 • 400/( /3 67,4) = 3,6 кА.

Ток к. з. при f=8 определяем методом спрямленных характеристик. Внешнее сопротивление 2би= 1^5,72-1-(40,5-|-15)2=55,8 mом. Сопротивление и ЭДС генератора- по формулам (29) н (30) хг«>- =40。2/(0,63・787) =3幺2,7 мОм; Ег<ю—400-10=4000 В. Критическое сопротивление по формуле (28) 2亜々322,7・ 400/(4000—400) =35,9 Mo•【 Поскольку гВн>гкр> то имеем режим нормального напряжения. Принимая в формуле (26) Ef=Uii.r,布=0, имеем 嚷r =400/(丿不55,8)= = 4,14 кА. Однако из-за шунтирующего влияния нагрузки значение тока к. з. будет несколько меньше, поэтому можно принять /體)r* 2/財?=3,6 ка.

Вычислим значения тока к. з. по методу расчетных кривых. Расчетное сопротивление по формуле (25) 2*р = 67,4 • 787/4002=0,33. По кривым на рис. 7 находим относительные значения тока к. з. /к*о= 42

/=2,25. Токи к. з. по формуле (31):川設=3.2・1.138=

.= 34 К•咚А.■■ •

」⑴ с=2.25・ 1,138=2,6 кА, что значительно меньше рассчи-

"З.Ь К"，'КОО*

田14爲1Hо, qT0 для генератора, имеющего 7*в.пред= 10, определе-

становившегося тока к. з. по расчетным кривым на рис. 7 недо- ние и ими пользоваться не следует. Если бы генератор имел, на- пD %в.нре〃=4, то 瓦8 = 1600 В; 2кр = 107,6 мОм;痴々亜(режнм предельного возбуждения) и 嚷r = 1600/ [/§ ]/(322,7 + 5,7)3 + 刀而京韦戸|=2,77 кА. что близко к значению, определенному по расчетным кривым.

Расчет токов однофазных к. з. Однофазные к. з. в се-

тн 0,4 кВ при питании от генераторов характеризуются большой электрической удаленностью, поэтому обычно можно не считаться с изменением тока во времени.

Ток однофазного к. з. при питании от генераторов напряжением 6,3 кВ можно определить по выражениям (22) н (23), или по кривым на рис. П1, 6, в, П5——Ш0 прнло- жения, при этом сопротивление системы заменяется сопротивлением генератора, определенным по формуле (27) и приведенным к напряжению 0,4 кВ.

Ток однофазного к. з. (в килоамперах) при питании от генератора напряжением 0,4 кВ с глухозаземленной цейтралью можно определить по выражениям:

=М (^1г + Ггг + Г0Г ~Ь 3RJ2 +(Х1г 十％2。+ 勾J?，

где [Уф — фазное напряжение, В; Гщ Xir— активное и индуктивное сопротивления генератора токам прямой последовательности, мОм; г2г> %2г ——то же обратной последовательности； гог, хОг — то же нулевой последовательности； гпт — сопротивление петли фаза — нуль от генератора до места к. з., мОм.

Активное сопротивление фазы статора генератора с глухозаземленной нейтралью гст=г 1Г=г2г=^ог-

Выражение (32) удобно тем, что позволяет использо- ватъ практические измерения и справочные данные по со- пРотивлению петли фаза—нуль.

При однофазном к. з. непосредственно на зажимах ге- нератора возможно некоторое уменьшение тока с тече-

н%м времени, однако оно мало сказывается, на чувству тельности защиты, так как компенсируется запасам^ в коэффициентах чувствительности и возврата защиту (защита возвращается при меньшем токе, чем срабат^. вает).

Пример 4. Определить ток однофазного к. з. на зажимах гене, ратрра н за кабелем для условий примера 3. Дополнительные пара, метрм генератора: х2=0,171 о. е.;超=0,054 о. е. Кабель имеет непр0. водящую оболочку.

Решение. Индуктивное сопротивление генератора токам пря. мо订，обратной и нулевой последовательностей по формуле (27). 力产0,16・4002/787=32,5 мом; x2г=0,17Ь4002/787=34,8 мОм; MaOSdBOB/Tg?^ 11 мОм; r】r=r2r='ог=2,18 мОм. По формуле (32) имеем 嘲=Н(3• 2,18+3• 15)2+ (32,5+34,8+11)2=93,7 мОм. Conpo. тивление петли фаза — нуль кабеля по формуле (21) гПт=1,13* 100= = 113 мОм.

Ток однофазного к. з. на зажимах генератора с учетом переход, иых сопротивлений по формуле (32)

小400

源=—==7,4 кА.

И 3 (93,7/3)

Для металлического к. з. (Rn=0)之惚 =78,6 мОм и £>=8,8 кА.

Ток однофазного к.冰展а кабелем с учетом переходных сопротив- лен,,й 4/=.„~~ = 1,6 кА и для металлического

un400. “ “

к* з. 4/ q;—= 1,66 кА почти одинаковы.

N警十冋

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫБОРУ АППАРАТУРЫ, ЗАЩИТ И КАБЕЛЕЙ

В сети 0,4 кВ выбор коммутационной аппаратуры, зашит и кабелей взаимосвязан. Для любого присоединения должны быть обеспечены:

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

Стойкость при к. з. Аппараты и кабели должны быть стойкими при к. з., а аппараты защиты — надежно отключать расчетные токи к. з. ^ ；

q Защита от всех видов к. з. Параметры аппаратов шты и кабелей должны обеспечивать достаточную чув-

тельность защиты ко всем видам к. з. в конце ззип/ ств｝自 зонь1 Рекомендуется применять автоматические W ючатеЛи с ком биниров энным расцепителем, элемент в囁вненмой характеристикой которого является резерв- с защитой. Должны обеспечиваться селективность (от*

пенне только поврежденного участка), надежность (срабатывание при появлении условий на срабатывание :несрабатывание при их отсутствии), быстродействие

щитЫ. Быстрое отключение к. з. обеспечивает стой- к0СТЬ аппаратов и кабелей к термическому действию то- ков к. з., снижает длительность перерывов питания элек- троприем ников, облегчает последующий самозапуск электродвигателей, обеспечивает безопасность обслужн- ваЮщего персонала, предотвращает возможность нару・ шенИя синхронной параллельной работы маломощных аварийных генераторов, а также синхронных электродвигателей. °

Защита от ненормальных режимов — длительной перегрузки электродвигателей, подверженных перегрузкам по технологическим причинам, а также проводов и кабелей в случаях, предусмотренных Правилами [13]. При пуске и самозапуске электродвигателей аппараты защиты не должны отключать цепь, а сечение кабелей должно обеспечивать достаточный для разворота электродвигателей уровень напряжения на нх зажимах.

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

Выбор аппаратуры, защиты и кабелей данного присо- единеиия выполняют в следующем порядке.

Определяют нагрузки присоединения, место подключения, составляют предварительную схему присоединения и ближайшего участка питающей сети.

Предварительно выбирают сечение кабеля присоединения по условиям нагрева в нормальном режиме, проверяют его достаточность по условиям потери напряжения в нормальном режиме и при пуске электродвигате- лей, рассчитывают токи к. з.

Предварительно выбирают тип и номинальные пара- метрн защитного аппарата присоединения по условиям

нормального режима, стойкости и селективности при к. з

Рассчитывают,, уставки защиты, по результатам рас： чета уточняют тип н номинальные параметры аппарат^ защиты. Проверяют.чувствительность защиты. При недо, статочной чувствительности осуществляют специальны^ описанные в последующих главах мероприятия, посл@ которых может измениться сечение или конструкция ка、 беля, схема присоединения, номинальный ток автомату ческого выключателя. При этом все расчеты выполняют, ся заново.

Если присоединение предназначено для защиты сбор, ки, то проверяют стойкость при к. з. аппаратов, установленных на этой сборке.

Проверяют защиту электродвигателя н кабеля от перегрузки (при необходимости) с возможным уточнением уставок защиты или сечения кабеля.

Проверяют селективность защиты с выше- и нижестоящими защитными аппаратами с помощью построения карты селективности.

4・ ВЫБОР СЕЧЕНИЙ И ДЛИН КАБЕЛЕЙ

Условия выбора сечений и длин кабелей. Выбор сечений и длин кабелей выполняется по рассматриваемым ниже условиям. Окончательно принимаются те параметры кабеля, которые удовлетворяют всем этим условиям.

Условие допустимого нагрева. В нормальном режиме нагрев кабеля не должен превышать допустимого. Для этого выбор сечения кабелей производят по таблицам ПУЭ [13], в которых приводятся значения сечений и соответствующие им допустимые длительные токи нагрузки для кабелей различных конструкций. Значения допустимых длительных токов указаны для определенных (нормальных) условий работы кабелей и их прокладки. При отклонении от этих условий значения допустимых длительных токов, приведенные в таблицах, должны быть умножены на приводимые в ПУЭ поправочные коэффициенты, учитывающие характер нагрузки (при повторнократковременном и кратковременном режиме работы электроприемников), отклонение температуры окружаю* щей кабель среды от расчетной, количество совместно проложенных кабелей и тепловые характеристики грун- та, в котором проложен кабель, ”

,условия обеспечения нормального напряжения “а за・ маХ электродвигателей и других электроприемников.

А нормальном режиме сечение и длина кабеля должны беспечивать отклонение напряжения на зажимах элек- °родвигателей не более ±0,05 1/н.дв. Падение напряжения в кабеле определяется по выражению

д(/ = Ю"3 /3 // (，叩 cos <р + 七口 sin Ф),(33)

е / — ток нагрузки. А;屮一угол нагрузки, ...°; осталь- ые обозначения такие же, как в выражении (6).

Поскольку на шинах 0,4 кВ должно поддерживаться напряжение 1,05 [Уп.дв (т. е. 400 В), то при напряжении на зажимах электродвигателя 0,95 % С/Н.дв=0,95-380= =361 В общее падение напряжения в сети может состарить 10%. Учитывая это обстоятельство, из выражения (33) можно найти предельную длину кабеля для любого конкретного случая или уточнить его сечение.

Условия пуска электродвигателя. Сечение и длина кабеля должны обеспечивать нормальный пуск электродвигателей. Пусковые токи создают увеличенную по сравнению с нормальным режимом потерю напряжения в питающем кабеле, в результате чего напряжение на зажимах двигателя снижается. Возможность разворота двигателя определяется значением остаточного напряжения С70ст на его зажимах. Считается, что пуск электродвигателей механизмов с вентиляторным моментом сопротивления и легкими условиями пуска (длительность пуска 0,5— 2 с) обеспечивается при

t/OCT>0,7t/n.nB.(34)

Это условие выполняется, если (что удобно для практической проверки) /；скн//пуск.дВ^2, где 7^Lh— ток трехфазного металлического к. з. на зажимах электродвигателя при минимальном режиме работы питающей системы； /Пуск.дв ——пусковой токэлектродв игател я

(каталожное значение).

Пуск электродвигателей механизмов с постоянным моментом сопротивления или тяжелыми условиями пуска (длительность пуска 5——10 с) обеспечивается при

U℃t》0,8UН.дв*(35)

Это условие выполняется, если (что удобно для практической Проверки) /^ин//пуск.дв>3,5.

У еловая работы при к. з. Кабели должны обладать

(37)(37)(38)(38)4949

(37)

(37)

(38)

(38)

49

49

Т а бл и ц a 15. Постоянная С для кабелей [16]

Изоляция н конструкция кабеля

Материал жилы

Постоянна я С, :А，с°，5/мме

Кабели со сплошными жилами и бумажной пропитанной мзо・ ляцией

алюминии

медь

92

140

Кабели с миогопроволочными жилами и бумажной пропитанной изоляцией

алюминий

медь

98

147

Кабели с поливинилхлоридной изоляцией

алюминий медь

75

114

Кабели с полиэтиленовой изоляцией

алюминий медь

62

94

Примечание. Ввиду отсутствия точных данных при напряжении 0,4 кВ значения постоянной С приняты такими же, как при напряжении 6 кВ,

достаточной термической стойкостью при к. з. в начале кабеля, что обеспечивается как быстродействием защит, так и соответствующим сечением кабеля. Практика эксплуатации показывает, что целесообразно выполе^ять соответствующую проверку термической стойкости кабелей, хотя по ПУЭ для сетей 0,4 кВ этого в настоящее время не требуется. Минимальное допустимое сечение кабелей (в квадратных миллиметрах) по этому условию составляет

Smw =电-1000 =仔.1000 力…+ %cp，(36)

где С ——постоянная, принимается по табл. 15, А-с0>5/мм2; остальные обозначения такие же, как в выражении (18).

Кроме того, при построении схемы учитывают, что то ки к. з. в конце кабеля 0,4 кВ значительно снижаются. Поэтому, с одной стороны, при питании сборок подбором сечения кабеля можно обеспечить уровень токов к. з., соответствующий стойкости установленных на сборках выключателей. С другой стороны, при недостаточной чувствительности защитных аппаратов сборок, электродвигателей и других электроприемников к токам к. з. в конце

48

6е〃я ее увеличение часто достигается увеличением се- кеНйЯ кабеля (но не более чем па 1—2 ступени), так как то приводит к увеличению тока к. з.

' Обеспечение защиты кабелей от перегрузок. Защиты т перегрузки требуют все сети 0,4 кВ, выполненные про- лощенными открыто иезащищенными изолированными проводами с горючей оболочкой внутри любых помеще- нвсе осветительные сети независимо от конструкции и способа прокладки проводов или кабелей в жилых и общественных зданиях, в служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, в пожароопасных зонах, все для питания бытовых и переносных электроприборов； все силовые сети в промышленных предприятиях, в жилых и общественных помещениях, если по условиям технологического процесса может возникнуть длительная перегрузка проводов и кабелей; все сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от режима работы и назначения сети.

Например, защиту от перегрузки требуют кабели питания двигателей транспортеров, так как эти механизмы подвержены перегрузкам; не требуют защиты от перегрузки кабели питания центробежных насосов с легкими условиями пуска (установленные в невзрывоопасных помещениях) ,так как по технологическим причинам эти механизмы не перегружаются.

Для защиты проводников и кабелей от перегрузки должны быть обеспечены следующие соотношения между допустимым током проводника /доп.пров (определяется по таблицам ПУЭ) и током срабатывания защиты.

、При применении выключателей только с электромагнитными расцепителями и током срабатывания отсеч- КИ /с.о：

для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и другой аналогичной по тепловым характеристикам изо-

ляцией внутри помещений

/со<0.8/доп.пров»

Для невзрывоопасных производственных помещений, а также кабелей с бумажной изоляцией допускается

'с・о《^доп.пров*

При применении выключателей с нерегулируемой об-

4-42

ратно-зависимой от тока характеристикой для проводи^ ков всех марок

/н.расн《^доп.пров»(39)

где /н.расц ——номинальный ток расцепителя.

При применении выключателей с регулируемой зависимой от тока хар актер истиной и током срабатывания за・ щиты от перегрузки 7С.П：

для проводников с резиновой, поливинилхлоридной н аналогичной изоляцией

/С.п《/доп.пров；(40)

для кабелей с бумажной изоляцией или изоляцией из вулканизированного полиэтилена

/сП《1 ,25/дон. 11Poв・(41)

При применении предохранителей с номинальным то ком плавкой вставки /н.вс：

^Н-ВС《^доп.пров»(42)

где k — коэффициент, для проводников с резиновой, поливинилхлоридной н аналогичной по тепловым характе ристикам изоляцией, прокладываемых внутри помещений, принимается равным 0,8. Для всех проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях, а также для кабелей с бумажной изоляцией в любых помещениях 左=1・一

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Параметры и характеристики, по которым выбирают автоматические выключатели. Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для автоматического отключения электрических цепей при к. з. или ненормальных режимах (перегрузках, исчезновении или снижении напряжения), а также для нечастого включения и отключения токов нагрузки. Отключение выключателя при перегрузках и к. з. выполняется встроенным в выключатель автоматическим устройством, которое называется максимальным расцепителем тока, или сокращенно — расцепителем. Выключатели по заказу могут поставляться со следующими дополнительными устройствами: нулевым или минимальным расцепителем, отключающим выключатель при снижении напряжения соответственно до

сигналь-сигналь-главныхвыдвиж-главныхвыдвиж-/0 1—0,35) Uh н до (0,35—0,7) Uh (напряжение срабаты- не регулируется); независимым расцепителем (электромагнитом отключения) для дистанционного от- 'лючення выключателя; электродвигательным или электромеханическим приводом для дистанционного управ- ，ння выключателем; свободными вспомогательными контактами, а выключатели серии ВА — также н&мн контактами автом атического отключения; вы движим устройством с вставными контактами н вспомогательных цепей ——для выключателей

сигналь-

сигналь-

главныхвыдвиж-

главныхвыдвиж-

ного исполнения.

Различают нетокоограничивающие и токоограничивающие выключатели.

Нетокоограничивающие выключатели не ограничивают ток к. з. в цепи, и он достигает максимального ожидаемого значения.

Токоограничивающие выключатели ограничивают значение тока к. з. с помощью быстрого введения в цепь дополнительного сопротивления электрической дуги (в первый же полу пер иод, до того, как ток к. з. значительно возрастет) и последующего быстрого отключения к. з., при этом ток к. з. не достигает ожидаемого расчетного максимального значения. Токоограничение начинается с некоторого значения тока, определяемого характеристикой токоограничения. Например, в токоограничивающих автоматических выключателях серий А3700Б при больших ожидаемых токах к. з. контакты, имеющие специальную конструкцию, сразу же отбрасываются электродинамическими силами, вводя в цепь сопротивление дуги, и затем уже не соприкасаются, так как своевременно срабатывает электромагнитный расцепитель. При малых токах к. з. контакты не отбрасываются, а отключение производится также электромагнитным расцепителем.

Номинальным током 7н.в н напряжением Uh.b выключателя называют значения тока и напряжения, которые способны выдерживать главные токоведущие части выключателя в длительном режиме. Номинальный ток рао иепнтеля /н.Расц может отличаться от номинального тока выключателя, поскольку в выключатель могут быть ^троены расцепители с меньшим номинальным током. 齋пример, выключатель АВМ-4 с номинальным током К°А может иметь катушки расцепителя на номиналь- н«етоки 120, 150, 200, 250, 300, 400 А.

Предельной коммутационной способностью выключа-

теля (ПКС) называют максимальное значение тока к. з., которое выключатель способен включить и отключить нс. сколько раз, оставаясь в исправном состоянии. Обычно заводские испытания на ПКС выполняют в цикле О—nay、 за—ВО—пауза—ВО, где О — операция отключения не- пи к. з. данным выключателем после ее включения вспо- могательным аппаратом, ВО — операция включения и отключения цепи к. з. данным выключателем. Некоторые аппараты дополнительно испытывают на наибольшую включающую способность. Испытания выполняют в цнк- ле В, что означает включение цепи данным выключателем и автоматическое отключение вспомогательным.

Одноразовой ПКС (ОПКС) называют наибольшее значение тока, которое выключатель может отключить один раз. После этого дальнейшая работа выключателя не гарантируется, может потребоваться его капитальный ремонт или замена. Например, для выключателей серии А3100 значение ОПКС принимают равным значению ПКС выключателя данного типа с расцепителем, имеющим наибольший номинальный ток. Так, выключатели А3110 имеют номинальный ток расцепителей от 15 до 10° А, а значение ПКС — от 3,2 до 12 кА (амплитуда). Однако значение ОПКС принимают равным 12 кА для всех выключателей А3110： Аналогично ОПКС принимается рав- ным для выключателей АЗ 120 — 23 кА, АЗ 130 ——30 кА, А3140 — 50 кА. При отключении этих токов может повредиться тепловой элемент или измениться его уставка, однако отключение к. з. безусловно обеспечивается, так как электромагнитный расцепитель имеет малое время срабатывания и успевает дать импульс на отключение» а собственно контактная система способна отключить предельный для своего типоисполнения ток к. з.

Значения ПКС и ОПКС соответствуют ожидаемому току к. з., который возникает в цепи при отсутствии данного выключателя и токоогр аничения.

Понятия ПКС и ОПКС относятся к процессу отключения. Однако выключатель во включенном состоянии должен пропускать протекающий по нему ток к. з.» оставаясь в исправном состоянии, независимо от того, должен ли он или другой аппарат отключить этот ток. Это свойство выключателя характеризуется понятием электродинамической и термической стойкости.

Электродинамическая стойкость характеризуется амплитудой ударного тока к. з., который способен прОпус-

тнть выключатель без остаточных деформаций деталей йЛЙ недопустимого отброса контактов, приводящего к их привариванию или выгоранию. Если значение электро- иннамн^еской стойкости в каталоге не приводится, то это означает, что стойкость, выключателя определяется его коммутационной способностью.

Термическая стойкость хар актеризуется допустимым значением так называемого «джоулева интеграла» j 产 出, отражающего количество тепла, которое может о°

быть выделено в выключателе за время действия тока к. з. В каталогах термическая стойкость задается величиной, измеряемой в кА2 • с. Если термическая стойкость в каталоге отсутствует, то это означает, что выключатель является термически стойким при всех временах отключения, определяемых его защитной характеристикой.

Собственное время отключения выключателя — время срабатывания распределителей и механизма выключателя до начала расхождения силовых контактов (используется при выборе выключателей по предельной коммутационной способности). Полное время отключения выключателя — время срабатывания расцепителей, механизма выключателя, расхождения силовых контактов и окончания гашения дуги в дугогасительных камерах (используется при проверке селективности защиты).

Автоматические выключатели могут иметь следующие защитные характеристики (рис. 8)：

зависимую от тока характеристику времени срабатывания； такие выключатели имеют только тепловой расцепитель; применяются редко вследствие недостаточной предельной коммутационной способности и быстродействия;

независимую от тока характеристику времени срабатывания; такие выключатели имеют только токовую от- СечкУ, выполненную с помощью электромагнитного или полупроводникового расцепителя, действующего без вн・ Держки или с выдержкой времени;

ограниченно зависимую от тока двухступенчатую характеристику времени срабатывания; в зоне токов пере- гРУзки выключатель отключается с зависимой от тока ВыДержкой времени, в зоне токов к. з. выключатель от- ключается токовой отсечкой с не зависимой от тока за-

心心Рис. 8. Защитные характеристики автоматических выключателей: а——зависимая; 6—независимая; в — ограниченно зависимая; z — трехсту、 пенчатая

心

心

/ — с выдержкой времени при к. з.; 2 — без вы дер и.-кн Бремени при к. з.

ранее установленной выдержкой времени (для селективных выключателей) или без выдержки времени (для неселективных выключателей); выключатель имеет либо тепловой и электромагнитный (комбинированный) расцепитель, либо двухступенчатый электромагнитный (выключатель АВМ), либо полупроводниковый расцепитель;

трехступенчатую защитную характеристику. В зоне токов перегрузки выключатель отключается с зависимой от тока выдержкой времени, в зоне токов к. з.—с независимой, заранее установленной, выдержкой времени (зона селективной отсечки), а при близких к. з.——без выдержки времени (зона мгновенного срабатывания); зона мгновенного срабатывания предназначена для уменьшения длительности воздействия токов при близких к. з. Такие выключатели имеют полупроводниковый расцепитесь и применяются для защиты вводов в КТП и отходящих линий.

Автоматические выключатели серии А3700. Сокращенное условное обозначение А37ХХХ. Расшифровка в порядке написания: А — автоматический выключатель；

37 —номер разработки; X ——модификация и величина выключателя: 1—первая, 2 — вторая, 3 — третья, 4 — четвертая, 9 — модифицированные 3 и 4 величины; X — исполнение по виду защиты и числу полюсов, 1 или 2 — с электромагнитными расцепителями, 3 или 4 — с электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями (для селективных выключателей ——только с полупроводниковыми) ,5 или 6 — с электромагнитными и тепловыми расцепителями, 7 или 8 — без максимальных расцепителей, нечетные цифры — двухполюсные, четные—трехполюсные; X — дополнительная характеристик ка исполнения; Б — токоогр ан ич ив а ющие или выполненные на их базе, С — селективные или выполненные на их базе, Ф — нетокоогр а н ич ив а ющие неселективные в фено- пластовом корпусе, Н — неселективные нетокоограничивающие модернизированные. Двухполюсные выключатели переменного тока имеют такие же характеристики, как трехполюсные.

Выключатели с полупроводниковым расцепителем (табл. 16). Номинальный ток этих расцепителей соответствует наибольшему откалиброванному по шкале значению номинального рабочего тока /н.раб・ Характеристика защиты ограниченно зависимая, а для выключателей А3790С — трехступенчатая (рис. 9). Полупроводниковое реле (расцепитель серии РГТ) допускает плавную регулировку номинального рабочего тока расцепителя /п.раб (точка А на рисунке соответствует току срабатывания перегрузки при принятом значении /н.раб)； тока срабатывания отсечки /с.о (точки Б, В, Г, Д, Е); времени срабатывания защиты от перегрузки Zc.n при токе 6/н.раб (точки Ж> Я, К); времени срабатывания отсечки /с.о (точки Л, М, ") для селективных выключателей. Пунктирными линиями обозначена характеристика неселективных выключателей в зоне токов к. з. Выключатели могут поставляться без защиты в зоне перегрузки.

Для выключателей переменного тока (с полупроводниковым расцепителем) допускается увеличение време- нн срабатывания отсечки, если до возникновения к. з. ток в главной цепи был менее 0,7 /н.раб・ Для неселективного токоогр ан ич ив а ющего выключателя увеличение времени возможно в зоне значений токов к. з. от /с.о полупроводникового расцепителя до уставки срабатывания электромагнитного расцепителя. При этом время отключения оп- Р^деляется кривыми /, 2, $ (рис. 9), соответствующим и

5 Таблица 16. Трехполюсные автоматические выключатели A37G0 с полупроводниковым расцепителем на

6напряжение до 660 В

Тнп

Номинальный ток выключателя

♦・в' А

Базовый номинальный ток 7н.б* А

Уставки полупроводникового расцепителя РП

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

пке** в цепи

380 В, кА

опке** в цепи 380 В,

кА

Регулируемые на шкалах РП значения

'с.тт

'н.раб

^н.раб* А

'с.О 'н.раб

%.о, с

‘СП，С， при токе 6/ц.раб

A3734c

250

400

200

320

160； 200 ; 250

250; 320; 400

2； 3; 5;

7; 10

0：25;

4; 8： 16

1,25

—

50

—

А3744С

400

630

320

500

250; 320; 400

400; 500; 630

一

60

——

А3794С

250

400

630

200

320

500

160; 200; 250

250; 320; 4 00

400; 500; 630

—

111,1

50,5

125

57

А3714Б

160

32

63

125

20; 25; 32; 40

40; 50; 63; 80

80; 100; 125; 160

—

1600

18

36

75

125

Продолжение табл. \6

Тип

/ Номинальный

ток

выключа» теля

，н・в' А

Базовый яоминаль* ный ток

G.6, А

Уставки полупроводникового расцепителя РП

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

пке** в цепи 380 В, кА

ОПКС** в цепи 380 В, кА

Регулируемые на шкалах РП значения

'em Ль pa б

'н.раб，А

'се 'н.раб

Со- с

zc.n* c* при токе 6/н.раб

А3724Б

250

200

160; 200; 250

2； 3; 5;

7; 10

—

4; 8; 16

1,25

2500

80

150

А3734Б

250

400

200

320

160; 200; 250

250; 320; 400

—

4000

100

150

А3744Б

400

630

320

500

250; 320; 400

400; 500; 630

—

6300

100

150

А3794Б

250

400

630

200

320

50Э

160; 200; 250

250; 320; 400

400; 500; 630

——

4000

4000

6300

111,1

50,5

150

68

* Вьюючатели А3790С при токе более 20 кА (действующее значение) отключаются без выдержки времени.

** ПКС и ОПКС выражены для всех выключателей (кроме А3790) мгновенным значением ударного тока, для А3790 указаны дробью, в числителе которой — наибольшая включающая способность (ударный ток), в знаменателе—наибольшая отключающая способность (действующее значение).

Рис. 9. Защитные характеристики автоматических выключателей А3700 переменного тока с полупроводниковым расцепителем

Селективные выключатели А3794С при токе более 20 кА (действующее значение) отключаются без выдержки времени

протеканию тока к. з. по одному, двум или трем полюсам выключателя. Для определения времени срабатывания селективного выключателя нужно время, определенное по кривым /, 2, 3, сравнить со значением &.о по шкале и принять большее из них.

Полупроводниковое реле (расцепитель РП) не реагн* рует на апериодическую составляющую пускового тока электродвигателей в течение одного периода. Коэффициент возврата реле составляет 0,97—0,98. Разброс по току срабатывания зависит от температуры окружающего воздуха, уставки по шкале, вида к. з. или перегрузки (одно-i

двух-, трехполюсное), но не превышает ±30 % для /с.о н ±20 % для /с.п- Разброс по времени срабатывания при к.至 для селективных выключателей составляет 士0,02 с. Длительность протекания тока к. з., при которой еще не срабатывает селективная отсечка, составляет при уставках по шкале 0,1; 0,25 и 0,4 с соответственно 0,05; 0,17 и 0,32 с.

Источником оперативного тока полупроводникового реле, обеспечивающим отключение выключателя при к. з., являются встроенные трансформаторы тока. Нельзя эксплуатировать или налаживать выключатель с расцепителем серии РП при параллельном соединении полюсов, при последовательном соединении двух или трех полюсов трехполюсного выключателя, а также со снятым блоком управления РП и незакороченной вилкой соединителя выводов измерительных элементов.

f 〜Выключатели с электромагнитными н тепловыми расцепителями (табл. 17—19). Характеристика защиты — ограниченно зависимая. Эти расцепители имеют нерегулируемые уставки срабатывания. Тепловые расцепители откалиброваны при температуре окружающего воздуха 40 ℃ и одновременном протекании тока по всем трем полюсам. Они не вызывают срабатывания при номинальном токе расцепителя; могут вызвать срабатывание при токе 1,05 /н.расц не менее чем за 2 ч при начале отсчета от холодного состояния выключателя; вызывают срабатывание при токе 1,25/н.расц менее чем за 2 ч при отсчете от нагретого состояния. Разброс по току срабатывания электромагнитных расцепителей составляет для новых выключателей ±15 %; для выключателей, бывших в эксплуатации, ±30 %.

Собственное время отключения выключателя электромагнитным расцепителем зависит от значения тока к. з. н величины выключателя, при токах, близких к предель- ним, оно менее 10 см. Полное время отключения токоограничивающих выключателей при отключении предельных токов составляет около 10 мс; в начале характери- стнкн токоограничения — около 15 мс. Для нетокоогра- ничивающих выключателей при значении тока, близком к /с.о, полное время отключения не превышает 40 мс, при Увеличении тока оно уменьшается.

Данные неавтоматических выключателей приведены в табл. 20.

Автоматические выключатели серии ^Электрон», Ус-

Таблица 17. Трехполюсные автоматические выключатели А3700 переменного тока с электромагнитными и тепловыми расцепителями

Тип

Номинальный 、ок теплового

‘СП

，с-с， А

1КС В деПН 380 В

ОПКС в 1епн 380 В

выключателя

п. в А

расцепителя /ц.расп，А

'н.расп

ударный ток, кА

Выключатели на напряжение до 660 В

16

20

25

630

5,5

10

15

—

А3716Б

160

32; 40

50; 63

80

100; 125

160

1/5

630;

1600

20

30

45

60

—

75

125

А3726Б

250

160

200; 250

1.15

2500

65

75

150

А3736Б

400

250

320

400

1,15

2500

3200

4000

65

100

100

150

А3796Н

630

250

320

400

500

630

1,15

2500

3200

4000

5000

6300

65

70

70

70

70

150

Выключатели

<а напряжение до 380 В

А3716Ф

160

16

20

25

1,15

630

5,5

10

15

—

32; 40

50; 63； 80

100; 125; 16(

630;160С

20

25

)

25

28

А3726Ф

250

160; 200; 25

J 1,15

2500

35

38

А3736Ф

630

250

320

400

500

630

1,15

2500 3200 4000 5000

63G0

50

53

Таблица 18. Трехполюсные автоматические выключатели А3700 переменного тока с электромагнитными расцепителями

Тип выключателя

%.в，А

'н.расп' А

%.О, А

пкс в цепи 380 В

ОПКС в цепи 380 В

Ударный

ток. кА

—-"-■

Выключатели

на напряжение до

660 в

А3712Б

160

80

160

400

630; 1000; 1600

36

75

125

Д3722Б

250

250

1600; 2000; 2500

80

150

А3732Б

400

400

2500； 3200; 4000

100

150

А3742Б

630

630

4000; 5000; 6300

100

150

А3792Б

630

630

2500; 3200, 4000; 5000; 6300

111,1

150

Выключатели

на напряжение до

380 В

А3712Ф

160

80

160

400

630; 1000; 1600

25

28

А3722Ф

250

250

1600; 2000; 2500

35

38

А3732Ф

630

400

630

2500; 3200; 4000

4000; 5000; 6300

50

53

ловное обозначение ЭХХХ. Расшифровка в порядке написания： Э — обозначение серии «Электрон»; XX — условное обозначение номинального тока; 06—1000 А, 16— 1600 А, 25—2500 А, 40—4000 А; X — способ установки; С — стационарные, В — выдвижные.

Выключатели с полупроводниковым реле максималь- ного тока типа РМТ (табл. 21). По заказу выключать может поставляться без реле РМТ. Реле РМТ дотекает плавную регулировку номинального тока мак・ ；нмальной токовой защиты МТЗ (защиты от перегрузки) н・мтз относительно базового номинального тока /н.б, времени срабатывания защиты от перегрузки /с.п при

Таблица 20. Трехполюсные неавтоматические выключатели А3700 переменного тока (без максимальных расцепителей)

Тип

'н.в， А

Термическая стойкость, кА*-с

Электродинамическая стойкость (амплитуда)*, кА

А3718Б; А3718Ф

160

6

2,5

А3728Б; А3728Ф

250

15

3

А3738С

400

250

50

А3748С

630

360

60

А3798С

630

130

40

Таблица 19. Ориентировочные характеристики токоограничении автоматических выключателей А3700Б в цепи 380 ВТаблица 19. Ориентировочные характеристики токоограничении автоматических выключателей А3700Б в цепи 380 В* Для всех выключателей, кроме А3798С, указано значение тока электродинамического отброса (дребезга) контактов, при превышении которого может возникнуть их приваривание (механизм выключателя остается включенным). Для А3798С указано значение тока электродинамического расцепления (выключатель отключается).

Таблица 19. Ориентировочные характеристики токоограничении автоматических выключателей А3700Б в цепи 380 В

Таблица 19. Ориентировочные характеристики токоограничении автоматических выключателей А3700Б в цепи 380 В

токе 6 /н.мтз, тока Zc.o и времени Гс.。срабатывания о『 сечки. Реле имеют два переключателя S1 и S2 выбора защитной характеристики, с помощью которых мо/кя° получить независимую, ограниченно зависимую н тре* ступенчатую характеристику (рис. 10).

При установке переключателя S1 в обозначенное н： лицевой панели реле положение 6 выключатель нме"

Рис. 10. Защитные характеристики выключателя «Электрон» с полупроводниковым реле серии РМТРис. 10. Защитные характеристики выключателя «Электрон» с полупроводниковым реле серии РМТНаличие регулировки в точках Г и Д зависит от номинального тока выклю-чателя

Рис. 10. Защитные характеристики выключателя «Электрон» с полупроводниковым реле серии РМТ

Рис. 10. Защитные характеристики выключателя «Электрон» с полупроводниковым реле серии РМТ

селективную отсечку с регулируемыми уставками по току (точки Б, В, Г, Д) и времени (точки К, Л, М), причем для выключателей переменного тока при токе более 2,2—3,0 /со отсечка срабатывает без выдержки времени; в положении 7 выключатель имеет неселек- тнвную отсечку (штрихпунктирные линии) с регулировкой по току (точки 5, В, Г, Д); в положении 8 выключатель срабатывает неселективно при токе, превн- бающем ток срабатывания перегрузки независимо от 2?4°〉кення переключателя S2 (характеристика на ри-

сункесунке--」не показана). При установке переключателя S2

сунке

сунке

G2

Тип

Исполнение*

Номинальный ток выключа- теля G.B， А

Номинальный базовый ток МТЗ /н.б. а

Уставки полупроводникового реле РМТ

пке** в цепи

380 В, действующее значение, кА

регулируемые на шкалах РМТ значения|

'н・мтз

Льмтз

'em 'н.мтз

^с.о* с

%лг с, при токе 6/ц.МТЗ

906

Стационарное и выдвижное, кроме Т

1000

630; 800

1000

0,8； 1,0;

1,25

3,5; 7;

10

3; 5; 7

0,25;

0,45; 0,7

4； 8; 16

1,25

40

Стационарное и выдвижное Т

800

630; 800

0,8; 1,0;

1,25

3; 5; 7;

10

Э16

Выдвижное, кроме Т

1600

630

1000: 1600

0,8; 1,0;

1,25

3; 5; 7;

10

3; 5; 7

工

Выдвижное Т

1250

1000

0,8; 1,0;

1,25

3； 5; 7

325

Стационарное, кроме Т

4000

1000; 1600; 2500 4000

0,8; 1,0;

1,25

0,8; 1,0

3; 5; 7

3; 5

65

Стационарное Т

3200

1000; 1600;

2500

0,8; 1,0;

1,25

3; 5; 7

СП

to

Э25

/ Выдвижное, кро- ме Т

1 2500

1 1600; 2500

0,8; 1,0;

1,25

з； 5; 7

1 \

Выдвижное Т

2000

1600

0,8; 1,0;

1,25

3； 5; 7

50

Стационарное кроме Т

6300

4000

6300

0,8; 1,0;

1,25 0,8; 1,0

3; 5

3

0,25;

4； 8; 16

1,25

115

Э40

Стационарное Т

5000

4000

0,8; 1,0; 1,25

3; 5

0,45； 0,7

Выдвижное, кроме Т

5000

2500

4000

0,8; 1,0; 1,25

3； 5; 7

3; 5

Выдвижное Т

4000

2500

4000

0,8; 1,0; 1,25

3; 5; 7

3; 5

1

70

；Т — тропическое исполнение.

** Значение ОПКС составляет 110 % указанного в таблице значения ПКС.

合 Таблица 22. Выключатели «Электрой» с полупроводниковым реле МТЗ на напряжение до 660 В

Тип

Исполнение

Номинальный ток выключателя ZH.B А

Номинальный ток МТЗ /н.мтз. А

Регулируемые уставки полупроводникового реле МТЗ

ПКС* в цепи 380 В, кА

'с. о

£&п，& при токе

%е с

'н.мтз

6/ц.МТЗ

'н.мтз

'н.мтз

Э06

Стационарное, кроме Т

800

250; 400; 630; 800

0,8;

1,25;

2

3; 5; 7; 10

100; 150； 200

4； 8； 16

0,25;

0,45; 0,7

60

"28"

Стационарное Т и выдвижное

630

250; 400 ; 630

Э16

Выдвижное, кроме Т

1600

630 1000; 1250; 1600

3; 5; 7; 10

3； 5; 7

84 Н

Выдвижное Т

1250

630 1000; 1250

3; 5; 7; 10

3; 5; 7

325

Стационарное, кроме Т

3200

800

3; 5; 7; 10

120 ~55~

1000; 1250;

1600; 2000; 2500

3； 5; 7

3200

3; 5

1

/

/ Стационарное Т

1 2500

630; 800

0,8;

1,25;

2

3; 5; 7; 10

100; 150; 200

[120

1000; 1250;

1600; 2000; 2500

3； 5； 7

4; 8; 16

0,25;

0,45; 0,7

Выдвижное, кроме Т

2500

1600; 2000; 2500

3； 5; 7

出 45

Выдвижное Т

2000

1250; 1600; 2000

3; 5; 7

Э40

Стационарное, кроме Т

6300

3200; 4000

6300

3; 5 3

图 105

Стационарное Т

5000

2500; 3200; 4000

5000

3; 5 3

Выдвижное, кроме Т

5000

2500

3200; 4000; 5000

3； 5； 7 3; 5

出 65

Выдвижное Т

4000

2000; 2500

3200; 4000

3； 5; 7 3; 5

в положение 11 выключатель имеет зависимую от тока I характеристику защиты от перегрузки с регулируемой при токе 6 /н.мтз выдержки времени (точки £, Ж, 〃)； в положении 12 выключатель имеет независимую от то： ка характеристику защиты от перегрузки (показана штриховой линией). Точка Л на рис.г 10 соответствует току срабатывания защиты от перегрузки при принятом I номинальном токе реле РМТ.

Реле РМТ не реагирует на апериодическую составляющую пусковых токов электродвигателей в течение | одного периода. Коэффициент возврата реле составляет 0,75. Источником оперативного тока, обеспечивающим『 отключение выключателя при к. з., являются встроенные трансформаторы тока.

Выключатели с полупроводниковым реле типа МТЗ (табл. 22). Выпускались до 1982 г. Реле МТЗ допускает плавную регулировку тока срабатывания защиты от перегрузки /с.п, времени срабатывания перегрузки 寿工 при однократном и шестикратном номинальном токе МТЗ /н.мтз, тока /с.о и времени tc.o срабатывания отсечки. Реле имеет переключатель выбора защитной характеристики, с помощью которого можно получить независим}^, ограниченно зависимую и трехступешатую I характеристику (рис. 11).

При установке переключателя в положение Н (нижнее) реле имеет зависимую от тока характеристику за- I щиты от перегрузки с регулируемыми уставками тока срабатывания (точки Л, 6, В), времени срабатывания при токе /н.мтз (точки Г, 〃, £) и токе 6/н.мтз (точки 水, 〃,К); селективную отсечку с регулируемыми уставками тока срабатывания (точки Л, М, Н, /7) и времени срабатывания (точки Р, С, Т), причем для выключателей переменного тока при токе более 2,2—3,0 /с.о отсечка срабатывает без выдержки времени. Регулировкой можно получить любую в пределах указанных точек характеристику (например, АГ КИТ). При у станов- । ке переключателя в положение С (среднее) выключа-' тель имеет аналогичную характеристику, но без выдержки времени при срабатывании отсечки (показано штрих- I пунктиром). При установке переключателя в положение 5 (верхнее) выключатель имеет независимую от тока характеристику срабатывания без выдержки времени при токе, равном току срабатывания защиты от перегрузки (на рисунке не показано).

'°7 彳25 23 4 51020 30 4050

Рис 11. Защитные характеристики выключателя «Электрон» с полупроводниковым реле серии МТЗ

Наличие регулировки в точках Н и П зависит от номинального тока выклю-чателя

Реле реагирует на апериодическую составляющую пусковых токов электродвигателей и тока к. з. Коэффициент возврата реле 0,75.

Разбросы тока срабатывания реле РМТ и МТЗ зависят от температуры окружающего воздуха, вида к. з. или перегрузки, уставки номинального тока по шкале, н。не превышают 士35 % от уставки по шкале.

Собственное время отключения выключателя для 3°6 не превышает 20—35 мс, для остальных типов — —60 мс. Полное время отключения не более 100— 150 мс.

Автоматические выключатели серий АЕ20 и АЕ20М,

Сокращенное условное обозначение АЕ20ХХХ. Расшиф. ровка в порядке написания: АЕ — выключатель автома、 тический; 20——номер разработки; X — условное обозна、 чение номинального тока: 2— 16 А, 4—63 А, 5—100 А, 6—160 А; X — число полюсов в комбинации с максн、 мальными расцепителями тока, 3 — трехполюсные с электромагнитными расцепителями, 4 или 6 — соответственно одно- или трехполюсные с электромагнитны， ми и тепловыми расцепителями; наличие буквы М、 модернизированные выключатели.

Технические данные приведены в табл. 23 н 24. Характеристика защиты — ограниченно зависимая.

Тепловые расцепители без температурной компенса- ции откалиброваны при температуре 40 ℃, с температурной компенсацией ——при 20 ℃. Тепловые расцепители при нагрузке всех полюсов из холодного состояния не срабатывают при токе 1,05 /н.расц в течение 2 ч; срабатывают при токе 1,25 /н.расц в течение не более 20 мин при наличии температурной компенсации и не более 30 мин при ее отсутствии; срабатывают при токе 7/н.расц в течение 3—15 с при наличии температурной компенсации и 1——15 с при ее отсутствии; однополюсные выключатели на номинальный ток 63 А срабатывают при токе 1,35 /н.расц в течение менее 1 ч.

Регулировка тока срабатывания тепловых расцепителей—(0,9—1,15) /н.расц, а для тепловых расцепителей, номинальный ток которых равен номинальному току выключателя— (0,9——1,0) /н.раСц-

Разброс тока срабатывания электромагнитных расцепителей ±20 %, после испытаний допускается дополнительное отклонение уставок на 土 15 %.

Собственное время отключения выключателя не превышает 0,04 с при токах, близких к /с.о, при увеличении тока оно уменьшается. Минимальное собственное время отключения — около 0,01 с.

Л втоматические выключатели серии В А, Сокращенное обозначение ВАХХ-ХХ. Расшифровка в порядке написания: ВА — выключатель автоматический; XX 一 номер унифицированной серии, 51—нетокоограничивающие с электромагнитными и тепловыми расцепителе ми или только с электромагнитными расцепителями, 52 — токоограничивающие с электромагнитными и тепловыми или только с электромагнитными расцепителя- ми, 53 — токоограничивающие неселективные с полу-

а б л иц a 23. Автоматические выключатели серий АЕ20 и АЕ20Мна напряжение до 660 В

^-

Тип выключа-

* теля

窜

Вид расцепителя

Gpacir А

'с.о 'н.раси

|t S

ДЕ2023

16

Электромагнитный

0,3； 0,4；

0,5; 0,6;

0,8; 1; 1,25;

1,6; 2; 2,5;

3,15; 4; 5;

6,3; 8; 10;

12,5; 16

12

—

АЕ2026

Комбинированный

0,9—

1,15

ДЕ2043

63

Электром агнитный

Ю； 12,5; 16; 20; 25;

31,5; 40;

50; 63

12

——

АЕ2044

1,15

Комбинированный

АЕ2046*

0,9— 1,15**

АЕ2043М

63

Электромагнитный

0,6; 0,8;

1： 1,25;

1,6; 2; 2,5;

3,15; 4; 5;

6,3; 8; 10；

12,5; 16;

20; 25; 31,5;

40; 50; 63

12

—

АЕ2046М*

Комбинированный

0,9—

1,15**

АЕ2053М

АЕ2056М*

100

Электромагнитный

10; 12,5;

16; 20; 25;

.1,5; 40;

50; 63; 80；

100

12

—

Комбинированный

1,15

АЕ2063 -->~-—-

АЕ2066 -

160

Электромагнитный

16; 20; 25;

31,5; 40;

50; 63; 80;

100; 125;

160

12

—

Комбинированный

1,15

9л "ри наличии независимого расцепителя не устанавливается ектромагнитный расцепитель в одном из полюсов.

Во Тепловой расцепитель имеет температурную компенсацию, санн：*"。исполнение без регулировки /с.п и температурной компеи- с. уставкон /<з«п=1,15 /н.расц»

Таблица 24. Предельная коммутационная способность выключателей АЕ20 и АЕ20М

Тип выключателя

Вид максим ального расцепителя

н.расц'

ПКС*, действующее shq. чение, кА. при напряге. НИИ

220 В**

380 В '

АЕ2020

Комбинированный Электромагнитный Комбинированный или “ электромагнитный

0,3—1,6

0,3—1,6 2—6 8—16

—

4(12) 0,7(4) 1(4) 2(4)

АЕ2040

Комбинированный или электромагнитный

10—12,5

16—25

31,5—63,

2⑹ 3(6) 6(7)

2(6)

3(6)

6(7)

АЕ2040М

Комбинированный или электромагнитный

0,6—1,6 2—12,5 16—63

5*** (6,5)

1,5 (6,5)

4,5*** (6,5)

АЕ2050М

Комбинированный или электромагнитный

10—12,5

16—25

31,5—100

—

2,4(6)

3,5(6) 6*** (7)

АЕ2060

Комбинированный или электромагнитный

16—25

31,5—40

50—100

125—160

3,5 (6) 6(15) 9*** (15)

11,5*** (17)

* В скобках указано значение ОПКС.

** Для однополюсных выключателей.

*** Для пыле- н брызгозащищенных выключателей (со степенью защиты IP54) П1\С меньше указанной, см. каталожные данные.

проводниковыми и электромагнитными расцепителями, 54 — токоограничивающие высокой коммутационной способности с полупроводниковыми и электромагнитными расцепителями, 55 и 75 — селективные с полупроводниковыми расцепителями, 56 — без максимальных расцепителей; XX—условное обозначение номинального тока： 25—25 А, 29—63 А, 30—80 А, 31—100 А, 32- 125 А, 33—160 А, 35—250 А, 37—400 А, 39—630 А, 41- 1000 А, 43—1600 А, 45—2 500 А, 47—4000 А.

В обозначении выключателей с номинальным током

160 А вместо разделительного знака 《——》 может указываться буква «Г», что означает, что выключатель Предназначен специально для защиты электродвигателей.

Выключатели с полупроводниковым расцепителем серии БПР (табл. 25). Характеристика защиты — огра- нйченно зависимая, а для селективных выключате-

пей — трехступенчатая.

' Защитная характеристика выключателей переменно- го тока приведена па рис. 12. Полупроводниковый расцепитель (реле БПР) допускает ступенчатую регулировку номинального тока расцепителя /н.расц (ток срабатывания защиты от перегрузки соответствует току 1,25/н.расц)； тока срабатывания отсечки /с.о (точки Л, А В, Г, Д); времени срабатывания защиты от перегрузки /с.п при токе 6/н.расц (точки £, Ж, Я); времени срабатывания отсечки ^с.о (точки ^, Л, М) для селективных выключателей. Начало зоны токов мгновенного

срабатывания (третьей ступени защитной характеристики) на рисунке показано условно, значение тока мгновенного срабатывания /с.мгн зависит от номинального тока выключателя. Штрихпунктиром обозначена характеристика срабатывания отсечки неселективных выключателей.

Реле БПР не реагирует на апериодическую составляющую пусковых токов электродвигателей в течение одного периода. Коэффициент возврата реле 0,97—0,98. Разброс тока срабатывания с учетом всех влияющих факторов составляет ориентировочно 土30 % для /с.о и ±20 % для /с.п. Разброс тока срабатывания третьей ступени защиты /с.мгн допускается только в сторону его увеличения. Разброс времени срабатывания селективных выключателей при к. з. составляет ±0,02 с. Длительность протекания тока к. з., при которой еще- не срабатывает селективная отсечка, составляет при устав- ках по шкале 0,1; 0,2; 0,3 с соответственно 0,05; 0,15 н 0,25 с. Нельзя эксплуатировать выключатель переменного тока с реле БПР при последовательном соеди- Нении полюсов. Источником оперативного тока полу- Проводникового реле» обеспечивающим /отключение выключателя при к. 3・,являются встроенные транс^ор- Матора тока. '

Реле БПР может быть выполнено по заказу без за-

Таблица 25. Выключатели типа ВА53, ВА54, ВА&5, ВА75 переменного тока на напряжение до 660 В

Тип

Номинальный ток выклю- чателя ’Н.В'

А

Регулируемые уставки полупроводникового расцепителя

'н.расн при однофазных к.з.

Ток срабаты* вания третьей ступени за- зтн /с.мпг кА

пкс* в цепи 380 В, кА

опкс*

в цепи 380 В, кА

'н.расс ^Н-Ё

^н.расп

^с.о* с

^с.п# с* при токе б'н.раси

'н.расн

ВА53-37

160; 250; 400

0,63;

0,8; 1,0

2； 3; 5;

7; 10**

4； 8; 16

1,25

0,5+1

у

47,5

53

ВА53-39

160; 250; 400; 630

55

60

ВА53-41

ВА53-43

1000

1600

2; 3; 5： 7次，

135

135

140

140

ВА54-37

160; 250; 400

2; 3; 5;

7; 10**

87

—

ВА54・39

400; 500; 630

100

——

Рис. 12. Защитные характеристики выключателей переменного тока серий ВА53, ВА54, ВА55, ВА75 с полупроводниковым расцепителем Наличие регулировки в точках Г, Д, К, Л, М зависит от типа и номинального тока выключателя

щиты от перегрузки, а также с защитой от однофазных к. з., срабатывающей при токе однофазного к. з. не менее 0,5 /н.расц и не более /ц.расц (ток срабатывания не регулируется), с установленной выдержкой времени — для селективных и без выдержки времени — для неселективных выключателей. Характеристика защиты °т однофазных к. з. ограниченно зависит от тока (рис. 13).

Выключатели с электромагнитными и тепловыми расцепителями (табл. 26—29). Характеристика заш* ты — ограниченно зависимая для выключателей с ко" бинированными расцепителями и независимая —厶口° выключателей с электромагнитными расцепителями.

л- а б л и Ц а 26. Трехполюсные автоматические выключатели ВА51

й ВА52 с ^юминальным током до 160 А, напряжение

м до 660 В

V

7н.ра сп1 А

口

ПКС* в цепи 380 В, действующее зна- чсние, кА

ОПКС в цепи 380 В, действующее зна・ ченне, кА

*

W

ВА51 1

ВА52

ВА51

ВА52

6,3; 8,0

2

rA51・25

25

10; 12,5

7; 10

1,35

2,5

—

5

一

16; 20； 25

3,8**

0,3; 0,4； 0,5; 0,6;

0,8; 1,0；

1,25; 1,6

3

ВА51Г25

25

2,0; 2,5;

3,15; 4,0;

5,0; 6,3; 8,0

14

1,2

1,5

—

5

——

10； 12,5

2

16; 20; 25

з**

16

4,5

i3

ВА51-31

ВА52-31

20; 25

1,35

5

13

100

31,5; 40

3； 7;

10

6

16

6

30

50； 63

6

20

80； 100

1,25

6

28

16; 20; 25

3,6

13

ВА51Г31

100

31,5； 40

14

1,2

6

16

6

30

ВА52Г31

50; 63

6

20

80; 100

6

28

煦1 .33

160

80; 100

10

1,25

12,5

30

15

38

ВА52-33

125; 160

38

ВА51ГЗЗ

ВА52ГЗЗ

160

80; 100

14

1,2

12,5

30

15

38

125； 160

38

з * Значения ПКС указаны в цикле О—ВО. В цикле О—ВО—ВО ачения ПКС могут быть меньше и принимаются по каталожным иным. Все значения ориентировочные н будут уточняться по ре- Ультатам испытаний.

1 Для выключателей со степенью защиты 1Р54 ПКС=2,0 кА.

Рис. 13. Характеристика защн、 от однофазных к. з. выключателей с полупроводниковым расцепи^ лем селективных ВА55 н ВА75 ； уставками времени срабатывав отсечки 0,3 с (кривая /); 0,2 с (кривая 2)； 0,1 с (кривая 8) н 耻： селективных ВА53; ВА54 (крн： вая 4)

Разброс тока срабатыва， ния отсечки для новых вы. ключателей ±20 %, для вьь ключателей, бывших в экс. плуатации, ±30 %.

Тепловые реле откалибро. ваны при температуре 40°C, Тепловые реле выключателей, имеющих в обозначении букву《「》н предназначенных для защиты электро* двигателей, при одновременной нагрузке всех полюсов не срабатывают при токе 1,05 /Нлрасц в течение менее 2 ч; срабатывают из нагретого состояния при токе 1,2 /н.расц в течение не более 30 мин и при токе 1,5 /н.расц менее чем за 2 мин; срабатывают при токе 7/н.Расц в течение 3—15 с из холодного состояния.

Тепловые реле остальных выключателей с номиналь- ньш током до 63 А не срабатывают в течение 1 ч из холодного состояния при токе 1,05 /н.расц, срабатывают в течение менее 1 ч из нагретого состояния при токе 1,35 /н.расц； с номинальным током более 63 А не срабатывают в течение менее 2 ч из холодного состояния при токе 1,05 /н.расц и срабатывают в течение менее 2 ч из нагретого состояния при токе 1,25 /н.расц.

При нагрузке не всех полюсов ток срабатывания тепловых расцепителей увеличивается на 10 % при двухполюсной и на 20 % при однополюсной нагрузке. Выключатели, кроме предназначенных для защиты электродвигателей {имеющих в обозначении букву《「》), могут поставляться без тепловых расцепителей. Выключатели с номинальным током до 100 А включительно

имеют регулировку номинального тока тепловых расцепителей в пределах (0,8——1) /н.расц, двухполюсные выключатели могут поставляться без этой регулировки-

Токоограничмвающие выключатели серии В А 52 (кроме ВА52-37 и ВА52-39) состоят из базового нет。”

о<

X 3 ОАО к М Е

£ с <

〜

7 Н

&«

3 а

г а б л и ц a 27. Трехполюсные автоматические выключатели ВА51 Н в^52 с номинальным током 250—630 А, напряжением до 660 В

в

ВА51・35

250

100

12

1000; 1250；

1600; 2000;

2500

12/12

14

125

15/15

18

160; 200;

250

18/15

22

ВА51-37

400

250; 320; 400

10

1600; 2000;

2500; 3200;

4000

25/25

30

ВА51-39

630

400; 500; 630

10

2500; 3200；

4000; 5000;

6300

35/35

40

32

100

ВА52・35

250

125

12

ВА52-37

400

ВА52-39

630

160; 200;250

250； 320;400

10

250; 320;

400

10

2500; 3200;

4000; 5000;

6300

40/30

42

40/30

45

35/30

40

40/40

45

30/30

55

60

1000; 1250;

1600; 2000;

2500

1G00； 2000;

2500; 3200;

4000

50/40

55/40

500; 630

* Кратность тока срабатывания тепловых расцепителей——1,25. В。：吉 числителе — в цикле О—ВО, в знаменателе — в цикле О一

Таблица 28. Ориентировочные характеристики токоограниче| автоматических выключателей ВА в цепи 380 В при cos(р==о о*^ мАу=1,57” Y

Тип выключателя

Ограниченный ок к. з. (амплитуда), кА, при действующем ожидаемого тока к. з.. А, равном期

20

40

60

80

100

ВА53-37;

32

53

70

84

ВА53-39

ВА54-37;

28

47

64

80

95

104

ВА54-39

ВА53-41

28

41

55

65

75

82

ВА54-41

28

41

51

58

63

66

ВА53-43

40

61

80

97

ИЗ

130

коограничивающего выключателя серии ВА51 и специ- ального пристраиваемого токоограничивающего блока. Последний состоит из контактной системы, размыкающейся при отключении предельных токов, дугогасительных камер и механизма фиксации контактов в отключенном положении. Для последующего замыкания этих контактов необходимо нажать расположенные на блоке кнопки.

Собственное время отключения выключателей (кроме ВА75) при токах к. з., близких к предельным, менее 10 мс, полное время отключения не более 15 мс. При токах, близких к току срабатывания электромагнитной отсечки полное время отключения не превышает 40 мс. Для выключателей ВА75 собственное время отключения при токах, близких к предельным, составляет 30— 40 мс, полное время отключения — 50 мс.

Таблица 29. Неавтоматические выключатели ВА56 (без максимальных расцепителей)

Тип

Номинальный ток, А

Термическая стойкость, кАг • с

Ток электродинамического расцепле- ния, действующее значение, кА

ПКС, кА

ОПКС, кА

ВА56-37

400

125

20

32,5

38

ВА56-39

630

360

25

47,5

53

ВА56-41

1000

450

25

55’

60

ВА56-43

1600

900

31

80

85

гВыбор по условиям нормального режима. ВыключагВыбор по условиям нормального режима. Выключать выбирается исходя из следующих условий: соответствия номинального напряжения выключате-

г

Выбор по условиям нормального режима. Выключа

г

Выбор по условиям нормального режима. Выключа

力兄 Uh.b номинальному напряжению сети Ucp.h

"%田)0',(43)

соответствия номинальному току электродвигателя /йДВ (для индивидуальных выключателей электродвигателей)

- ^п.расп > ^н.дв» (44)

соответствия максимальному рабочему току /раб.макс группы электроприемников (для выключателей питания сборок и щитов) в длительном режиме

'н.рас口 > 'раб.макс (4。)

Для выключателей, устанавливаемых в закрытых шкафах, длительный допустимый ток обычно снижают против номинального и принимают по соответствующим каталожным данным.

Завышение номинального тока расцепителя по отношению к номинальному току присоединения может потребоваться при необходимости обеспечения стойкости выключателя при к. з., например, при подключении электродвигателя с небольшим номинальным током непосредственно к основному щиту 0,4 кВ; обеспечения отстройки отсечки автомэтического выключателя или возврата встроенной защиты от перегрузки (кроме тепловой) при пуске или самозапуске электродвигателей ：(см.§6).

В указанных случаях следует проверить, требуется ли защита кабеля от перегрузки в соответствии с Правилами [13]. При ее необходимости следует подобрать Другой тип автоматического выключателя, пересмотреть Первичную схему, осуществить защиту от перегрузки с помощью дополнительных тепловых реле или вынос- Ной релейной защиты, и лишь в крайнем случае увелн- чить сечение кабеля.

Выбор по условиям стойкости при к. з. Выключатели Ri叫фают так, чтобы значения ПКС, электродинамиче- ской и термической стойкости выключателей были не Менее соответствующих параметров к. з. в месте их установки.

Условие предельной коммутационной способности. Каталожное значение ПКС должно быть не менее зна-

чения тока к. з., протекающего в цепи в момент ра& хождения контактов выключателя. Разные типы внклр、 чателей имеют разное собственное время отключен^ при предельных токах. Для этого момента времени и определяют значение тока к. з.

Для неселективных выключателей с малым (мен% одного периода) собственным временем отключение при предельных токах (А3100, А3700, BA5I, АЕ20), g коограничивающих (А3700Б, ВА52, ВА53, ВА54), а также селективных с трехступенчатой защитной характе、 ристикой и устройством для электродинамического ра& цепления (ВА55, А3790С), каталожное значение ПКС сопоставляется с ожидаемым значением тока к. з. в це- пи, вычисленным с учетом подпитки от электродвигате- лей 380 В (токоограничивающая способность выключателей не учитывается).

Для неселективных выключателей с большим (более одного периода) собственным временем отключения при предельных токах (АВМ, «Электрон») и всех селективных (кроме ВА55 и А3790С) подпитка от асинхронных электродвигателей не учитывается, так как их влияние на значение тока к. з. продолжается не более одного периода. Исключение составляют выключатели, ПКС которых задана амплитудным значением ударного тока к. з. (А3744С, А3734С), при выборе этих выключателей требуется учет подпитки от электродвигателей.

Иногда в каталоге наряду с отключающей способностью задано также и значение включающей способности. Последнее необходимо сопоставлять с ожидаемом значением тока к. з., вычисленным с учетом подпитки от электродвигателей.

Аппараты, расположенные за токоограничивающими выключателями, выбирают с учетом токоограничения. Например, если в цепи с ожидаемым ударным toi.om 60 кА установлен выключатель А3726Б, то расположенные за ним аппараты выбирают по значению тока 31 кА (амплитуда), до которого ограничивается ток к. з.

Допускается выбирать автоматические выключатели по значению тока ОПКС. После отключения этого тока выключатель или его тепловой элемент может выйти из строя. Однако это возможно только при весьма редких повреждениях участков кабеля, расположенных блн ко от выключателя, причем за время ремонта кабеля мс)к， но заменить выключатель или его расцепитель,

，Допускается установка нестойких при к. з. внклю- %телей или группи выключателей, если они защищены Неположенным ближе к источнику питания стойким 苏н к. з. выключателем, обеспечивающим мгновенное включение всех к. з. с током, равным или большим то- кв ОПКС указанных нестойких выключателей.

，Условие электродинамической стойкости. Значение Дектродинамической стойкости выключателя должно б-ть не менее амплитудного значения ударного тока & з. в месте установки выключателя с учетом подпитки от электродвигателей 380 В. Эта проверка необходима, jegK правило, для неавтоматических выключателей, а также некоторых выключателей с большим временем отключения (АВМ). Проверку на электродинамическую стойкость не выполняют, если значение электродинамической стойкости в каталоге отсутствует (это означает, что стойкость выключателя определяется его ПКС).

I Условие термической стойкости. Тепловой импульс тока к. з. в данной цепи не должен превышать указанное в каталоге значение термической стойкости выключателя. Эта проверка обычно необходима для неавтоматических выключателей, если они защищаются селективными автомэтическими выключателями, а также для селективных выключателей АВМ. Проверку на термическую стойкость не выполняют, если ее значение в каталоге отсутствует (это означает, что выключатель является термически стойким при всех временах отключения, определяемых его защитной характеристикой).

Значения токов к. з. и теплового импульса для выбора выключателей рассчитывают по выражениям, приведенным в § 2. Подпитку от электродвигателей 0,4 кВ учитывают только при выборе аппаратуры на главном Шите КТП 0,4 кВ, за исключением вводных выключателей, через которые ток подпитки не преходит. Через секционный выключатель главного щита проходит по- ловнна тока подпитки, но из-за относительно малого качения его можно не учитывать.

По указанным параметрам в табл. 30 и 31 можно выбрать автоматические выключатели, установленные На главном щите КТП 0,4 кВ в зависимости от мощно- трансформаторов, имеющих напряжение к. з. 〃к = 0瓦5 % (для трансформатора 400 кВ-А — 4,5 %) и пи- ^ющихся от мощной энергосистемы, сопротивление ко- т°Р°й 尤с=0,1Хг・ Вводные и секционный выключатели

Таблица 30. Расчетные параметры сети для к. з. и при к. з. с учетом токоограничивающего

Мощность трансформатора, кВ • А

Мет аллическ^4'

для вводных выключателей

Для выключателей4

専）.Kа

勺* КА

% кА2 - с

守,Ка

尊Ка

勺у кА

2500

59,5

126,2

2400

59,5

67,8

137,«

、

1600

38,2

81

1000

38,2

43,5

1000

24

50,9

400

24

27,3

630

15

32

155

15

17」

400

11,8

25

96

11,8

13,1

Примечание. Значения 】益，iy2 и Вк определены с учетом по времени срабатывания отсечки вводного выключателя 0,6 с, выключ

(ыбора выключателей КТП при металлических действия дуги

К- з. с учетом дуги

•^ОТХОДЯЩИХ линий

Для выключателей отходящих линий

6^. кА2 - с

% кА

型，Ка

■ кА

%, кА2 • с

' «Элек- ‘ трон», АВМ

A370GC

«Злек- троп», АВМ

А3700С

1266

558

39,2

47,5

83,5

564,5

257

522

230

25,8

31,1

54,7

244

111

1 206

90,6

18

21,3

37,6

117,8

53

80,5

35,5

12,4

14,5

25,7

55,6

24,8

49,3

21,4

10

11,3

20,2

35,7

15,7

Ьпитки от

электродвигателей.

Значение Вк определено при

выдержке

|телей отходящих линий «Электрон» и АВМ——0,25 с, Л3700С—0,1 с.

выбраны по стойкости при металлических к. з., выключатели отходящих линий — как при металлических к. з., так и с учетом токоограничивающего действия дуги в месте к. з.

В случае отказа выключателя отходящей линии, вн- бранного с учетом токоограничивающего действия дути, при маловероятных металлических к. з. на его зажимах, авария локализуется в пределах одной секции стойкими при металляческих к. з. вводным и секционным выключателями. Такая авария не приводит к остановке производства, так как вторая секция остается в работе, а ответственные электроприемники либо имеют резервирование в технологической части, либо могут питаться от любой из секций.

Выбор по условию селективности. Селективность должна быть обеспечена между последовательно включенными выключателями в сети 0,4 кВ, между защитой со стороны высокого напряжения ВН питающего трансформатора 6/0,4 или 10/0,4 кВ и выключателями 0,4 кВ, а также между выключателем и магнитным пускателем (нлн контактором) данного присоединения.

Селективность между последовательно включеннь^ ми автоматическими выключателями. Обеспечивает^ применением селективных выключателей, имеющих в”： держку времени при срабатывании отсечки. Выбор Р"

Кочих установок будет рассмотрен в § 7. Невозможно Обеспечить селективную работу последовательно включенных неселективных автоматических выключателей, так как время их отключения, несмотря на различие номинальных токов, примерно одинаково. Селектнв- 伽ость автоматических выключателей проверяется сопоставлением их характеристик на карте селективности. Защитные характеристики, построенные с учетом разбросов по току и времени срабатывания, не должны накладываться или пересекаться. Следует стремиться к схемам сетей с одной ступенью селективности, например, выключатель питания двигателя — неселективный, выключатель питания сборки, от которой питается двн- |Гатель, — селективный, а в качестве отключающих аппаратов на вводах в сборку применять неавтоматические выключатели.

Селективность релейной защиты со стороны ВН питающего трансформатора и автоматических выключите- ■е立 НН. Селективность защиты трансформатора следу- ет обеспечивать с вводным или хотя бы с секционным

Автоматическим выключателем КТП-0,4 кВ, а если это Невозможно ——то с отходящими линиями 0,4 кВ. Селективность достигается согласованием тока и времени сРабатывания максимальной токовой защиты трансфор- Матора с отсечками выключателей НН. Это выполняет-

Таблица 31. Выбор автоматических выключателей по токам металлического к. з. и по «средним» токам с учетом токоограничивающего действия дуги

Тип вьжлюча

Номинальный ток выключа* теля или расцепителя, А

Выбор выключателей при мощности трансформаторJf кВ • А

Вводов КТП и отходящих линий по токам металлического К. Э.

Отходящих ЛИНИЙ ПО ТО.

кам к. з.

учетом дуги

2500

1600 1

1000 1

630 1

400

2500 1

1600 1

1000 1

630 1

400

Э40

4000

十

十

十

Э25; Э16;

2500; 1600;

+

十

Э06

1000

十

+

АВМ20;

15ОО3

АВМ 15

1150

ABMIOj

800;

АВМ4

400*

АВМ4С

150

АВМ4С

120

A3794Q

250—630;

十

+

十

+

十

十

+

-卜

А3794Б

250—630

А3744С

630

+

十

--

A3734G

400

--

А3736Б

400

+

+

+

+

--

А3726Б;

250；

+

+

--

А3716Б

160

+

+

—*

А3144

250—600

—*

А3134

120—200

--

А3124

60—100

--

ВА55

1600; 4000

+

+

——

ВА55

1000

+

+

--

ВА55

160—400

—-

ВА54;

160—1000;

十

—

-

ВА53

1000—1600

+

—,

ВА53]

160—630;

—

ВА52

400—630

—

ВА52;

100—400；

ВА51

400—630

ВА51

250—400

ВА51

120—250

ВА51

100

1я при выборе рабочих уставок защит (см. § 8). При рыборе автоматических выключателей следует предварительно убедиться, что такое согласование будет возможно. Для этого автоматические выключатели долж- кы иметь защитную характеристику, не превосходящую Ьредельную допустимую, которая определяется условия- согласования с предельной по чувствительности ха- ■актеристикой защиты трансформатора.

『 По условию чувствительности ток срабатывания максимальной токовой защиты трансформатора /с.з не дол- Екен превосходить меньшего из двух значений, опреде- Ьяемых из условий отключения как металлического L з., так и к. з. через переходные сопротивления: j при соединении обмоток трансформатора 丫/甲 I /с.3< 0,867/^1.5； L& 0,867像 1,2;(46)

■ при соединении обмоток трансформатора △/¥ ■и трехрелейной схеме защиты)

:'图《圖丿1，5；公(圖1,2，(47)

где 1,5 и 1,2 — наименьшие допустимые значения коэффициента чувствительности максимальной токовой защиты трансформатора при металлическом к. з. и к. з. через переходные сопротивления соответственно.

По условию селективности с максимальной токовой защитой трансформатора (ВН) ток срабатывания отсечки автоматических выключателей (НН) не должен превосходить значения

^С.о《/с.з"н.с，(48)

где Ан.с — коэффициент надежности согласования, принимается по табл. 32 или выражению (49):

々Н.С = ^р.б Ал.б'Зр-М ^И.м ^ступ.м)»(49)

где Ар.б — коэффициент, учитывающий разбро- сн срабатывания crrceq- Кн автоматического вн- ^ючателя в сторону Увеличения, принимает- ся по справочным дан- Ннм；坛 м — коэффициент, учитывающий раз- Р°с срабатывания ре- е защиты трансформа-

Таблица 32 значе

.Рекомендуемые

НИЯ 走н.с

Tiin автоматического выключателя

Реле защиты транс* форматора

РТ-40

РТ-80

РТВ

АВМ А3100

А3700, ВА «Электрон»

1.2

1,25

1,4

1,45

1,25

1,3

1,5

1,5

1,35

1,4

1,55

1,6 ”

（。《1盟（储&J（。《1盟（储&J(50)(50)нимаетсянимается

（。《1盟（储&J

（。《1盟（储&J

(50)

(50)

нимается

нимается

тора в сторону уменьшения, принимается равным 0,§6・ 走н.б н 4H.M ——коэффициенты, учитывающие неточности^з* мерений при наладке ниже и вышестоящей защиты, 吶； нимаются соответственно равными 1,02 и 0,98;砧；匸吊二 коэффициент, учитывающий погрешность тока срабат^ вання реле защиты трансформатора относительно уставки по шкале, учитывается только для реле РТ-80 и Ртв со ступенчатой регулировкой, принимается равным 0 95 и 0,9 соответственно. '

С^пепует отметить, что для автоматических выключа. телей отходящих линий в условии (48) не учитывается чт0 ПР。к. з. в сети 0,4 кВ через защиту трансформато* ра протекает сумма,токов к. з. и нагрузки неповрежден- ннх линий 0,4 кВ /нагр- Это может вызвать излишнее отключение трансформатора при редких особо неблагоприятных случаях, когда ток к. з. настолько мал, что защита отходящей поврежденной линии находится на ：?а,0 срабатывания, а значение /нагр достаточно велико. Чтобы учесть этот режим, из правой части неравенства (48) следовало бы вычесть значение /нагр. Однако вви- ду малой вероятности такого режима, неопределенности значения /нагр и наличия некоторых запасов в коэффи- иненте 储.с в правилах [13] при выборе уставок защит не предусмотрено учитывать влияние тока нагрузки.

По условию селективности с максимальной токовой защитой нулевой последовательности, устанавливаемой в 口嘗11 нейтрали трансформатора с низшим напряжени- ем 0,4 кВ, ток срабатывания отсечки звтомэтических выключателей отходящих линий 0,4 кВ не должен превышать значения “

где ■/傷 минимальный ток однофазного к. з. после

трансформатора с учетом токоограничивающего дейст- вия электрической дуги в месте к. з. (переходных сопротивлений /?п—15 мОм); k4—наименьший коэффициент чувствительности защиты, для фильтровых защит принимается равным 1,5; 々н.с — то же, - что в выражении (48). 卜

Еслн требуется применить автоматический выключа- :::隔 к°т°Р°г° 4° больше, чем определяется услови- 乳儒：詳寫 °6еспенення селективности с токовой щи ои нупевон последовательности трансформатора 88

(тот выключатель должен иметь либо выносную релей* 11ylо, либо встроенную защиту от однофазных к. з. ПО условиям дальнего резервирования такими защитами предпочтительно оборудовать автоматические выключатели всех отходящих от шин КТП-0,4 кВ линий, при 9ToM условие (50) не учитывается.

При наличии маломощного аварийного генератора 0,4 кВ также следует обеспечить селективность защиты |гходящих линий 0,4 кВ и максимальной токовой защи- № генератора. Максимальный допустимый ток сраба- ^ывания отсечек автоматических выключателей отходя- цих линий можно определить из условия их согласова- гия с предельной по чувствительности характеристикой ；ащиты генератора.

Пример 5. Для условий примера 1 определить, какие из автома- ических выключателей серии А3700 и ВА отходящих от главных цин 0,4 кВ линий будут селективны с защитой трансформатора со вороны ВН, выполненной с помощью реле РТ-40.

Решение. Значения токов к. з. на шинах 0,4 кВ для проверки Чувствительности защиты трансформатора: /£1=22,7 кА, /% = =12 кА.

При соединении обмоток трансформатора 丫/¥ ток срабатывания его максимальной токовой защиты не должен превышать меньшего из значений, определяемых условием (46): /%з《0,867・22,7/1,5= = 13,1 кА; /с.з<0,867・ 11,7/1,2=8,45 кА, окончательно /с.з《8,45 кА. Следовательно, можно применить автоматические выключатели, ток срабатывания отсечки которых не превышает значения /с.о< 《8,45/1,4=6 кА. При этом по условию (50) селективности с токовой защитой нулевой последовательности трансформатора все выключатели, имеющие /с.о>6,6/( 1,5• 1,4) =3,1 кА следует применять с встроенной или выносной защитой от однофазных к. з. (6,6 кА — ток однофазного к. з. за трансформатором, см. рис. П1, в).

При соединении обмоток трансформатора △/у ток срабатывания его защиты не должен превышать значений, определяемых по формуле (47): /с.8<22,7/1,5= 15 кА; /с.з《 11,7/1,2=9,75 кА, окончательно /с.з«9/5 кА. Следовательно, можно применить автоматические выключатели, ток срабатывания отсечки которых не превышает /с.о<9,75/1,4=7 кА. По условию селективности с токовой защитой нулевой последовательности трансформатора встроенную или выносную защиту от однофазных к. з. должны иметь выключатели, у которых /с.о>11,7/(1,5,1,4) =5,57 кА (11,7 —ток однофазного к. з. за трансформатором, кА, см. рис. Ш, 6).

Пример 6. Определить, какие выключатели серий А3700 н ВА отходящих линий селективны с защитой аварийного генератора кВ, параметры которого приведены в примере 3. Генератор име- "максимальную токовую защиту с независимой характеристикой, выполненную с помощью вторичных реле типа РТ-40.

Решение. Определяем установившийся ток трехфазного к. з. ,зажимах генератора. К. з. на зажимах соответствует режиму пре- Дельного возбуждения. Для этого случая в примере 3 определены

значения ЭДС н сопротивление генератора: Eg=4000 В,爲、^ =322,7 мОм. Установившийся ток трехфазного к. з. по формуле ( /£1 =4000/(『3・322,7)=7,16 кА. Его можно определить также По 乱 вестному выражению, которое получается после подстановки (' §， и (30) в (26) и соответствующих преобразований: /對=ОКз^/ х/*в.пред'^н.г=0,63 ■ 10* 1,138 = 7,16 кА.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты генератора це может превышать значения /с.з《7,16/1,5=4,77 кА. Следоватсльц0 длй защиты отходящих линий можно применить выключатели, т。； срабатывания отсечки которых не превышает /с.о《4,77/1,4 工 =»3,4 кА. Влияние переходных сопротивлений на значение тока к. з здесь не учтено, поскольку оно несущественно.

Селективность автоматического выключателя и маг» нитного пускателя (контактора) присоединения. При к. з. в цепи данного присоединения начинают одновре- менно действовать защита выключателя и отключаться пускатель (контактор) вследствие исчезновения напряжения на втягивающей катушке. Во избежание приваривания контактов пускателя раньше должен отключиться выключатель. Такое селективное отключение обеспечивается для всех выключателей, имеющих малое время отключения (АП, АЗ 100, А3700Б, А3700Ф, ВА51, ВА52, ВА53, ВА54). Для неселективных выключателей АВМ, полное время отключения которых составляет 0,06 с, а также для выключателей «Электрон» эта селективность обеспечивается только в случае применения пускателей (контакторов) IV и V величин.

ВЫБОР УСТАВОК

АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Токовая отсечка. Токовую отсечку выключателя отстраивают от пускового тока электродвигателя, который состоит из периодической составляющей, почти неизменной в течение всего времени пуска, и апериодической составляющей, затухающей в течение нескольких периодов. В каталогах приводится только значение периодической составляющей пускового тока 7Пуск.дв. Несрабатывание отсечки при пуске электродвигателя обеспечивается выбором тока срабатывания по выражению

(51)(51)/с.о》1,05*з *а 耳)Атуск.дв =々н ^пуск.дв»

(51)

(51)

где ^н= 1,05 k3kakp — коэффициент надежности отстройки отсечки от пускового тока электродвигателя; 1,05 一 коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме

Напряжение может быть на 5 % выше номинального «апряжения электродвигателя; k3 — коэффициент запа- 3 々а — коэффициент, учитывающий наличие апериоди- е^кой составляющей в пусковом токе электродвигателя; ；—коэффициент, учитывающий возможный разброс 北ка срабатывания отсечки относительно уставки.

Для приближенных расчетов принимают значение пускового тока электродвигателя, равным каталожному, а коэффициентов — по табл. 33.““

Электромагнитные расцепители выключателей серий Д3100, А3700, В А, АП-50, АЕ20 имеют собственное время срабатывания примерно 5—10 мс и поэтому реагируют на апериодическую составляющую пускового тока электродвигателя. Собственное время срабатывания расцепи- уелей выключателей серии АВМ составляет 20——40 мс» однако их массивный якорь приходит в движение при кратковременном броске 2периодического тока и по инерции может отключить выключатель, даже если длительность броска тока меньше собственного времени срабатывания расцепителя. Полупроводниковый расце-

Таблица 33. Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания отсечки автоматических выключателей, устанавливаемых в цепях электродвигателей

Автоматический выключатель

Расцепитель

1

} А3700; А3790

Полупроводниковый

РП

1,1

1,0

1,3

1.5

j ВА

БПР

«Электрон»

РМТ

1,35

1,6

МТЗ-1

1,4

,2,2

АВМ

Электромагнитный

1,4

1,1

АЗ 110； AII-50;

А3700; BA; АЕ20

1,3

А3120； АЗ 130;

一_^3140

1,15

1 1,9

питель серии МТЗ-1 также реагирует на апериодическую составляющую пускового тока. Соответственно значепце 々а для этих расцепителей принимают равным 1,4.、

Полупроводниковые расцепители серий РП, БПр и РМТ не реагируют на апериодическую составляющую пускового тока в течение одного периода, причем *за это время она почти полностью затухает. Соответствен- но значение fea принимают равным 1.

Токоограничивающие выключатели с полупроводиц- ковым расцепителем имеют две отсечки: одну — с регу. лируемой на полупроводниковом реле уставкой; дру, гую — электромагнитную с нерегулируемой уставкой. Первая — выбирается, а вторая — проверяется по условию (51).

Для точных расчетов следует определить значения /пуск.дв и /га с учетом влияния сопротивления внешней сети, что позволяет уменьшить значение /с.о- Определи- ется суммарное индуктивное и активное сопротивление всей цепи, включая электродвигатель:

G = 4н + /в； G = %, + %(52)

Определение составляющих сопротивления внешней сети (энергосистемы, понижающего трансформатора, кабелей) до зажимов электродвигателя хвн и г^ приведено в гл. 2. Индуктивное сопротивление двигателя при пуске %дв находят исходя из каталожного значения пускового тока двигателя /Пуск.кат по выражениям

2дв = ^н.двА^^ Лгусккат)；(53)

/в = ]&-%(54)

Активное сопротивление двигателя г>в определяют ориентировочно по выражению

гДв « (0.2 -ь 0,3) гдв.(55)

Определяют отношение

= *■■ + 犬-в(56)

，£ ГВН + 〃1В

по которому находят значение 財 так же, как значение ударного коэффициента при расчетах токов к. з. (см・ § 2, стр. 23).

Определяют значение пускового тока электродвигателя с учетом влияния внешней сети

'пусклв = 'пусккат'пусклв = 'пусккат/в/в-(，BН +Г亜)2 +(*вn + X口B)2

'пусклв = 'пусккат

'пусклв = 'пусккат

/в

/в

(57)(57)реко-реко-卮卮В производственных условиях значение 7пуск дв (ендуется определять опытным путем, а значение указано выше, учитывая в выражении (53) опытные Значения /пуск.дв и напряжения на зажимах двигателя. I Коэффициент чувствительности отсечки при к. з. на ыводах электродвигателя должен быть

(57)

(57)

реко-

реко-

卮

卮

/⑵0 867/(?

礎=丛=竺_园〉1』铀

/с.0/с.0

- = ［畝.。)1m，

(58)(58)(59)(59)Ае 掇 и 町一соответственно минимальный ток двухфазного и однофазного к. з. на выводах электродвигателя с учетом токоограничивающего действия электрической дуги (переходных сопротивлений /?п=15 мОм); 1,1 — коэффициент запаса; 自一коэффициент разброса срабатывания отсечки по току (см. табл. 33).

(58)

(58)

(59)

(59)

При отсутствии данных о разбросе произведение 1,1 kp (нормируемый коэффициент чувствительности) рекомендуется принимать не менее 1,4—1,5.

При недостаточной чувствительности к междуфазным к. з. выполняют одно из следующих мероприятий: уточняют значение /с.о с учетом влияния сопротивления внешней сети на пусковой ток электродвигателя; применяют другой тип автоматического выключателя; увеличивают сечение кабеля, но не более чем на 1—2 ступени; пересматривают первичную схему и место подключения электродвигателя; применяют выносную релейную за* щиту.

При недостаточной чувствительности к однофазным к. з. дополнительно к указанным выполняют следующие мероприятия: применяют другую конструкцию кабеля (с нулевой жилой, алюминиевой оболочкой); прокладывают дополнительные зануляющие металлические связи; применяют автоматический выключатель со встроенной защитой от однофазных к. з.; устанавливают специальную выносную релейную защиту от однофазных к. з.; возлагают отключение однофазных к. з. на защиту электродвигателя от перегрузки (зависимый элемент расцепи； теля). Последнее хоть и допускается ПУЭ, однако нан+ Менее предпочтительно, так как существенно затягивает

отключение к. з. Ток срабатывания встроенной или вы， носной защиты от однофазных к. з. принимают равном 0,5—1 номинального тока электродвигателя, коэффи, циент чувствительности этих защит должен быть не ；® нее 1,5 [13].

Защита от перегрузки. Ток срабатывания защиты От перегрузки определяется из условия возврата защити после окончания пуска или самозапуска электродвига. теля:

где Ан — коэффициент надежности, учитывающий неко. торый запас по току, неточности настройки и разброс срабатывания защиты; kB — коэффициент возврата за- щиты.

Защита от перегрузки считается эффективной, если

/с.п = (1,2 + 1,4) /н.дв- (61)

Для выключателей с тепловым и электромагнитным {комбинированным) р-асцепителем условие (60) обеспе- чивается автоматически при выборе номинального тока расцепителя по условию (44). Наилучшая защита от пе・ регрузки обеспечивается, если удается подобрать выключатель, имеющий 7н.расц=/н.дв. В этом случае, имея в виду, что для термобиметаллических тепловых реле Ab=L ток срабатывания защиты (пограничный ток) со・ ставит

'си =々н 'н.рас口 =龙п 'н.дв，

где 女н равен кратности тока 7с.п//н.расц (1,15 для АЕ20, А3700； 1,25 для АЗ 100, АП-50; 1,2— 1,35 для ВА51 в зависимости от типа).

Номинальный ток теплового расцепителя и ток срабатывания защиты от перегрузки при температуре воздуха, отличной от нормированной, определяется по выражениям:

'н. pag =%.рас/1+財(4-3； (62)

(m=厶口[1+质(4一川， (63)

где kt — температурный коэффициент, для А3700 равен 0,005, для А3100 — 0,0065; /н — нормированная температура окружающей среды, для А3700 принимается 40 ℃, для АЗ 100 — 25 ℃; / — действительная температура окружающей среды, ℃.

Для автоматических выключателей A3I34 и АЗ 144 условие (61) обычно не выполняется, защита от пере- 綸зки не эффективна. Это вызвано тем, что кратность

пителя. Ток срабатывания отсечки по условию (bl)пителя. Ток срабатывания отсечки по условию (bl)удетсш коатности пускового тока 6—7 должен бытьудетсш коатности пускового тока 6—7 должен быть指ка срабатывания отсечки этих выключателей недоста- точна для отстройки от пусковых токов двигателей, потому приходится увеличивать номинальный ток расцепителя. Ток срабатывания отсечки по условию (51)

пителя. Ток срабатывания отсечки по условию (bl)

пителя. Ток срабатывания отсечки по условию (bl)

удетсш коатности пускового тока 6—7 должен быть

удетсш коатности пускового тока 6—7 должен быть

- —_ — — ^- »~»^>Ч»ЧЛ »-<л FZ4r,n П 7 ПЛ rrxrzoii Rntj

f менее /с?о= 1,9-(6-^7) /н.дв= (11,44-13,3) /н,Дв. Учитьь B@f, что /с.о=7/н.раси, следует выбирать выключатель, ц|ДСЮЩИИ /н.расц ^^ 'с.о/7 = (11,4 + 13,3) /н.дв/7 ^ (1,6丁 .^-1,9) /н.дв, при этом /с.п = 1,25 • (1,6+ 1,9) /н.дв = (2 + 广2,4)/н.дв-

* Все другие выключатели с комбинированным расцепителем, применяемые для защиты электродвигателей, имеют кратность срабатывания отсечки по отношению к номинальному току теплового расцепителя, равную 10 нлн более, поэтому для них отстройка от пусковых то- мв обычно не вызывает загрубления защиты от перегрузки.

- Для автоматических выключателей АВМ и 《Злект- рои» разбросы тока срабатывания и низкий коэффициент возврата защиты от перегрузки также приводят к ее загрублению и необходимости увеличивать номинальный ток расцепителя по отношению к номинальному року двигателя.

Для выключателей АВМ с электромагнитными расце- «штелями 々н=4з4р =1,1・1,1 = 1,2 (^з и ^р ——соответственно коэффициенты запаса и разброса срабатывания "защиты от перегрузки), Лв=0,54-0,6, ток срабатывания защиты от перегрузки по формуле (60): /&□= (2+2,4) A1JTB. Учитывая, что ток срабатывания этой защиты регулируется в пределах (1,25+2,00) 7н.раСц, чтобы иметь возможность выставить любую уставку тока, вплоть до максимальной, следует выбирать выключатели, имею- 狙НВ /н.расн>1,2 /н.дв-

Для выключателей «Электрон» с полупроводниковыми расцепителями МТЗ-1 и РМТ имеем 耳= 0,75;与 в зависимости от сочетания влияющих на разброс 巾ак・ ^ров составляет 1,15—1,35. Соответственно Дн= 1,1Х Х(1・ 1,15+1,35) = 1,27+1,49, по формуле (60) находим 5^= (1,69-1,99) 7Н*ДВ-

. Для выключателей «Электрон» с реле АТТЗ-1 на шка-

ле регулировки выставляется ток срабатывания в от. носительных единицах, кратных номинальному току ре^е МТЗ 7*с.п=7с.п//н.мтз. Ток срабатывания регулируется в пределах (0,84-2) /н.мтз・ Поэтому выключатель можно ВЫбираТЬ ИЗ УСЛОВИЯ /н.мтз>/н.дв.

Для выключателей «Электрон» с реле РМТ на шкале регулировки выставляется номинальный ток максималь ной токовой защиты МТЗ. Его значение в 1,25 раза меньше тока срабатывания и может регулироваться в пределах (0,80+1,25) /н.б. Поскольку шкала откалибрована в относительных единицах, кратных номинала ному базовому току, то с учетом полученного значения /с.п выставляется уставка 7с.п/(1,25 /н.б)・ Выключатель следует выбирать так, чтобы 7н.б^1,99 /н.дв/(1,25-1,25)= =1,27 /н.дв.

Поскольку зависимые расцепители автоматических выключателей АЗ 134, АЗ 144, АВМ и «Электрон» не могут эффективно защищать электродвигатель от перегрузки, их используют как резервную защиту. Защита от перегрузки осуществляется либо с помощью тепловых реле, устанавливаемых в двух фазах (при наличии магнитных пускателей или контакторов), либо с помощью выносной релейной защиты.

Для автоматических выключателей серии А3700 с полупроводниковым расцепителем РП йв=0,974-0,98; Ар =1,15+1,2. Соответственно kn= 1,1-(1,154-1,2)= = 1,27+1,32; по формуле (60) определяем /с.п= (1,34- + 1,36) /н.дв. На шкале регулировки выставляется номинальный рабочий ток расцепителя /н.раб* Его значение в 1,25 раза меньше /с.п и может регулироваться в пределах 0,8一1,25 базового номинального тока /н.б. Чтобы иметь возможность защиты при любом полученном значении /с.п, следует выбрать выключатель с базовым номинальным током в пределах от /“.6=1,36 /нДВ/(1,25Х X 1,25) =0,87 7н.дв до 7н.б=1,3 厶.如/(0,8・ 1,25) = 1,3 揖鷹 При этом номинальный ток расцепителя (им считается наибольшее значение /н.Раб по шкале) /н.расц= (1,09-г + 1,6) /н.дВ*

Для автоматических выключателей серии ВА с полупроводниковым расцепителем БПР 鳥= 0,97+0,98; 比 р =1,08—1,2. Соответственно 园=1,1 ・ <1,08+1,2) 口 = 1,19+1,32; по формуле (60) находим 厶.口= (1,23+1,36) /н.〃в. На шкале регулировки выставляется номинальны^

!

тоК расцепителя. Его значение в 1,25 раза меньше 7С.П р может регулироваться в пределах (0,63+1,0) /н,в. Чтобы иметь возможность защиты при любом получен- ром значении 7с.п, следует выбрать выключатель с номинальным током в пределах от 7н.в= 1,36 /н.дВ/(1,0Х 収 1,25)仁 1,09 /н.дв до /н.в=1,23 /н.дв/(0,63-1,25) ^1,6 /н.дв.

При выборе уставки 7н.расц для выключателей со сту- [цениатой регулировкой расчетное значение /н.расц=/с.п/ jl,25 может получиться несколько большим ближайшего меньшего имеющегося на шкале значения. В этих слу・ ,чаях во избежание чрезмерного загрубления тока срабатывания защиты от перегрузки следует исходить из гтого, что при определении /с.п по формуле (60) можно несколько уменьшить значение ku. При определении 尼^= ]=尼3尼; можно значение й3 принять от 1 до 1,1> имея в виду, что приведенные выше значения коэффициента •разброса 左;указаны для наиболее неблагоприятных и достаточно редких сочетаний влияющих на разброс факторов.

Если кабели питания требуют защиты от перегрузки, то дополнительно учитывают условия (37)—(41).

Выбор времени срабатывания. Время срабатывания защиты от перегрузки принимается из условия несрабатывания защиты при пуске или самозапуске электродви- ггателя:

爲 >(1，5+ 2)5，(64)

где /с.п；— время срабатывания защиты при токе, равном пусковому; /пуск — длительность пуска или самозапуска.

Время срабатывания защиты от перегрузки при токе 6/н.раси регулируется для автоматических выключателей с полупроводниковыми расцепителями А3700, ВА53, ВА54, «Электрон» в пределах от 4 до 16 с, для АВМ — от 2 до 4 с. Для выключателей с комбинированным расцепителем оно не регулируется и составляет 8—20 с в зависимости от /н.расц. Длительность пуска электродвигателей при легких условиях пуска составляет 0,5—— 2 с, при тяжелых — 5—10 с. Таким образом, несрабаты- ьание защиты от перегрузки обеспечивается для всех ьыключателей, кроме АВМ, если он установлен в цепи двигателя с тяжелым пуском. В этом случае требуется Во избежание излишних отключений выключателя загруб- "нть защиту от перегрузки по току, принимая 7С.П= -2/н.расц, а иногда вообще выводить ее из работы за・ 7+42

клинив^нием анкерной скобки часового механизма, пред, варительно проверив чувствительность отсечки при о 卜 нофазных к. з. - •

Для особо ответственных электродвигателей, отключение которых при перегрузках недопустимо, защита ст перегрузки (если она требуется) выполняется с действием на сигнал.

Проверка чувствительности при однофазных к. з. Если для отключения однофазных к. з. используется защц. та от перегрузки, то проверяется ее чувствительность. Значение коэффициента чувствительности при однофазном к. з. на зажимах электродвигателя должно быть:

для невзрывоопасной среды и выключателей с регулируемой защитной характеристпкой

理=/像心>3; 伊)

для невзрывоопасной среды н выключателей с нерегулируемой защитной характеристикой

砂=砾"93)3； (66)

для взрывоопасной среды

砂=《肌…>6. (67)

Пример 7. Шины 0,4 кВ питаются от трансформатора могцност1>ю 630 кВ・А (△/¥，取=5,5 %), подключенного к мощной снстеме (尤с = 0,1 尤т). К шинам через автомат серии АЗ 100 трехжильным кабелем с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке сечением 3x95 мм2 длиной 110 м подключен двигатель мощностью 75 кВт, с номинальным током 135 А и пусковым 865 А Определить ток срабатывания отсечки автомата и уточнить его тип.

Решение. По формуле (51) имеем Zc.o= 1,9-865== 1650 А, принимаем автомат АЗ 144 с номинальным током комбинироваиного расцепителя 250 А и уставкой отсечки 1750 А. По графикам рис. П2, 6 приложения находим ток к. з. на зажимах двигателя /^ =3,5 к.% ток однофазного/, з. определяем по кривым рис. П9, в для четырек- жильных кабелей в алюминиевой оболочке с учетом поправочного коэффициента 1,15: /£/ =2,3/1,15=2 кА. Нормируемый коэффициент чувствительности отсечки 瑞=1,1 • 1,15= 1,27, фактический коэффициент чувствительности 兑§)=0,87*3,5/1,75= 1,74 — достаточен, А§)= = 2/1,75=1,14 — недостаточен.

Уточним ток Срабатывания отсечки с учетом влияния внешней сети. По табл. 1 尤т=13,5 мОм; 6=3,4 мОм;治=0,1 析=1,35 мОм. По формуле (6) имеем： хк=0,057-110=6^5 мОм; &=0,405・11Р = = 44,55 мОм. По (53)—(55) имеем: 痴=38加(必二 865) =0,253 0M 二 =253 мОм; гдв«0,25-253=63 мОм;尤口в=丿2532—632= 245 мОл. Суммарное сопротивление цепи:尤^ = 1,35+13,5+^,25+245=266 мОм； 、=3,4+44,55+63=111 мОм. По соотношению х2/^х =266/111=2,4 98

Всходим 闻=1,27. По формуле (57) /пуск.дв =865 ・ 253/VTh2+2662n ，=7б6 А. Уточненное значение тока срабатывания отсечки по формуле

(51): /о.о= 1,05-1,1 • 1,27• l,15•760^ 1280 А. Следовательно, можно /применить автомат АЗ 134 с комбинщ)ованным расцепителем 200 А 瓢 уставкой отсечки 1400 А. Тогда 町>=0,87 • 3,5/1,4 = 2,2,碍>=2/1,4 = gl,43 — достаточно.

% ВЫБОР УСТАВОК

АВТОМАТИЧЕСКИХ выключателей питания

.ВОРОК и щитов

■ Выбор тока срабатывания отсечки. Выполняется по □приводимым ниже условиям, из которых принимается ^наибольшее полученное значение.

Несрабатывание при максимальном рабочем токе /раб.макс с учетом его увеличения в йсзп раз при самоза- ■^ске электродвигателей:

】с・о > 1,°5亀比а &> ^езп ^раб.макс = ^н ^езп ^раб.макс，(68)

，ае 尼н = 1,05 尼з尼а尼р——коэффициент надежности, принимается по табл. 33.

Ток самозапуска /езп^^езп/раб.макс определяется из расчетов самозапуска. Для секционного выключателя главного щита 0,4 кВ значение 7сзп принимается 0,6——0,8 полного тока самозапуска через ввод; для отдельных сборок7сзп принимается приближенно равным сумме пусковых токов электродвигателей и другой нагрузки сборки, участвующих в самозапуске; для питающего трансформатора /раб.макс = /н.т・

При отсутствии самозапуска электродвигателей или для нагрузки без пусковых токов (электрическое отопление, печи)尼сзп=1,宓а=1 ток срабатывания

'с-о >■ ^н ^раб.макс»(68а)

где 々н принимается для выключателей А3700, BA, А3110, АП50, АЕ20 равным 1,5; «Электрон»—1,6; для A31Q0, А3130, А3140, АВМ—1,35.

Несрабатывание при полной нагрузке щита (сбор- *н) и пуске наиболее мощного электр одвига тел я:

，^с.о〉^и I ^раб.макс/ + ^пуск.макс I»(69)

14. К условию согласования токов срабатывания защиты14. К условию согласования токов срабатывания защиты(72)(72)

14. К условию согласования токов срабатывания защиты

14. К условию согласования токов срабатывания защиты

(72)

(72)

n-1

где 々н — то же, что в (68); 2 ^раб-максг — сумма макс% мальных рабочих токов электроприемников, питающих, ся от щита или сборки, кроме двигателя с на и большие ПУСКОВЫМ ТОКОМ /пуск.макс*

Несрабатывание защиты питающего секцию ввода (например, ввода секции I на рис. 1) при действии устройства АВР секционного выключателя, подключающего к этой секции или вводу нагрузку другой секции {секции 2 на рис. 1), потерявшей питание:

厶о > ♦(厶зп2 + 储 /ра6.макс1)' 。。)

где 々н ——то же, что в (68);厶3口2——максимальный ток са- мозапуска секции, потерявшей питание и включающейся от АВР; /Раб.макс1 — максимальный рабочий ток не терявшей питание секции;耳一коэффициент, учитывающий увеличение тока двигателей не терявшей питание секции при снижении напряжения вследствие подключения самозапускающейся нагрузки другой секции, при преимущественно двигательной нагрузке принимается равным 1,5, при небольшой доле двигательной нагрузки принимается равным 1,0.

Согласование с отсечками выключателей отходящих от щита (сборки) линий с целью предотвращения отключения автоматического выключателя питания ща- та (сборки) при к. з. за выключателем отходящей линии, когда обе защиты могут находиться на грани срабатывания (в целях упрощения ток нагрузки сборки не учитывается) :

/с,О〉^Н.с ^С о.л» (/1)

где 々н.с——коэффициент надежности согласования, принимается равным 1,3—1,5; Л?.。』——наибольший из токов срабатывания отсечек выключателей отходящих линий, при параллельной работе этих линий (3 н 4 на рис. 11) принимается равным сумме токов срабатывания отсечек их выключателей.

Точное значение feH.c можно определить, учитывая, что из-за разбросов ток срабатывания отсечки выключателя отходящей линии увеличивается в fep.6 раз, а выключателя питания сборки — уменьшается в 々р.м раз: ^н.с===:^р.б^и.б/(^р.м^и.м))где 左и.6 и ^н.м'— то же, что в выражении (49). Например, при согласовании отсечки пита-

рщего сборку выключателя серии *ВМ (разброс ±10%,力р.б=1 + 卜0,1 = 1,1) с выключателем отхо- хяшей линии А3120 (разброс ■ 15%, Ар.м = 1—0,15 = 0,85) 2H.e 色 1,1/0,85 = 1,3 (значениями Ьм.6 и Wh.m пренебрегаем). Если выполнение условия (71) приводит к недопустимому снижению Чувствительности защиты, то принимают пониженные Значения左乩小

Для селективных выключателей с трехступенча- пой защитной характеристикой учитывается дополнительное условие. Для селективного отключения к. з. на кртходящей от сборки (щита) линии выключателем этой Ьинии ток мгновенного срабатывания третьей ступени защиты /с.Мгн питающего сборку (щит) выключателя должен быть больше максимального расчетного тока к. з. *за выключателем отходящей от сборки (щита) линии ук.р・

г Для обеспечения селективности во всем диапазоне возможных токов к. з. значение 嘿 принимают равным максимальному току металлического к. з.聲%акс・ Еслн неселективные отключения при редких металлических к. з. можно исключить, то 7^ принимают равным наиболее вероятному (среднему) току к. з.人儿，определяемому по выражению (12). Если условие (72) не выполняется, то вместо выключателя отходящей от сборки '(щита) линии (или одновременно с ним) отключится питающий сборку (щит) выключатель.

Для выключателей А3790С /с.мгн = 20 кА (действующее значение), для ВА55 и ВА75 7с.мгН зависит от номинального тока и составляет 20—45 кА (см. табл. 25). При проверке селективности необходимо убедиться, что расчетный ток к. з. за нижестоящими выключателями ^ходящих линий не превосходит указанных значений. Снижение тока до этих значений обычно обеспечивается ПРИ построении схемы с помощью сопротивлений пита-

ющих сборку кабелей или с помощью установки на ог- ходящих от сборки (щита) линиях токоограничивающн^ выключателей. Если условие (72) не выполняется, а н& селективные отключения недопустимы, то либо применяют другой тип автоматического выключателя, либо вместо встроенной в выключатель защиты применяют выносную релейную.

Для выключателей серии «Электрон» 7с.мгн=2,2 /Со< С учетом условия (72) получаем, что для селективного отключения к. з. ток срабатывания отсечки этих выключателей должен быть не менее

L》％勺橘/22 (73) где fep—коэффициент разброса, равен 1,35; 嗯一рас・ четный ток к. з. в точке за нижестоящим автоматическим выключателем, селективно с которым должен работать выключатель «Электрон»; 々у ——ударный коэффициент при к. з. в той же точке, учитывается только при применении выключателя «Злектрон» с реле МТЗ-1, реагирующим на апериодическую составляющую тока.

Если выбранный по условию (73) ток срабатывания отсечки не обладает достаточной чувствительностью при к. з., то вместо максимального тока металлического к.з, в (73) подставляют значение среднего (наиболее вероятного) тока к. з., не считаясь с редкими случаями неселективных отключений при металлических к. з. Если чувствительность при этом все же недостаточна, то следует уменьшить ток срабатывания отсечки, не считаясь с требованием селективности (если это допустимо в данной электроустановке), или выполнить релейную защи* ту на вторичных реле.

Чувствительность отсечек при к. з. проверяют по выражениям (58) и (59), в которых /除 и 嗡—соответственно минимальный ток двух- и однофазного к.з. на защищаемом щите (сборке). При питании от маломощных генераторов и небольшой электрической удаленности точки к. з. (х*расч<0,65) чувствительность зашигы от междуфазных к. з., действующей с выдержкой времени, проверяется при установившемся токе трехфазно- го к. з. )

При недостаточной чувствительности выполняют такие же мероприятия, как и при защите электродвигателей. Кроме того, можно уменьшить номинальный ток пн， тающего сборку автоматического выключателя, отклю- 102

[ив от нее часть электродвигателей и подключив их на фугие сборки, или разделив сборку на две или более [астей с самостоятельными линиями питания； отклю- [ать при самозапуске часть электродвигателей или обес- [ечить их поочередный самозапуск.

Выбор времени срабатывания отсечки. Если выключатели отходящих от сборки (щита) линий неселектив- ibie, то на выключателе питания сборки устанавливают минимальную уставку по шкале времени. Если выклю- [атели отходящих линий селективные, то выдержка времени выключателя питания сборки (щита) определяет^ 用 по выражению:

4.о>^с.о.л+Д#, (74)

уде /с.о.л — выдержка времени срабатывания отсечки выключателя отходящей от сборки (щита) линии; А/ — ■ступень селективности, слагается из времени инерцион- $ого выбега (в течение которого еще возможно отключение выключателя после прекращения к.з.), разброса ,£запаса, принимается для выключателей А3700С, ВА55, ЪА75 равной 0,1—0,15 с; для серии «Электрон» — 0,2— .25 с; для АВМ — 0,15 — 0,2 с.

♦ Защита от перегрузки. Уставки и чувствительность Защиты рассчитываются так же, как для электродвигателей, однако вместо /н.дв учитывается /раб-макс. Для защиты ВВОДОВ ОТ Трансформаторов Принимают /раб макс = ==(1,0—1,4)/н.т с учетом допустимой перегрузки трансформаторов. Время действия защиты Г&з задается при ТОКе СаМОЗапуСКа /сзп или токе /ра6.манс£ + ^пуск.макс

1

и принимается в 1,5—2 раза больше длительности самоза- пуска или пуска электродвигателей. Если защита от перегрузки используется для отключений однофазных к. з., то необходимо проверить ее чувствительность по выражениям (65), (66), (67), в которых 1^ — ток однофазного к.з. на защищаемой сборке (щите).

Встроенная защита от однофазных к. з. Встроенной защитой от однофазных к. з. могут снабжаться (по за- казу) автоматические выключатели серии ВА с полу- проводниковым расцепителем БПР. Ток срабатывания Защиты не регулируется и составляет (0,5—1)/н.расц, вре・ Мя срабатывания равно времени срабатывания отсечки * определяется условием (74), отдельная рукоятка ре- ^лировки времени отсутствует.

мы:мы:Хс =Хс =

мы:

мы:

Хс =

Хс =

Применение этой встроенной защиты от однофазных к. з. для выключателей питания щита (сборки) не всег、 “а возможно, так как отсутствие регулировки тока сра： батывания не позволяет согласовать ее с токовыми за： щитами нулевой последовательности (при их отсутствии—с отсечками автоматических выключателей) отходящих от щита (сборки) линий и отстроить ее от н& симметричной нагрузки (о выборе уставок защиты — см. § 9). Это может приводить к неселективным отключениям щита (сборки) при однофазных к. з. на отходя^ щнх линиях, а также и в рабочих режимах. Указанную встроенную защиту от однофазных к. з. для вводных выключателей щитов (сборок) рекомендуется применять в следующих случаях: если ток срабатывания защит ну. лево而 последовательности (при их отсутствии — токовых отсечек выключателей) отходящих от щита (сбор- ки)，нний не превышает 0,4 /н.расц вводного выключате- 刀я; на вводных выключателях щитов (сборок) неответственных электроустановок, если неселективные отключения допустимы. В остальных случаях для отключения однофазных к. з. следует использовать выносную токо- вую релейную защиту нулевой последовательности, токовую отсечку выключателя или зависимый элемент расцепителя.

ПР空尸 * Шины КТП-0,4 кВ питаются от трансформатора мощностью 630 кВ-А (△/¥» 〃к=5,5 %), подключенного к мощной энергосистеме (хс=0,1 хт). От шин КТП через выключатель А3794С дву- мя параллельными кабелями сечения 3X185+1X50 с алюминисвы- ми жила^и в алюминиевой оболочке длиной 160 м питается сборка к которой подключены шесть двигателей мощностью по 40 кВт номи- налвным током 79,3 А н пусковым 555 А (рис. 15). Двигатели слу- жат для привода центробежных насосов н не подвержены перегруз- ке. н Цепях двигателей установлены выключатели АЕ2056, имеющие номинальный ток 100 А н ток срабатывания отсечки 1200 А. От сбср- ки 粗 двигателей проложены кабели сечением 3X35+1X16 длиной по 10 м. Одновременно могут работать, а также участвовать в само, запуске все двигатели. Рассчитать уставки автомата А3794С н выбрать его параметры.

Решение. Определим ток самозапуска двигателей с учетом влияния сопротивления внешней сети. Сопротивление элементов схе- мм- трансформатора хт= 13,5 мОм,厶=3,4 мОм; питающей системы 1,63 мОм; двух параллельных кабелей питания сборки опреде- •^ем по формуле (6)： хк1=0,056-160/2=4,48 мОм, гк1=0,208-160/2- Т I。吏』?м； шести параллельных кабелей отг сборки до двигателей 站＜2=0,061 • 10/6=0,1 мОм, Гк2= 1,1 • 10/6= 1,83 мОм; шести самозапус- кающихся двигателей определяем по формулам (53) —(55): =380・ 103/(/3・555・6)=66мОм;%в.акв=0,25 *66= 16,5мОм；

巧в.зкв= у 662—16,52 = 63,9 мОм. Ток самозапуска шести двпга-

бис. 15. Схема к примеру 8: а — до реконструкции; б — после рекоп- . струкции

телей найдем по формуле (57): /сзп=6・555・66//(3,4+16,6+1,83+ '+16,5) ?+ (1,35+13,5+4,48+0」+ 63,9) 2=2400 А. Ток срабатывания отсечки выключателя А3794С: по условию (68) /с.о—1,5 «2,4=3,6 кА, по условию (71) ，с.о=1,5・1,2=1,8 кА, принимаем /с.о=3,6 кА. Токн трехфазного и однофазного к. з. на сборке с учетом переходных сопротивлений (см. рис. П2, е и П9» в) составляют соответственно 5,7 и 4,3 кА. Чувствительность ©тсечкн недостаточна: при двухфазном к. з. h曝=0,87• 5,7/3,6= к 1,38, т. е. меньше 1,43; при однофазном 4近=4,3/3,6=1,19, т. е. меньше 1.43.

Для повышения чувствительности защиты можно выполнить одно из рекомендованных выше мероприятий: пересмотреть схему питания сборки. Разделим эту сборку на две отдельные сборки (от Каждой из которой будут питаться по три двигателя), питание каждой из них осуществим по одному из существующих кабелей от- Дельных выключателей (рис. 15, б). Сопротивление каждого питающего кабеля до сборки составит 痴=8,96 мОм; rKi=33,2 мОм. Со- иротивление трех параллельных кабелей от сборки до двигателей %к2=0,2 мОм;，к2=3,66 мОм. Сопротивление трех самозапускающихся Двигателей ^b.»kb= 132 мОм, Гцв.,кв=33 мОм, Хдв.экв^ 127,8 мОм. 【ок самозапуска трех двигателей составит 1300 А, ток срабатывания реечки выключателя А3794С — /о.с=1,96 кА. Токи к. з. на сборке 器=4,0 kа.心扉=2,8 ка. Коэффициент чувствительности при двух- ©азном к. з.嚟=0.87・4,0/1.96=1,77; при однофазном к. з.苗% = 42,8/1,96=1,43 — достаточен. Ток срабатывания защиты от перегруз-

ки по условию (60) может быть принят 7с.п= (1,1 • 1,2/0;97) - 3-79,3^ =323 А, а номинальный рабочий ток полупроводникового расцепите, ля (уставка по шкале) 7н.раб=323/1,25=260 А.

Выбираем для установки в схему выключатель А3794С с номи, нальным током расцепителя 400 А, базовым номинальным тоь)м 320 А, номинальный рабочий ток которого регулируется в предо? '•, 250—400 А, а ток срабатывания отсечки — в пределах (2—10) /н.； Рабочие уставки для наладки: ток срабатывания защиты перегрузку 323 А (уставка по шкале номинального рабочего тока 260 А), вр* срабатывания принимаем 10 с при токе 1300 А из условия отстрЗкн от длительности самозапуска. Ток срабатывания отсечки принимаем 1960 А (уставка по шкале 1960/260=7,6), время срабатывания по ус. ловию селективности 0,1 с.

Проверяем выполнение условия (72). Ток мгновенного ср аба гы. вания выключателя А3794С составляет 20 кА, что больше максимального тока трехфазного металлического к. э. на сборке, значение которого по кривым рис. П2, в составляет 5,3 кА. Таким образом, уел* вне (72) выполняется.

На первый взгляд кажется странным, что с помощью разделения нагрузок удалось обеспечить необходимую чувствительность защиты——ведь суммарное сечение, длина н нагрузка кабелей не измени- /мсь1 Указанный эффект получился в результате электрического уда. ления места к. з. на сборке, при котором уменьшение тока к. з. из-за влияния переходных сопротивлений существенно меньше, чем умепь- нгенне Тока самозапуска. В самом деле, ток самозапуска уменьшился в 1,85 раза а минимальный ток трехфазного к. з. — в 1,42 раза. Этот пример показывает, насколько значительно схемное решение влияет на возможности осуществления защиты сети.

8. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И ВЫПОЛНЕНИЯ

ЗАЩИТЫ НА ВВОДНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ КТП

Согласование защит трансформатора w выключать ■е& со стороны 0,4 кб. Необходимо обеспечить селек- тиёйость последовательно включенных защит внклюиа- т^лей отходящей от шин КТП линии, секционного и вводного КТП, трансформатора со стороны ВН. Для этого уставки защит выключателей 0,4 кВ согласуются между собой по выражениям (71) и (74). Защиту трансформатора согласуют с вводным или хотя бы с секционным выключателем, а если это невозможно (см. далее)—то с выключателями отходящих линий.

Для наглядности согласования используют карты селективности (рис. 16), на которых в одинаковом масш- табе (например, в токе, приведенном к напряжению (Х4 кВ) строят времятоковые характеристики согласуе- мнх защит. Селективность должна быть обеспечена прн любых значениях тока вплоть до максимального тока 106 '

а)а)с. 16. Согласование релейной защитыс. 16. Согласование релейной защитыс автоматическими вы-с автоматическими вы-поясняющаяпоясняющая1-^Ё\или2-^7в\1-^Ё\или2-^7в\щитщитО^кВ*О^кВ*2)4力2)4力》5с》5с4c4cк. макск. максиз) /.максиз) /.максема; 6 — г — карты селективности за-ема; 6 — г — карты селективности за-раисформатора^ючателями 0,4 кВ: о —раисформатора^ючателями 0,4 кВ: о —"к.макс"к.макс6(10)кВ6(10)кВ1<еталлического трехфазного к. з. /^ак0 за нижестоящим

а)

а)

с. 16. Согласование релейной защиты

с. 16. Согласование релейной защиты

с автоматическими вы-

с автоматическими вы-

поясняющая

поясняющая

1-^Ё\или2-^7в\

1-^Ё\или2-^7в\

щит

щит

О^кВ*

О^кВ*

2)4力

2)4力

》5с

》5с

4c

4c

к. макс

к. макс

из) /.макс

из) /.макс

ема; 6 — г — карты селективности за-

ема; 6 — г — карты селективности за-

раисформатора

^ючателями 0,4 кВ: о —

раисформатора

^ючателями 0,4 кВ: о —

"к.макс

"к.макс

6(10)кВ

6(10)кВ

защитным аппаратом, или по крайней мере до наиболее вероятного расчетного значения тока к. з., определяемого по формуле (12).

Согласование релейной защиты трансформатора, выполненной с помощью реле типа РТ-40 и ЭВ и имеющей независимую от тока выдержку времени (характеристика 1), с защитными характеристиками автоматических выключателей 0,4 кВ показано на рис. 16,6. Максимальная токовая защита трансформатора обычно имеет вн・ Держку времени #с.з примерно 1 с. Как видно из характеристик, согласование возможно только в области токов, превышающих ток срабатывания отсечки выключателя 0,4 кВ.

Согласование релейной защиты трансформатора, выполненной с помощью реле типов PT-80, РТВ и мменх «ей зависимую от тока выдержку времени (характери- стнка 2) с защитными характеристиками выключателей Тниов А3790, «Электрон», ВА (характеристика 3) пока- вано на рис. 16, в. Максимальная токовая защита транс-

форматора имеет выдержку времени fc.a на независимо^ часта характеристики не более 1—2 с, что соответствует времени срабатывания реле РТВ и РТ-80, равному 京、 10 с при токе срабатывания. За расчетное время прннн. мается 5с при токе срабатывания. Это время меньше чем время срабатывания защиты автоматического в^* ключателя в конце зоны перегрузки, которое состав/* ет обычно более 5—10 с. Поэтому, как видно из рис. 16,冃 согласование также возможно только в области токов* превышающих ток срабатывания отсечки.

В указанных случаях уставки срабатывания релей« ной защиты трансформатора по условию согласования с защитными характеристиками автоматических выключателей КТП определяют по выражениям:

^С.З ^- ^Н.С /<З.О；~(75)

心2。+"，(76)

где "с—коэффициент надежности согласования, принимается по табл. 32; /с.о н /с.о — соответственно ток и время срабатывания отсечки автоматического выключателя, с защитой которого производится согласование; △/ — ступень селективности, для защиты с независимой характеристикой принимается 0,4——0,5 с, для защиты с зависимой от тока характеристикой принимается в независимой части характеристики 0,5——0,6 с, в зависимой — не менее 1 с.

В задании на наладку защиты время /с.з задается: для защиты с независимой характеристикой — при токе /с.з (или 2/с.з)； для защиты с зависимой характеристикой —при токе 7^^ или /^р за автоматическим выключателем, с защитой которого производится согласование.

Выражение (75) является только одним из условий выбора тока срабатывания защиты трансформатора. О других условиях (отстройки от максимального рабочего тока с учетом самозапуска электродвигателей, обеспечения чувствительности защиты) см. работу [20].

Согласование релейной защиты трансформатора, имеющей зависимую характеристику, с автоматическими выключателями 0,4 кВ серии АВМ показано на рнс. 16,& Время срабатывания защиты от перегрузки этих выключателей при токе, близком к току срабатывания отсечки, не превышает 4 с, т. е. меньше, чем время срабати- 108

|

!ания защиты трансформатора в начале защитной арактеристики. Поэтому ток срабатывания защиты транс- форматора может быть принят равным или даже не- колько меньше тока срабатывания отсечки автомата, ；а*но лишь обеспечить соответствующие ступени селек- цвности по току и времени в любых точках защитных характеристик.

Пример 9. Со стороны 0,4 кВ трансформатора丫/¥ щиостъю ООО кВ*А, 〃к=5,5 % установлен вводный выключатель АВМ-20СВ номинальным током расцепителя 1600 А и уставками /с.п^ЗООО А, ；с.п=»макс (по шкале), /%с=8 кА, %.о=0,4 с. Со стороны ВН остановлена максимальная токовая защита, выполненная в двух )азах на реле РТ-80. Выбрать уставки ее срабатывания по условию согласования с защитной характеристикой выключателя

Решение. Принимаем характеристику реле РТ-80 защиты грансформатора с выдержкой времени 1 с на независимой части ха・ >актеристики (см. работы [10, 15, 20], справочники пю реле защит). Зремя срабатывания защиты от перегрузки выключателя АВМ при оке 8 кА не превышает 4 с (рис. 16,г). Назовем ток> при котором шщита трансформатора срабатывает в течение 4 с, током согласова- шя. Для надежного согласования защит ток согласования, с одной тороны, должен быть равен 7согл=^н.с/с.о= 1,25 /с.о. С дру- :fo办 стороны, по принятой защитной характеристике реле РТ-80 Останавливаем, что в течение 4 с защита сработает при кратности 屮ка в реле 150 %, таким образом, /согл=1,5 /с.з. Приравнивая пра・ ，ые части полученных уравнений, имеем /с.3= (1,25/1,5) 7с.о=0,83Х Ъ</с.о=0,83-8=6,7 кА. По защитной характеристике реле строим характеристику защиты трансформатора: при 1,5-кратном токе (1,5・6,7= J=10 кА) реле сработает за 4 с; при двухкратном токе (2・6,7= 「13,4 кА) —за 2 с; при трехкратном токе (3-6,7=20 нА) — за 1,2 с; RipH четырехкратном токе (4 • 6,7=26,8 кА) — за 1 с. Построив характеристику защиты трансформатора, убеждаемся, что ступени се・ •лективности по времени вполне достаточны： при токе 8 кА составляют примерно 6"-4 = 2 с, при максимальном токе к. з. за выключателем АВМ (24 кА) 1—0,4=0,6 с. Контрольные точки для наладки зашиты трансформатора: /с.з=6,7 кА (0,4 кВ);，с.з=1 с при токе 24 кА； %.з>5 с при токе 8 кА (0,4 кВ); »с.з>4 с при токе /сое= tel,25*8=10 кА (6,4 кВ). Выбор тока срабатывания электромагнит-

Г

ого элемента реле РТ-80 здесь не рассматривается.

Коэффициент чувствительности защиты при междуфазных к. з. терез переходные сопротивления даже при питании от мощной знер- ^Госистемы (хс=0,1 хт) близок к минимальному допустимому значению： для отсечки автомата 々喩=0,87・ 12/8= 1,3, для защиты трансформатора 左醜=0,87・ 12/6,7= 1,56. Поэтому при выборе тока срабатывания максимальной токовой защиты трансформатора часто отка- 8ываются от согласования с защитой вводного выключателя АВМ, а учитывают только условия отстройки от максимального рабочего Тока, самозапуска электродвигателей и согласования с защитами от- Ходящих от шин 0,4 кВ линий.

При защите трансформатора высоковольтными пр^ дохранителями номинальный ток плавкой вставки обыч. но выбирают из условия 7н.вс ^ 27н.т. Селективность np°. веряют аналогично, сопоставляя защитные характеру, стики высоковольтного предохранителя (с учетом возможного 20 %-ного разброса срабатывания по току」и автоматических выключателей 0,4 кВ.

Особенности защиты КТП с вводными выключателями АВМ. Выключатели АВМ имеют слишком высокий нижний предел и малый диапазон регулирования тока срабатывания отсечки (8—10 кА). Из-за этого в большинстве случаев невозможно обеспечить чувствительность отсечек секционного и вводного автоматических выключателей КТП при к. з. через переходные сопротивления и их селективность с релейной защитой трансфор. матора со стороны ВН.

Пример 10. Выполним анализ защит КТП с двумя трансформаторами мощностью 630 кВ・А, 〃「5,5 % (см. рис. 1). Вводный и секционный выключатели КТП типа АВМ-15С (номинальный ток расцепителя 1000 А) имеют защиту от перегрузки и отсечку со следующими пределами регулирования: /с.п= 1250+2000 А, /с ,】= —^мии—/ср—/макс (по шкале), что соответствует примерно 2——4 с на независимой части характеристики защиты от перегрузки; /с.о=8+ +10 кА, fc.o=0,4+0,6 с. Исходя из пределов регулирования уставок, условий селективности секционного и вводного выключателей и нан- лучшей отстройки от токов самозапуска, можно одназначио, без расчетов принять следующие уставки: на секционном выключателе /с.и=1500 A, G.n=力ср, /с.о=8 кА, /с.с=0,4 с; на вводном /с.п=2000Аг 1с.л=/макс, /с.с=10 кА, /с.о=0,6 с. Характернстнкв защит показаны на рис. 17.

Со стороны высокого напряжения могут быть установлены максимальные токовые защиты с независимой или зависимой характеристикой. В общем случае их ток срабатывания, выбранный с учетом отстройки от токов самозапуска и согласования с защитами отходящих линий 0,4 кВ, может составлять (2—5) ZH T (/н.т=910 А — номинальный ток трансформатора со стороны 6,4 кВ); время срабатывания обычно составляет не более 1 с на независимой части характеристики (рис. 17).

Как видно из приведенных характеристик, защита со стороны высокого напряжения неселективна не только с вводным, но даже с секционным выключателем АВМ. В результате при возникновении к. з. иа одной из секций 0,4 кВ (или отходящей линии при отказе автомата линии) может отключиться один трансформатор, а после АВР — другой. При одностороннем питании и к. з. за секционным автоматом также возможно погашение всей подстанции. Увеличение тока срабатывания защиты трансформатора с целью обеспечения селективности с секционным автоматом приводит для защиты с независимой характеристикой к недопустимому снижению чувствительности защиты, для защит с зависимой характеристикой ——к чрезмерному увеличению тока срабатывания (до 6 /и т), при котором чувствительно

>яс. 17. Карта селективности защит к примеру 10: штриховые ли- 甲и — возможные характеристики максимальной токовой защиты трансфор матора со стороны ВН

；1 — секционный автомат; 2 — вводный

вость защиты находится на пределах допустимых значений, а при питании от маломощной системы — ниже нормы.

Чувствительность отсечки вводного и секционного автоматов при k s на шинах через переходные сопротивления не обеспечивается «даже при питании от мощной энергосистемы: для вводного 為喘= ■0,867 • 9,8/10=0,85, что меньше 1,21; для секционного .壊=0,867 X Х9,8/8 =1,07, т. е. меньше 1,21.

Поэтому от согласования защиты трансформатора с этими выключателями приходится отказываться и согласовывать ее только с защитами отходящих от шин 0,4 кВ линий. При этом релейная защита трансформатора обладает более высокой (по сравнению с вводным я секционным выключателями) чувствительностью и обеспечивает отключение минимальных токов к. з. через переходные сопротивления.

Иногда для повышения чувствительности отсечки вводного и секционного выключателей АВМ используют регулировку за пределами заводской шкалы уставок» с помощью которой удается снизить ток срабатывания АО 7 кА. В установках с малым током самозапуска для обеспечения селективности защиты секционного автома* та с защитой трансформатора из часового механизма защиты от перегрузки вынимают анкерную скобку, ® уставку по шкале времени (и тока) принимают мак・ 勉мальной. При этом защита от перегрузки превраща*

ется в селективную отсечку с малым током срабатнп* ний, время срабатывания которой в зависимости ог то, ка составляет： при /с.п—0,7+1,5 с; при 1,25 /с.п —°,5 с. при 1,9 /с.п — 0,3 с; при 2,5/с.п—0,2 с.

Защита от перегрузки этих выключателей имеет слишком малое время срабатывания (2—4 с на незавц. симой части характеристики) и низкий коэффициент возврата (0,5—0,6), что может приводить к излишним от. ключениям при самозапуске электродвигателей. В этом случае принимают максимальную уставку этой защиту по току и времени, а иногда вообще выводят ее из ра・ боты (см. § 6).

Особенности защиты КТП с вводными выключателе ми ^Электрон». Расцепители этих выключателей имеют высокий нижний предел регулирования тока срабатнв% ния отсечки, большие разбросы срабатывания н низкий коэффициент возврата. Это приводит к загрублению тока срабатывания защиты от перегрузки, не позволягг в некоторых случаях обеспечить чувствительность отсеч* ки и ее селективность с защитой трансформатора со стороны ВН.

Значение тока мгновенного срабатывания третьей ступени защиты слишком мало (2,2 /с.о). Поэтому выполнить одновременно требования селективности с защитами отходящих линий 0,4 кВ и чувствительности защиты также не удается. Например» ток срабатывания отсечки /с.о по условию (73) селективности с защитами отходящих линий 0,4 кВ должен быть не менее 1,35/^1РКС/ /2,2=0,61 壊 12K&, а по условию чувствительности не бо- ■ее 0,867/^/1,5=0,58/^, причем 嗯 < 嗯3M. На прак- тике при выборе уставок иногда приходится предпочесть либо селективность действия, либо обеспечение чувствительности. Для электроустановок, в которых последствия неселективных отключений очень велики, определяющим при выборе уставок вводного автомата КТП будет условие селективности, а отключение минимальных токов к. з. на шинах 0,4 кВ и резервирование защит отходящих линий возлагают на релейную защиту трансформатора, установленную со стороны ВН. При этом ог согласования защиты трансформатора с защитой вводного выключателя «Электрон» приходится отказаться. Для электроустановок, в которых можно не считаться с неселективными отключениями, условия (72) и (73)

J не учитывают, определяющим здесь будет условие чув- ствительности.

Пример 11. Для схемы на рис. 1 выбрать вводный и секционный выключатели КТП типа «Электрон» с реле РМТ и рассчитать их ус- тавки исходя из условия наименьших неселективных погашений КТП. Мощность трансформаторов принять 1600 кВ-А, соединение обмоток △/?，人=2300 А, ток самозапуска нагрузки 5 кА. Сопротивление .питающей энергосистемы хс=0,1 хт. Отходящие линии оснащены вы- ：ключателями А3790. Наибольший ток срабатывания отсечки отходя- 1 ших линий 2,5 кА, время срабатывания — 0,1 с.

Решение. Ток срабатывания защиты от перегрузки вводного £ выключателя по формуле (60) /с.п= 1,1 • 1,35«2300/0,75—4550 А. Ус- «тавка номинального тока МТЗ /н.мтз=4550/1,25=3640 А. Подходит 「выключатель Э40В с номинальным базовым током /н.б=4000 А, ус- ▲ тавка номинального тока по шкале 3640/4000«0,9. Уставку по шкале [времени принимаем 4 с при токе 6 /н.мт3, что достаточно для отстрой- » ки от длительности самозапуска нагрузки [по характеристике на В рис. 10 выключатель при токе 5 кА (кратности 5/3,64» 1,4) отклю- ■ чится через 200 с].

Ток срабатывания селективной отсечки вводного выключателя по [условию несрабатывания при самозапуске (68) /с.о=1.6・5 = 8,0 кА; К по условию согласования с отсечками выключателей отходящих ли- ■ ний (71) /с.о=1,5・2,5=3,75 кА.

Далее рассматриваем условие селективности (73) с защитами У отходящих от шин КТП линий 0,4 кВ. Учитывая, что металлических ，к. з. почти не бывает, обеспечиваем селективность только при наи- К более вероятном расчетном токе /£±р‘ значение которого определя- * ется по формуле (12). По кривым рис. Ш, а, 6 находим токи к. з. I в начале отходящих линий (практически это к.з. на шинах КТП):

кс=38 кА,噜=嘿=13,5 кА. По формуле (12)嚷р=(38+ Г +13,5)/2=25,8 кА. Тогда по формуле (73) /с.о=1,35・25,8/2,2= ■ = 15,8 кА.

Окончательно принимаем /с.о=15,8 кА, уставка по шкале I 15,8/3,64=4,3. Чувствительнсють отсечки не обеспечивается:左県= '*=0,87» 13,5/15,7=0,75, т. е. меньше 1,48. Поэтому возлагаем отклю- Г чение этих к. з. на релейную защиту трансформатора со стороны I Г ВН. Ток ее срабатывания, рассчитанный по условиям несрабатывания ，｝ при максимальном рабочем токе с учетом самозапуска электродвига- I телей н согласования с защитами отходящих от шин 0,4 кВ линий по I выражениям, приведенным в работе [20], составляет 7,5 кА, а чув- I ствительность (при трехрелейной схеме защиты) /е瑞=13,5/7,5=1,8, т, е. больше 1,5.

Учитывая малую вероятность возникновения к. з. в начале отхо- * дящих от КТП линий и значительно большую вероятность возникно- [вения к. з. на сборках (сборки I—4 иа рис. 1) и отходящих от сбо- Р рок линиях, иногда обеспечивают селективность вводного выключа- I теля по условию (73) только при к. з. на этих сборках. В этом случае .в выражение (73) подставляют значение тска к. з. 7^^1акс или /^р I при к. з. на ближайшей (электрически) от КТП сборке.

Отметим, что если не учитывать условие (73) селективности I с вводного выключателя Э40В с защитами отходящих от КТП ли-

Рис. 18. Карта селективности защит к примеру 11

3 — автоматы 0,4 кВ КТП отходящей линии, секционный н вводный соответственно; 4 — максимальная токовая защита трансформатора

ний, то ток срабатывания его отсечки можно было бы снизить от 15,7 кА до 8 кА. Однако по шкале можно выставить только Зх X 3,64 =10,9 кА.

Определяем ток срабатывания защиты от перегрузки секционного выключателя, считая, что через него проходит 0,7 номинального тока трансформатора: /с.п=1,1 • 1,35• 0,7• 2300/0,75 ==3190 А. Уставка номинального МТЗ /н.мтз=3190/1 *5=2500 А. Делаем вывод, что подходит выключатель Э25В, имеющий номинальный базовый ток /н.б=2500 А. Уставка номинального тока по шкале равна 1. Время срабатывания принимаем 4 с при токе 6 7а.тмз (по характеристикам на рис. 10 — примерно 100 с при токе 5 кА).

Ток срабатывания селективной отсечки секционного автомата по условию (68) /с.о=1,6・0,7・5=5,6 кА, по условию (71) /с.о=1,5Х X2,5=3,75 кА. Принимаем минимальную уставку по шкале, равную 3 /н.мтз=3・2,5=7,5 кА. Условие селективности с защитами отходящих линий (73) для секционного автомата не рассматриваем, учитывая, что в сравнительно редком режиме работы с включенным секционным выключателем важнее обеспечить селективность с защитой трансформатора. Для этого ток срабатывания защиты трансформатора по условию согласования с отсечкой секционного выключателя придется несколько увеличить, приняв его равным 8—9 кА, что допустимо по условию чувствительности.

Время срабатывания селективной отсечки выключателей по условию (74) принимаем: секционного — 0,45; вводного — 0,7 с. Время срабатывания максимальной токовой защиты трансформатора — 1 с. Характеристики защит показаны на рис. 18.

Особенности защиты КТ〃 с вводными выключателя- "〃 серии ВА. Защитные характеристики этих выключателей значительно лучше, чем выключателей АВМ н «Электрон», поэтому выбор уставок не вызывает затруднений. К недостаткам относятся разбросы тока срабатывания и отсутствие регулировки тока срабатывания встроенной защиты от однофазных к. з. (см. § 7).

ВЫНОСНАЯ РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

КТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ЩИТОВ И СБОРОК

Защита электродвигателей от всех видов к. з. 〃 перегрузки (рис. 19). Применяется, если встроенные в автоматический выключатель защиты недостаточно чувствительны. Токовая отсечка от междуфазных к. з. (реле KAI, КАЗ) и защита от однофазных к.з. (реле КА4) действуют на отключение выключателя Q (независимый расцепитель YAT) без выдержки времени. Реле К44 включено на фильтр токов нулевой последовательности (в нулевой провод трех трансформаторов тока) и поэтому реагирует только на ток замыкания на землю. Защита от перегрузки (реле КА2) действует с выдержкой времени на отключение или на сигнал (в последнем случае контакт КТ включается в цепь сигнализации). Шинки переменного оперативного тока 〜ШУ питаются от трех независимых источников, при их отсутствии применяется постоянный оперативный ток от аккумуляторной батареи.

Ток срабатывания токовой отсечки определяется по .выражению (51), в котором принимается 々н= 1,4+1,5. Коэффициент чувствительности при двухфазном металлическом к. з. на зажимах электродвигателя должен быть не менее 1,5, допускается его снижение до 1,2 при к. з. через переходные сопротивления： 成)= 0,867 /爲亜〃&。， т. е. больше или равно 1,5;曬=0,867 7^//с.о, т. е. боль- 'ше или равно 1,2. .

одно-зажи-明одно-зажи-明Ток срабатывания защиты от однофазных к. з. выбирается из условия отстройки от тока небаланса фильт- :ра токов нулевой последовательности, возникающего вследствие неодинаковых характеристик трансформаторов тока, возможной несимметрии напряжений и токов фаз [17]. С учетом увеличения тока небаланса при пуске электродвигателя ток срабатывания защиты принимается равным (0,5—1,0)/н.дв. Поскольку эта защита по принципу действия не требует отстройки от пускового тока электродвигателя, то выигрыш в чувствительности По сравнению с токовой отсечкой получается весьма су-

одно-зажи-明

одно-зажи-明

Шественным. Коэффициент чувствительности при фазном к. з. через переходные сопротивления на мах электродвигателя должен быть не менее 1,5: 7以〃с® т. е. больше или равно 1,5.

8*

8 схему сигнализации8 схему сигнализации380В380 В380В380 ВРис. 20. Релейная защита электродвигателя от однофазных к. з.Рис. 20. Релейная защита электродвигателя от однофазных к. з.I — реле тока РТ-40; KL—промежуточное реле'РП-25; КН — указательное реле РУ-21/0,5I — реле тока РТ-40; KL—промежуточное реле'РП-25; КН — указательное реле РУ-21/0,5

8 схему сигнализации

8 схему сигнализации

380В380 В

380В380 В

Рис. 20. Релейная защита электродвигателя от однофазных к. з.

Рис. 20. Релейная защита электродвигателя от однофазных к. з.

I — реле тока РТ-40; KL—промежуточное реле'РП-25; КН — указательное реле РУ-21/0,5

I — реле тока РТ-40; KL—промежуточное реле'РП-25; КН — указательное реле РУ-21/0,5

Рнс. 19. Релейная защита электродвигателя от междуфазных и однофазных к. з. и перегрузки

КА1—КА4 — реле тока РТ-40; КТ — реле времени ЭВ-247; KL — промежуточ-ное реле РП-25; КН1. КН2 — реле указательные РУ-21/0,5

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется по выражению (60), в котором принимаются 々н = = 1,05+1,1; Лв=0,8; время срабатывания — по формуле (64).

Защита электродвигателей от однофазных к. з. (рис. 20). Применяется, если встроенные в автоматический выключатель защиты не обеспечивают отключение однофазных к. з. Для зашиты устанавливают трансформатор тока нулевой последовательности ТТНП типа ТЗЛМ (ТЗЛ, ТЗР, ТКР), сквозь окно которого пропускают все три фазы кабеля, и токовое реле КА типа РТ-40 с номинальным током 0,2; 2 или 6 А. Для обеспечения максимальной чувствительности защиты к каждому ТТНП подбирают соответствующее токовое реле, имеющее подходящее сопротивление. Первичный ток срабатывания защиты в зависимости от типа токового реле составляет 5——150 А, рекомендуется /с.з= (0,5-^-1,0) 7Н.ДВ. Коэффициент чувствительности защиты при к. з. на выводах двигателя должен быть не менее 1,5. Схема мо・ жет выполняться на переменном или постоянном оперативном токе, соответственно подбираются и параметры реле KL, КН и независимого расцепителя YAT.

Если разделка кабеля выполнена между ТТНП и автоматическим выключателем, то для предотвращения излишних отключений при к. з. на соседних линиях или 116

блуждающих токов, замыкающихся на броне кабе- Ья, заземляющий проводник брони кабеля подсоединяет по бифилярной схеме—пропускают обратно сквозь Iokho ТТНП рядом с кабелем. На участке между ТТНП *н кабельной воронкой изолируют от земли и корпуса |ТТНП металлическую оболочку, броню, концевую ворон- 卜у кабеля и проводник заземления. При использовании четвертой жилы кабеля в качестве зануляющего провоз- 伽нка (например, во взрывоопасных установках) ее следует подсоединять так же, как заземляющий проводник •брони, или разместить ТТНП между разделкой кабеля и автоматическим выключателем, а проводники зазем-

1ления и зануления подключить помимо ТТНП.

，Если надежный источник оперативного тока отсутсг- 加ует, то на практике иногда применяют упрощенные не， мгиповые схемы (рис. 21).

f' В схеме на рис. 21, q для отключения используется умеждуфазное напряжение 380 В самого защищаемого •Присоединения. Поскольку при однофазном к.з. напряжение может понизиться до 220 В, то независимый рас， Целитель УАТ используется на напряжение 220 В — это ★е представляет опасности для катушки YAT ввиду кратковременности действия защиты. В этой схеме защиты Нельзя применить обычное токовое реле из-за опасности .приваривания его контактов. Поэтому вместо токового

Рнс. 21. Схемы нетиповой релейной защиты от однофазных к. з. косвенного (q) н прямого (6) действияРнс. 21. Схемы нетиповой релейной защиты от однофазных к. з. косвенного (q) н прямого (6) действия1%方为为1%方为为

Рнс. 21. Схемы нетиповой релейной защиты от однофазных к. з. косвенного (q) н прямого (6) действия

Рнс. 21. Схемы нетиповой релейной защиты от однофазных к. з. косвенного (q) н прямого (6) действия

1%方为为

1%方为为

реле устанавливают реле типа МКУ-48 (или подобное), однако его обмотка перематывается. Например, ел применить ТТНП типа ТКР, а обмотку реле выполнив из 85 витков провода ПЭВ диаметром 0,9—1 мм, то первичный ток срабатывания не превышает 50—100 А. Для повышения коммутационной способности в цепь отключения включают два контакта последовательно.

Для находящихся в эксплуатации присоединений с выключателями АЗ 130, АЗ 140 и при отсутствии независимого расцепителя можно выполнить защиту от однофазных к. з. с помощью специально изготовленного реле прямого действия (рнс. 21,6), устанавливаемого на блоке расцепителей со стороны одного из крайних полюсов и подсоединяемого непосредственно к ТТНП. Магни го- провод реле 2 изготовляется из стали толщиной 4——5 ”噓 и прикрепляется к блоку тремя винтами 3 (на рнсунке показан один). Используется катушка / от указатель-

рис. 22. Релейная защита от между фазных и однофазных к. з. ввода НН в щит 0,4 кВ

*4/—КАЗ — реле тока РТ-40; КТ — реле времени ЭВ-114； КН —реле указательное РУ-21/0.5

«ого реле с номинальным током 1 А. К сердечнику с помощью шпильки и гаек крепится шайба 5, которая при втягивании сердечника поворачивает отключающую рей- Ху расцепителя 6. В нижнем положении сердечник удерживается от выпадания латунной скобой 4. Для надежного отключения при втягивании сердечника должен быть обеспечен свободный ход, а после удара шайбы по рейке расцепителя и при их дальнейшем совместном ходе — касание только по краю рейки. Для этого рейка расцепителя несколько обтачивается, после чего имеет форму《клюва》(см. рисунок). Монтажу рассмотренного устройства обычно мешает тепловая защита, поэто- I'wy на этом полюсе она демонтируется. Ток срабатывания рассмотренной защиты не превышает 100—150 А. Все винты и гайки заливают краской для предотвращения самоотвинчивания.

Рассмотренные выносные защиты от однофазных к. з. обычно налаживают первичным током непосредственно от нагрузочного устройства, поэтому вторичные токи срабатывания реле не указывают.

Защита щитов 〃 сборок от всех видов к.з. (рис. 22). :Применяется на вводах НН в шиты после понижающих трансформаторов, если защитные характеристики авго- «^матических выключателей не обеспечивают селективно- /сти или чувствительности защиты. Состав защиты: мак- 尸енмальная токовая защита (реле КАЦ К42), защита от .однофазных к.з. (реле КАЗ), Защита с первой выдерж-

к°й времени отключает секционный выключатель Q? с。второй — вводный выключатель Q1. Возможно 口©，： ствне на отключение выключателя со стороны ВН 溢 нижающего трансформатора, для этого дополнительно устанавливают выходное реле защиты..

Ток срабатывания защиты /с.з от междуфазных к. з принимается по условиям (68) — (71), в которых /с,о [㊀： меняют на 7С.3,品一на 尼丿电(для PT-40 4H = 1,2; •电二 =0,8), а значения ^н.с принимают по табл. 32. Коэффи. ниент чувствительности защиты при двухфазном металлическом к. з. на щите должен быть не менее 1,5, допускается его снижение до 1,2 при к. з. через переходные сопротивления.

Ток срабатывания защиты от однофазных к. з. принимается наибольшим исходя из следующих условий:

согласование по чувствительности с защитами от однофазных к. з. отходящих от щита (сборки) линий

'с.з > ^н.с ^с.э.л»(/7)

где /с.з.л ——наибольший ток срабатывания защиты от однофазных к. з. отходящих от щита (сборки) линий, при отсутствии специальных (встроенных в выключатели или выносных релейных) защит от однофазных к. з. принимается равным наибольшему току срабатывания отсечки выключателей отходящих линий; ^н.с ——принимается по табл. 32.

Если отходящие линии защищаются предохранителями, то согласование производится, как указано в § 10.

несрабатывание при наибольшем допустимом токе в нулевом проводе понижающего трансформатора при несимметричной нагрузке, в зависимости от схемы соединения обмоток трансформатора:

для 丫/Y %з > 幻・0,25。，= 0,5/и.т;(78)

для △/¥ к。> 鳥 А75/н.；= /н“；(79)

обеспечение достаточной чувствительности при к. з. в основной зоне

础=砾/公>1，5，皎

где 隱一ток однофазного к. з. через переходные сопротивления на шинах щита 0,4 кВ КТП.

Следует также стремиться обеспечить резервирование защит отходящих линий 0,4 кВ, при к. з. в зоне резервирования 鶴? >1,2.

4 勿,23к£4 勿,23к£Ввод/Ввод/~〃/У/~〃/У/ктктОтключение Q3Отключение Q1Отключение Q3Отключение Q1с. 23. Релейная защита от однофазных к. з. трансформатора и щита 0,4 кВ КТПс. 23. Релейная защита от однофазных к. з. трансформатора и щита 0,4 кВ КТП~〃y2~〃y2R КТR КТВремя срабатывания защиты от междуфазных и од- офазных к. з. принимается больше времени срабатыва- ия защит отходящих линий на ступень А/= 0,4+ 0,5 с.

4 勿,23к£

4 勿,23к£

Ввод/

Ввод/

~〃/У/

~〃/У/

кт

кт

Отключение Q3

Отключение Q1

Отключение Q3

Отключение Q1

с. 23. Релейная защита от однофазных к. з. трансформатора и щита 0,4 кВ КТП

с. 23. Релейная защита от однофазных к. з. трансформатора и щита 0,4 кВ КТП

~〃y2

~〃y2

R КТ

R КТ

Защита щита 0,4 кВ от однофазных к.з. (рис. 23). рименяется в промышленных КТП как типовая защи- а для вводов от понижающих трансформаторов. Вы- (олняется с помощью токового реле 兄4, включаемого (ерез трансформатор тока в нейтраль силового транс- (юрматора. Тип реле КА зависит от аппаратов защиты Ътходящих от шин КТП линий.

1

В большинстве случаев для защиты линий устанап- ивают автоматические выключатели с отсечками. Пегому применяется реле РТ-40, позволяющее получить независимую характеристику защиты. Это обеспечивает значительно большее быстродействие по сравнению

сзащитой, имеющей зависимую характеристику, что особенно важно для уменьшения размеров повреждений, а также предотвращения опасности загорания кабелей Яри к. з. в сети 0,4 кВ и отказе автомата отходящей Ливии. При срабатывании реле К4 запускает своим контактом реле времени К7, которое импульсным контактом отключает секционный выключатель, а упорным — вводный, а также выключатель ВН питающего трансформатора (для этого дополнительно устанавливают выходное реле зашиты).

Для питания оперативных цепей защиты требуется Одежный источник оперативного тока, постоянного или ^ременного. В типовых схемах общепромышленных КТП оперативные цепи часто подключают непосредст- 耻нно после силового трансформатора на напряжение

380 В. При однофазном к. з. в сети напряжение в 0口& ративных цепях может снизиться до 220 В. То же м：； жет быть н на двухтрансформаторных подстанция^' оборудованных устройством АВР оперативных цепей если один из трансформаторов выведен в ремонт. Что* бы обеспечить в этом случае срабатывание защиты, р& ле времени КГ (типа ЭВ-228) применяется при номц. нальном напряжении катушки 220 В. Последовательно с катушкой включается зашунтированное размыкающцм контактом этого реле сопротивление R (ПЭВ-50; 2,3、 2,5 кОм), подобранное таким образом, что обеспечивает, с одной стороны, термическую стойкость реле при напряжении в оперативных цепях 380 В, а с другой, удерживание реле после срабатывания при напряжении 220 В. Указательные реле К"/ и КН2 и отключающие катушки выключателей настраивают на четкое срабатывание при напряжении 220 В.

Если для защиты линий устанавливаются предохранители, то применяется реле типа РТ-80. В этом реле используют только индукционный элемент, создающий зависимую от тока выдержку времени на замыкание контактов. Электромагнитный элемент реле (отсечку) выводят из работы, для чего на шкале отсечки выставляют максимальную уставку. Схема защиты выполняется аналогично рис. 23.

Уставки срабатывания выбирают, как указано выше.

Защита сборки от однофазных к. з. Применяется при недостаточной чувствительности защиты автоматического выключателя при однофазных к. з. Выполняется с помощью трехтрансформаторного фильтра токов нулевой последовательности или ТТНП аналогично защите электродвигателей с той разницей, что вместо промежуточного реле KL устанавливают реле времени. Ток срабатывания принимают наибольшим из условий (77) и (81):

/&в > 々н /цб，⑻)

где /Нб — ток небаланса (несимметричной нагрузки)» принимается равным допустимому току нулевой *н川』 питающего сборку кабеля, определяется по таблицам ПУЭ [13]; feH—коэффициент надежности, принимается равным 1,2—1,3.

Коэффициент чувствительности защиты при оП【°， фазном к. з. через переходные сопротивления на зап!*

【щаемой сборке должен быть не менее 1,5. Время срабатывания защиты принимается на ступень 0,3—0,5 с боль- hie времени срабатывания защит отходящих от сборки риний.

,0・ ВЫБОР ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

I Параметры предохранителей. Основные типы: ПР-2— Ьазборные, без наполнителя; ПН2 и ПП17—разборные, £ наполнителем (кварцевый песок); НПН — неразбор- 「не, с наполнителем (табл. 34). Разборные предохра- интели допускают замену плавких вставок. В зависимо-* гти от заказа предохранители ПН2 и ПП17 поставля- 1отся: без указателя срабатывания и свободного

I Таблица 34. Технические параметры предохранителей 380 В

1

.TYin

Номинальный ток, Л

Предельный от・ ключасмы'^ ток*. кЛ

патрона предохранит елх

плавкой вставки

ИПН2-60

60

6; 10； 16; 20; 25; 32; 40； 63

10

ГН2-100

100

31,5; 40； 50; 63; 80; 100

100

ПН2-250

250

80; 100; 125; 160; 200; 250

100

ЛН2-400

400

200; 250; 315； 355; 400

40'

11Н2-600

630

315; 400; 500; 630

25

卜7

1000

500; 630; 800; 1000

120

15

6; 10; 15

0,8/8

60

15; 20; 25; 35; 45; 60

1,8/4,5

100

60; 80; 100

6/11

BP-2

200

100; 125; 160; 200

6/11

250

200； 235; 260; 300; 350

6/13

600

350; 430; 500; 600

13/23

L

1000

600; 700; 850; 1000

15/20

■ * Действующее значение периодической составляющей ожидае- тока к. з. Для ПР-2 данные в числителе относятся к исполне- 1 (короткие предохранители), в знаменателе — к исполнению 2 'Длинные предохранители).

Рис. 24. Защитные характеристики предохранителей ПН2 (сплошные линии) и НПН (штриховые линии)

контакта вспомогательной цепи; с указателем срабатывания и замыкающим (или размыкающим) вспомогательным контактом; с указателем срабатывания. Защитные характеристики приведены на рис. 24 и 25.

Условия выбора предохранителя. Номинальный ток отключения предохранителя должен быть не менее максимального тока к. з. в месте установки. Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать номинальному напряжению сети.

Условия выбора плавких вставок. Номинальный ток плавкой вставки выбирается наибольшим из следующих условий: '

несрабатывания при максимальном рабочем токе

Льве》'раб.макс； (82)

при защите одиночного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором — несрабатывание при его пуске

'н.ВС > /цуСК.Дв/А， (83) где 々一коэффициент, при защите электродвигателей

с. 25. Защитные характеристики предохранителей ПП17 в цепи переменного токас. 25. Защитные характеристики предохранителей ПП17 в цепи переменного токакороткозамкнутым ротором и легком пуске (длитель- остью 2—5 с) принимается равным 2,5, при тяжелом уске (длительность около 10 с), а также при частых усках (более 15 в час) или для особо ответственных ектродвигателей, ложное отключение которых недопу-

с. 25. Защитные характеристики предохранителей ПП17 в цепи переменного тока

с. 25. Защитные характеристики предохранителей ПП17 в цепи переменного тока

имо, принимается равным 1,6—2; при защите двига- я с фазным ротором —0,8—1;

при защите сборки дополнительно к условию «82) — несрабатывание при полной нагрузке сборки и ®уске наиболее мощного двигателя (84), а также при камозапуске электродвигателей (85).

■门一*

^раб.макг/ + ^пуск.макс В

Льве》* /сЗе/А，

(84)(84)(85)(85)[Me k ——то же, что в формуле (83); остальное ——как в выражениях (68) и (69).

(84)

(84)

(85)

(85)

Выражения (83) — (85) пригодны для выбора обыч- %х предохранителей ПР-2, ПН2, НПИ, ПП17. Для

2 С.З2 С.Зсоглсогл6) I方5c6) I方5cс. 26. Согласование релейной защиты трансформатора (кривая 3) с предохранителями 0,4 кВ (кривые / м2)с. 26. Согласование релейной защиты трансформатора (кривая 3) с предохранителями 0,4 кВ (кривые / м2)

2 С.З

2 С.З

согл

согл

6) I方

5c

6) I方

5c

с. 26. Согласование релейной защиты трансформатора (кривая 3) с предохранителями 0,4 кВ (кривые / м2)

с. 26. Согласование релейной защиты трансформатора (кривая 3) с предохранителями 0,4 кВ (кривые / м2)

инерционных предохранителей Е-27, СПО, в настоящее время почти не применяемых, в любом случае номи, йальный ток плавкой вставки принимается равным 1、 1,25 максимального рабочего тока присоединения.

Для предохранителей, уста н авл ив аем ых со стороны НН понижающего трансформатора, номинальный ток плавкой вставки выбирают по номинальному току транс、 форматора (ближайшее большее по шкале плавких вставок значение).

Если Требуется защита кабеля от перегрузки, то yq^、 тывают условие (42).

Проверка селективности последовательно включенных предохранителей между собой и с автоматическими выключателями. При применении однотипных предохранителей селективными считаются те, которые различаются на две ступени по шкале номинальных токов плавких вставок. Для разнотипных предохранителей селективность проверяется сопоставлением их защитных характеристик с учетом 25 % -ного, а в ответственных слу- чаях — 50 %-ного разброса по времени срабатывания. Зоны возможных характеристик, построенные с учетом этих разбросов, не должны накладываться или пересекаться в пределах токов от номинального до максимально возможного, или по крайней мере до наиболее вероятного тока к. з.壊р за нижестоящим предохранителем. На практике зоны не строят, а сопоставляют время плавления большего % и меньшего /м предохранителей при одинаковых токах. Селективность обеспечивается, если выполняются условия: при учете 25 %-ного разброса /б>1,7£м； при учете 50 %-ного разброса %>3九.Известен также метод проверки селективности сопоставлением сечений плавких вставок [5, 15], он применяется редко и здесь не рассматривается.

Селективность предохранителей и автоматических выключателей проверяется путем сопоставления их защитных характеристик.

Проверка селективности между предохранителям^ 〃 магнитным пускателем (контактором) данного присоединения. Селективность обеспечивается, если продол* жительность перегорания плавкой вставки не превыше ет 0,15—0,2 с, что соответствует отношению 鷹<нн〃н.вс 彳 >1°——15, где /£Lhh~ минимальный ток двухфазного к.з・ за пускателем (контактором). Плавкая вставка с ном* 126

альным током 200 А является предельной по условиям елективности работы контактора и предохранителя, ри большем токе вместо предохранителей рекоменду- тся устанавливать автоматический выключатель.

Проверка селективности защиты питающего транс- юрматора со стороны ВН и предохранителей со сгор。- ы НН. Выполняется сопоставлением их характеристик а карте селективности защит. Необходимо обеспечить ?лективность защиты со стороны ВН с предохранителя- и ввода 0,4 кВ или по крайней мере с отходящими линями 0,4 кВ.

> Если трансформатор со стороны ВН защищается редохранителями, то согласно директивным материнам их номинальный ток принимается равным 2 /п,т. 1ри проверке селективности учитывается возможность 0'%-ного разброса вставок ВН по току.

5 Если со стороны ВН трансформатора установлена (елейная защита, то производится ее согласование с предохранителями 0,4 кВ.

г Согласование защиты трансформатора, имеющей не- 碑впенмую характеристику, показано на рис. 26, Q. По йводским данным строится защитная характеристика Ьедохранителя /, с которым производится согласова- 血е. С учетом разброса срабатывания по времени ее Перестраивают в предельную характеристику 2. Для 酔ого время срабатывания при каждом данном токе, оп・ Ре^еленное по заводской характеристике» увеличивают в 1,5 (или 1,25) раза. На график наносят выдержку :Ременн защиты трансформатора /с.3. Находят значение %=，с・з—/р—/з, где /Р—разброс реле времени зашиты, 毗只 реле ЭВ со шкалами 1,3; 3,5 и 9с принимают соот-

ветственно 0,06; 0,12 и 0,25с; %—время запаса, приии. мают равным 0,1—0,2 с. Через точку 友 проводят горц. зонтальную прямую до пересечения с характеристикой 2. Точка пересечения определяет значение тока согласова. ния /2- Ток срабатывания защиты находят по выражению /с.з = 1,1 /г, где коэффициент 1,1 учитывает разбросы токового реле, неточности его настройки и некоторый запас.

Для приближенных расчетов согласование упроща. ют. Проводят горизонтальную линию через точку /с.3 до пересечения с заводской характеристикой предохраните- ля (рис. 26,6). Точка пересечения соответствует току согласования /СОгл. Ток срабатывания защиты трансформатора принимают /с.з=(1,3—1,4)/согл. Далее проверяют, что фактическая ступень селективности Д/ф при токе срабатывания не менее расчетной A/pag = .(0,25+ 4-0,5)fi +/РН-f3, где h — время срабатывания npEoxpa- нителя при токе /с.3； (0,25—0,5)Л — разброс по времени срабатывания предохранителя; /р и 厶—см. выше. Если полученная по карте селективности фактическая ступень селективности меньше расчетной, то соответственно увеличивают либо ток, либо время срабатывания защиты трансформатора. Обычно для обеспечения селективности по времени достаточно убедиться, что Д/ф не менее 0,4—0,5 с.

Характеристика защиты трансформатора задается параметрами /с.3, £с.з при токе 2/с.3.

Упрощенное согласование защиты трансформатора, имеющей зависимую характеристику (реле PT-80, РТВ), показано на рис. 26, в. Для зависимых реле при выдержке времени в независимой части характеристики 0,5—1 с время срабатывания в начале защитной характеристики (при токе срабатывания) составляет около 5c. Проводя через точку £ = 5с горизонтальную прямую до пересечения с заводской защитной характеристикой I предохранителя, получают значение тока согласования /сое・ Ток срабатывания защиты находят по выражению /с.з= =(1,34-1,4)/согл- Построив из точки с координатами 5 c и полученного /с,3 характеристику защиты трансформатора, проверяют, что во всем диапазоне возможных токов к. з. за предохранителем 0,4 кВ вплоть до /£\нкс (или, по крайней мере» до /紅卩)между указанными характеристиками имеется ступень селективности не ме・

нее 1—2 с в зависимой части и не менее 0,4—0,5 с в независимой части характеристики защиты трансформатора. Обычно защитная характеристика зависимых реле и характеристика предохранителей 0,4 кВ сближаются при увеличении тока, поэтому согласование по времени производят при максимальном расчетном токе к.з. за предохранителем. Для этого подбирают такую типовую характеристику реле, чтобы выдержка времени защиты при токе /^акс была не менее 卜3》厶 + 厶力 где 厶一время срабатывания предохранителя при токе /^акс； △£ —— ступень селективности, принимается не менее 0,4—0,5 с.

Характеристика защиты трансформатора задается параметрами /с.з,方с.з при токе /旣акс；纭.з^5 c при токе /с.3. Все эти точки защитной характеристики проверяют при наладке.

Условие согласования является лишь одним из условий выбора уставок защиты трансформатора. О других условиях (отстройки от максимального рабочего тока с учетом самозапуска электродвигателей, несрабатывания при послеаварийных перегрузках, чувствительности) —см. работу [20].

При построении схемы сети 0,4 кВ полезно определить, какую максимальную вставку можно установить для защиты отходящих линий 0,4 кВ по условию селективности с защитой трансформатора. Если окажется, что по условиям (82)——(85) требуется больший номинальный ток плавкой вставки, то следует пересмотреть первичную схему данного присоединения.

Пример 12. Для условий примера 5 определить предельное значение номинального тока плавкой вставки предохранителя ПН-2, при котором обеспечивается селективность с защитой трансформатора, имеющей независимую характеристику.

Решение. Задаемся временем срабатывания защиты трансформатора 0,5 с. В примере 5 определен ток срабатывания защиты трансформатора из условия чувствительности. Для трансформатора мощностью 1000 кВ-А, «к=5,5 %, 丫/¥/%з.т составляет не более 8,45 кА. Поделив это значение на коэффициент надежности согласования 1,4, получим значение тока согласования 6 кА, при котором плавкая вставка должна расплавиться за время, не превышающее °,5 с. Наносим точку с координатами 0,5 и 6 кА на сетку характеристик пред охр анителей ПН-2. Все характеристики, расположенные левее этой точки или проходящие через нее, отвечают условию согласования, а расположенные правее — не отвечают. Таким образом устанавливаем, что условию согласования соответствует плавкая встав, ка не более 630 А. Проверяем ступень селективности по времени при ；°ке 8,45 кА: защита срабатывает за 0,5 с, вставка сгорит за 0,08 с 4=0,5—0,08=0,42 —достаточно. Аналогично устанавливаем, что для

трансформатора 1000 кВ-А, △/¥, 〃к=5,5 % ток плавления должен составить не более 7 кА при времени плавления 0,5 с, что также соответствует плавкой вставке 630 А.

Проверка чувствительности предохранителей при к. з. Кратность минимального тока IKR при любом виде к. з. по отношению к номинальному току плавкой вставки должна быть:

для невзрывоопасной среды

% = /kr〃h.b。Nr>3)； (86) для взрывоопасной среды

• % = kQ (%r》4). (87)

При питании от энергосистемы минимальным током к. з. в установках с глухозаземленной нейтралью в боль- шинстве случаев является ток однофазного к. з., в установках с изолированной нейтралью — ток двухфазного к. з. При питании от маломощных генераторов в зависимости от удаленности точки к. з. минимальным может оказаться ток однофазного, двухфазного или установившегося трехфазного к. з.

Достоинства и недостатки предохранителей. К достоинствам предохранителей относится их простота н дешевизна. В то же время они имеют следующие существенные недостатки, ограничивающие область их применения:

плавкие вставки стареют с течением времени, после чего возможны ложные сгорания вставок в пусковых режимах, т. е. защита ненадежна;

при однофазных к. з. плавкая вставка отключает только одну фазу, что приводит к опасному режиму работы двигателей на двух фазах. Это может вызвать остановку двигателя. Если он все же продолжает вращаться, то работает с повышенным в 1,5—2 раза током по сравнению с номинальным;

плавкая вставка ——однократного действия. После срабатывания предохранителя ее необходимо заменять;

в условиях эксплуатации часто вместо калиброванных вставок применяют другие или проволоку, что нарушает защиту сети;

плавкие предохранители не защищают двигатели от перегрузок, требуется защита с помощью тепловых реле, действующих на отключение магнитных пускателей. -

11. ВЫБОР УСТАВОК ЗАЩИТЫ

АВАРИЙНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 0,4 кВ

Релейная защита генераторов 0,4 кВ. Схема защиты генератора, предназначенного для аварийного электроснабжения особо ответственных электроприемников КТП, приведена на рис. 27. В качестве источника оперативного тока используют аккумуляторную батарею, установленную для питания автоматики дизеля. Состав защиты: максимальная токовая (реле КА/, КА2), от однофазных к. з. (К/З), от перегрузки (К44), все токовые реле типа РТ-40. Для отключения повреждений внутри генератора трансформаторы тока защиты включают со стороны нулевых выводов, если это возможно. Если эго невозможно, то защиту от однофазных к. з. включают на отдельный трансформатор тока, установленный в нулевом проводе генератора (аналогично защите трансформаторов КТП). Иногда выполняют продольную диф-

I ференциальную защиту нулевой последовательности от однофазных к. з. внутри генератора [19].

Ток срабатывания максимальной токовой защиты генератора выбирают по следующим условиям:

Несрабатывание при максимальном рабочем токе (принимается равным номинальному току генератора '/н.г) с учетом его увеличения при самозапуске электро- :двигателей

к/с.з = *%п/н.г,(88)

；где 々н н 々в ——коэффициенты надежности и возврата, для ,реле РТ-40 принимаются соответственно 1,2 и 0,8;

Несрабатывание при максимальном рабочем токе с учетом пуска наиболее мощного двигателя

/с・з>-^【(/ц.г — /н.лв) + /пус 口 В】'(89)

где /н.дв н /пуск.дв ——соответственно номинальный и пусковой ток наиболее мощного электродвигателя.

Согласование с защитами (токовыми отсечками) Г отходящих от генераторных шин линий по условию (75). О нахождении предельных значений тока срабатывания } защиты этих линий см. пример 6. При наличии предо- ] 而аннтеле負 выполняется согласование защиты генератора с предохранителями (см. § 10).

/3’/3’в схему^~КТЗ сигнализации9 спf &^- Гашение поля роторав схему^~КТЗ сигнализации9 спf &^- Гашение поля ротора

/3’

/3’

в схему

^~КТЗ сигнализации

9 сп

f &^- Гашение поля ротора

в схему

^~КТЗ сигнализации

9 сп

f &^- Гашение поля ротора

Рнс. 27. Схема защиты генератора напряжением 0,4 кВ

Обеспечение необходимой чувствительности зашиты в установившемся режиме трехфазного к. з. за выключателем генератора

嚟=屬丸 3 > 1,5;礫R =愿R〃3 >1,2. (90)

Значение тока ветствии с ГОСТ нее 37н г. Поэтому ты гарантируется, тает значенияЗначение тока ветствии с ГОСТ нее 37н г. Поэтому ты гарантируется, тает значения嘿 на зажимах генератора в соог- 14965—80 должно составлять не ме- необходимая чувствительность защи- если ее ток срабатывания не превы-

Значение тока ветствии с ГОСТ нее 37н г. Поэтому ты гарантируется, тает значения

Значение тока ветствии с ГОСТ нее 37н г. Поэтому ты гарантируется, тает значения

厶8«3/н，1,5 = 2/нг (91)

Выдержку времени срабатывания максимальной токовой защиты генератора принимают по условию (76). Поскольку генератор является последним источником электроснабжения и его излишние отключения крайне нежелательны, ступень селективности защиты обычно повышают до 1 с.

Ток срабатывания защиты от однофазных к. з. выбирают по условиям отстройки от номинального тока генератора /с.з》1,4 /н.г, а также согласования с защитами отходящих линий (77), время срабатывания на ступень 0,4—0,5 с больше времени срабатывания защит ст однофазных к. з. отходящих линий. Чувствительноеiь проверяют по условию (80).

Выбранный по условию отстройки от самозапуска лектродвигателей (88) ток срабатывания максималь- ой токовой защиты может быть таким значительным, го чувствительность зашиты по условию (90) оказы- ается недостаточной. В этих случаях осуществляют по- чередный самозапуск электродвигателей. В цепь управ- ения пускателем (контактором) каждого двигателя ключают замыкающие с выдержкой времени контакты еле времени, катушка которого включается на линей- ое напряжение первичной сети. Выдержку времени на рабатывание реле принимают на всех электродвига- елях разной, такнм образом после восстановления апряжения они включаются поочередно. В этом слу- ае в выражении (88) можно принять 4сзп=1. По- чередный самозапуск предпочтителен также с точ- и зрения предотвращения больших набросов нагруз- :и на дизель-генератор {дизель может остано- иться).

Если чувствительность защиты не обеспечивается нз- ia условия (89), то дополнительно к поочередному са- «озапуску применяют пуск (блокировку) защиты по на- зряжению. Тогда при выборе тока срабатывания защи- гы можно не учитывать режимы пуска и самозапуска электродвигателей, т. е. учитывать только условие (88), з котором принимают 始口=1, и условие (75). Это по- вволяет уменьшить ток срабатывания защиты н обеспечить ее чувствительность.

Пуск защиты по напряжению осуществляется специальным пусковым органом напряжения.

Схема комбинированного пускового органа напряжения, состоящего из фильтра-реле напряжения обратной последовательности KVZ типа РН①・1М и реле минимального напряжения KV типа РН-50, приведена на рис. 28, а. Поскольку реле РНФ-1М выпускают только на напряжение 100 В, то оба реле подключают ко вторичным цепям трансформаторов напряжения 380/100 В, соединенных по схеме открытого треугольника. В нормальном режиме якорь реле KVZ отпущен, его контакт в цепи обмотки реле KV замкнут, якорь реле KV подтянут, а контакт KU в цепи пуска максимальной токовой защиты разомкнут. При появлении несимметрии фаз {двухфазное или однофазное к. з.) срабатывает реле KHZ, размыкая обмотку К匕 которое разрешает пуск защиты. При симметричном снижении напряжения

~360в

e

б)

А

〜瞅В

АУ

^k5

KVZ

^цель Z защиты

■о—

俏 7/<历 ^1^

В цепь защиты

Рис. 28. Пусковые органы напряжения максимальной токовой защц.ты: комбинированный (q) и трехрелейный (6)

вследствие трехфазного к. з. реле KVZ не работает, срабатывает реле KV, разрешая пуск защиты.

Напряжение срабатывания реле ^VZ выбирается условия отстройки от напряжения небаланса фильтра в нормальном режиме и в первичных величинах составляет (72с.з= (0,06+0,12) Uh, где "с.з и Uh—линейные напряжения. Напряжение срабатывания реле по шкале регулируется в пределах 6—12 В, обычно принимается U2c.p=6 В. Настройка реле РНФ-1М производится в режиме имитации двухфазного к. з., для чего между одним из зажимов фильтра напряжения обратной последовательности и двумя закороченными на период наладки другнмн подается однофазное регулируемое напряжение. Реле должно срабатывать при значении этого напряжения, численно равном /3 Uzc.p.

Напряжение срабатывания защиты (отпадания якоря реле минимального напряжения ^V) выбирается исходя из условия возврата реле при самозапуске электродвигателей (после отключения внешнего к.з.), когда напряжение в месте установки реле снижается до 〃財由【：

Uc.3 = Ummh/偽 々в)，

где feH — коэффициент надежности, принимается 1,1 — 1,2； 々в — коэффициент возврата, для реле минимального напряжения принимается 1,15—1,2.

Напряжение срабатывания реле ис^=ис.3/пИ, где пн— коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

(92)

Обычно а.з= (0,5 + 0,7)【儿 Ниже 0,5Uh уставку выбирать не следует, так как защита может отказать при к. з. через переходное сопротлвление.

Коэффициент чувствительности реле KVZ может не определяться, так как он обычно полуиается достаточно высоким. Коэффициент чувствительности реле /(V определяется при к. з. в зоне резервирования и должен быть не менее 1,2. Для схемы комбинированного пуска он определяется по выражению

心=4居/”)>1，2,

(93)

где 吸)一межд)7фазное напряжение в месте установки реле при трехфазном металлическом к.з. в конце зоны резервирования (при питании от генераторов ——для момента времени, соответствующего времени действия защиты).

Из условия (93) видно, что 々q автоматически повышается в 备 раз, так как в момент возникновения трехфазного к.з. из-за кратковременного появления напряжения обратной поел едов а тел ьности срабатывает реле KVZ, н тогда реле KV работает «на возврате» [20].

Пусковой орган, состоящий из трех реле мнннмаль- ного напряжения типа РН-50, показан на рис. 28, б. В нормальном режиме якорь реле подтянут, а контакты разомкнуты. При снижении напряжения вследствие •к. з. любых двух или всех трех фаз ниже уставки реле якорь реле отпадает, реле срабатывает, замыкает контакты и разрешает пуск максимальной токовой защиты генератора. Напряжение срабатывания (отпадания яко- [ря) реле выбирается по выражению (92). Чувствительность защиты по напряжению проверяется по выражению

储=4〃皆》1.2,

(94)

де все обозначения такие же, как в условии (93).

Пренмугцество пускового органа, состоящего из трех 卜 реле напряжения, заключается в возможности подключения этих реле непосредственно на напряжение 380 В, • недостаток — в меньшей чувствительности по сравнению с комбинированным пусковым органом. Недостаток ком- 'бинированного пускового органа заключается в необходимости установки специальных трансформаторов напряжения 380/100 В.

При проверке чувствительности пусковых органов

напряжения необходимо учитывать влияние переходных сопротивлений в месте к. з. Обычно влияние переходных сопротивлений на работу пусковых органов максимальных токовых защит маломощных аварийных генерато. ров 0,4 кВ значительно меньше, чем на работу защит трансформаторов с низшим напряжением 0,4 кВ. Поэтому применение пуска по напряжению защит генера- торов не вызывает особых сложностей в обеспечении чувствительности защиты.

Пример 13. Сравнить влияние переходных сопротивлений при проверке чувствительности пусковых органов напряжения максимальных токовых защит генератора 0,4 кВ мощностью 630 кВт, параметры которого приведены в примере 3, и питающегося от энергосистемы трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 630 кВ*А, 〃н=5,5 %.

Решение. Рассмотрим к. з. непосредственно на главных шинах 0,4 кВ, где влияние переходных сопротивлений наибольшее.

Проверяем чувствительиость пускового органа напряжения защиты генератора. При /=0 сопротивление генератора хг=32,5 мОм, переходные сопротивления Рп—15 мОм. Полное сопротивление цепи к. з. Z£=]/32,52+152 = 35,8 мОм. Значение тока к. з. /添= 1,05х X400/(/^35,8) =6,8 кА. Однако при f=8 значение тока составит

—7,16 кА, т. е. больше, чем при /=0 (см. пример 6). Поэтому чувствительность пускового органа напряжения проверяем при токе 7,16 кА. Напряжение в месте к. з. U戦r =]，3・7,16・ 15= 186 В, или» в относительных единицах, ^^оо^= 186/400=0,465 о. е. При уставке пускового органа напряжения Uc.3=0,6 о. е. его чувствительность составит: для комбинированного пускового органа Лч—0,6Х X 1,2/0,465= 1,55, т. е. больше 1,2 — достаточна； для трехрелейноге 務=0,6/0,465=1,29, т. е. больше 1,2 — достаточна. Однако рекомендуется применять комбинированный пусковой орган, обеспечивающий большую чувствительность и зону резервирования защит.

Проверяем чувствительность пускового органа напряжения защиты трансформатора. При хс=0,1 х? ток к. з., вычисленный с учетом переходных сопротивлений, составит /% =9,8 кА (см. рис. П1, а). Остаточное напряжение в месте к. з. U蹤=/3・9,8・ 15=254 В или 254/400=0,64 о. е. Чувствительность при уставке ^с.з=0,6 р. е. для ком бини рова ниого пускового органа 走q=0,6 • 1,2/0,64= 1,12, т. е. меньше 1,2; для трехрелейного k4=0,6/0,64=0,94, т. е. меньше 1,2, что недостаточно. Чтобы обеспечить чувствительность, например, комбинированного органа, необходимо, чтобы Uc.3 было не менее 0,64, т. е. напряжение при самозапуске электродвигателей должно быть ие менее 0,64-1,1 • 1,15=0,8 о. е. Это вызывает необходимость ограничения суммарной мощности электродвигателей, участвующих в самозапуске, или применения их поочередного самозапуска.

Из-за существенного влияния переходных сопротивлений на чувствительность пусковых органов напряжения последние в схемах максимальных токовых защит трансформаторов с низшим напряжением 0,4 кВ в настоящее время почти не применяются.

Защита автоматическими выключателями. Для зашиты генераторов наиболее подходящими являются автоматические выключатели серии АВМ, имеющие электромагнитные расцепители защиты от перегрузки с зависимой характеристикой и небольшим временем срабатывания (2——4 с на независимой части характеристики). ；0х используют в качестве максимальной токовой заши- 1ты генератора от внешних к. з. Расчет уставки тока сра- [батывания выполняют по приведенным выше выражениям. Время срабатывания принимают по условию се- [лективности с защитами отходящих линий 0,4 кВ, а также |по условию отстройки от длительности пуска электродвигателей, если надежно отстроиться по току от пусковых режимов не удается. Для наладки время сраба- кывания задают при токе к. з. на зажимах генератора, Равном /農.Обычно принимают минимальную уставку 1цо шкале времени, соответствующую 2 с на независи- |мой части характеристики (при токе более 3/&з), в этом ■случае при токе 7С,3 выключатель отключится не менее |чем за 7 с. Меньшую уставку по шкале времени прини- |мать не рекомендуется, так как выдержка времени ста- гновится неустойчивой, что может приводить к неселек- кгивным отключениям.

Отсечку выключателя используют для защиты гене- гратора от внутренних к. з. при его параллельной рабо- гте с другими источниками. Ток срабатывания отсечки |выбирают исходя из отстройки от максимального тока |к. з.層,посылаемого генератором в сеть в начальный Ьмомент к. з. на генераторных шинах

I&> 储礙，(95)

где йн—коэффициент надежности, принимается по t26/.33.

При этом /с.о проверяется на отстройку от тока ка- |чаний, если предусматривается параллельная работа генератора с другими источниками [19]. Поскольку отсечка ]не работает при внешних к. з., то для защиты гене- ■ратора можно применять как селективный, так и несе- Мективный выключатель. Селективный предпочтителен Ввиду надежности несрабатывания отсечки при внешних |к.з.

Чувствительность отсечки проверяется по выражениям (58) и (59) при к. з. внутри генератора, когда от- ■137

сечка срабатывает из-за тока, притекающего к месту к & от параллельно работающих с ним генераторов.

Защитные характеристики автоматических выключу, телей других типов мало подходят для защиты генера. торов, поскольку их защита от перегрузки ввиду боль, шого времени действия не может быть использована в качестве максимальной токовой защиты. Для этой ц.г, ли приходится использовать селективную токовую отсечку, однако обеспечить при этом надежную отстройку от режимов пуска и самозапуска электродвигателей обычно не удается. Поэтому применение этих автома. тических выключателей возможно лишь в частных случаях для генераторов мощностью не более 100—200 кВ г, если в схеме электроснабжения отсутствуют двигатели, пуск которых может вызвать срабатывание защиты генератора.

Пример 14. Выбрать автоматический выключатель АВМ и уставки защиты для генератора, параметры и значения токов к. з. которого приведены в примерах 3, 4 и 6.

Решение. Принимаем по условию (45) выключатель АВМ- 15НВ (или АВМ-15СВ) с номинальным током расцепителя 1200 А, у которого ток срабатывания защиты от перегрузки регулируется в пределах 1500—2400 А, ток срабатывания отсечки 8——10 кА.

Выбираем ток срабатывания максимальной токовой защиты по условию (88). Ввиду отсутствия конкретных нагрузок принимаем, что от режимов пуска и самозапуска можно отстроиться по времени, соответственно 瓦зп=1. Коэффициент возврата расцепителя АВМ зависит от времени от начала срабатывания, в конце хода якоря пн составляет 0,5—0,6, в середине ——около 0,7. Принимаем 局в=0,С. Соответственно /с .з— 1,2• 1138/0,6=2280 Л. Для надежной отстройки пусковых режимов и согласования с защитами отходящих линий принимаем максимальную по шкале уставку /с.з=2400 А. Чувствительность защиты при установившемся токе трехфазного к. з.々黑= =7160/2400=2,98>1,5. Чувствительность при однофазных к. з.苗2= =7400/2400=3,08> 1,5.

Время срабатывания защиты принимаем 2 с на независимой части характеристики (при токе более 3 /с.з). При кратности тока 7160/2400=2,98 время срабатывания по характеристикам выключателей АВМ составляет около 2,3 с, при токе срабатывания — не менее 7 с.

Максимальный ток к. з. от генератора^ пр и £=0 без учета переходных сопротивлений嘲=1,05* 400/(/^32,5)=7500 А. Ток срабатывания отсечки по условию (95) /с.о= 1,8*7500= 13 500 А. Принимаем наибольшую уставку по шкале 10 кА. Для обеспечения несрабатывания отсечки при внешнем к. з. принимаем селективный выключатель, время срабатывания отсечки принимаем fc.o=0,4 с.

39

0

0

次

甩

9П

&^

3-§^

3 与

胃

2

Й

步。7HW 1<亩工oofs营Й SHXa 1<■?。69 302.009-MS BL.MX-/A 工010工90 HHHDH§OJ xdu ^SKл^^охз — to ^^^ еаолЕуаофинвсн,XOJOS9O H0H8HHU ① oj Rdu ①2нтефонио19 имнтефхзскIо ^d -« ss^•S§WHOS，—olqsoxHdlm ^os 9IHU0代 0=9=03:10&00хзhмок ①&П WOIeh"0 — нннну ① кштоки。) 4/0Х кинет•охнооо io JUJOWnoHaem a (V・BX) к но

士

3

2 Q

/

/

货

“Qi—。

и

韋 皆一

3

0

01學

3/

/

5 f /

/

学丿

，丿

/

7

/л

/'

/ /

/

/

г

FIT"

>

9

/

7

/

/

8

/力

г

/

г

7

/

/

1

1

/

/

7

•8.X

s

X

崑宕

43

47 qe

45

仇

仞缶神■切

Ж 250 м

^^ ^ ^ 勿仍花74立加 98 7 6 5 4 3 2

0

42

Рис. П2. Токи трехфазных к. з. в зависимости от длины и сечениякабелей с алюминиевыми жнламн при хс=0,1 %т и мощности транс-форматора 1600 (а), 1000 (б), 630 (в) и 400 (г) кВ-А(сплошные линии ——с учетом переходных сопротивлений /?口=15 мОм，штриховые ——металлическое к. з.)

Ю07犯200250

Рис. П2б

^^ 〃 加987 6 5

S=6W к命 AUfc5,5%

如 SO 72016020。碗 280M

Рис. П2в

160200 加280 M

Рис. П2г

S=16uu нВ:A №=5,5%

Рис. ПЗ. Токи трехфазных к, з. в зависимости от длины и сечениякабелей с алюминиевыми жилами при %с=%т н мощности трансфор-матора 1600 (а); 1000 (6); 630 (в); 400 (а) кВ-А(сплошные линии ——с учетом переходных сопротивлений Ru=15 工°”，штриховые — металлическое к. з)

0 收 8。 伙 1602002〃280 м

Рис. ПЗб

10—42145

10*

147

Рис. П4. Токи трехфазных к. з. в зависимости от длины н сечения ка-белей с алюминиевыми жилами при Хс=2 хт и мощности трансфор-матора 1600 (а); 1000 (6)； 630 (в); 400 (г) кВ А

(сплошные линии — с учетом переходных сопротивлений Ru=15 мОм,штриховые — металлическое к. з)

並

陋

кА

4°

2/

2P

菊

弘

N、

280“

Рис. П4г

80120 伤0

贷切0 hВ А口方毋%

%

Рис. П5. Токи однофазных к. з. в зависимости от длины и сечения четырехжильных кабелей с алюминиевыми жилами в непроводящей оболочке прх х<=0.1 х『，％=15 мОм, соединении обмоток трансформатора Y/干 н мощности 1600 (q); 1000 (6); 630 (в) и 400 (г) кВ А

Рис. П5б

154154

154

154

четырехжильных кабелей с алюминиевыми жилами в алюминиевой

оболочке при %с=0,1 хт, Rn=15 мОм, соединении обмоток трансфор матора 丫/Y н мощности 1600 (а); 1000 (6); 630 (в); 400 (г) кВ А

2/I————————————————__J_J————__L_L '0 仞 60120160200240 280м2/I————————————————__J_J————__L_L '0 仞 60120160200240 280м

2/I————————————————__J_J————__L_L '0 仞 60120160200240 280м

2/I————————————————__J_J————__L_L '0 仞 60120160200240 280м

Рис. П7. Токи однофазных к. з. в зависимости от длины и сечения [трехжильных кабелей с алюминиевыми жилами в непроводящей оболочке с учетом стальной полосы 40x4 мм, проложенной на расстоя- |иии 80 см от кабеля, Rn=15 мОм при хс=0,1 хт, соединении обмоток трансформатора丫 ” н мощности 1600 (а); 1000 (6); 630 (в);

400 (г) кВ-А

-i—J~ ~ _ _ _」 I I 丨 I I Z | 匂 80 720 76〃 200 2仞 280м

Рис, П7б

11—42

161

"'% ад 80720760200 240280м"'% ад 80720760200 240280м

"'% ад 80720760200 240280м

"'% ад 80720760200 240280м

Рис. П8. Токи однофазных к. з. в зависимости от длины и сечения четырехжильных кабелей с алюминиевыми жилами в непроводящей оболочке при хс=0,1 хт, &=15 мОм, соединении обмоток трансформатора △ /Yи мощности 1600 (а); 1000 (6); 630 (в); 400 (г) кВ-А

Рис. П8б

31602第240 280м

Рис П8в

祖 76 5432 7 《用勾а2〃"

4

6

JM6U

-ОКЛ

，CH」now HL、v zdoJeyvdoaJHBdJ ^obos^o HHHOHHTQOU -wow SIUUQ 二x-OUJX ЕЛС°工 hoFO9。 ^.ooosssss^.^ ffl S2rt4 ，HR HWIqm ① HHHMeye 0 KBEBgex XWHqsMCXBdsfch нннвьао н Ess§ bo HIOOWHJHBem я ・e * xlqHmeeoso и 工 0~ 0 匚 UHd

"% 旬 801207£02002"260M"% 旬 801207£02002"260M

"% 旬 801207£02002"260M

"% 旬 801207£02002"260M

Рис. П10. Токи однофазных к. з. в зависимости от длины и сечения трехжильных кабелей с алюмикиевыми жилами в непроводящей оболочке с учетом стальной полосы 40X4 мм, преложенной на расстоянии 80 см от кабеля, при 打=0,1 х*. Rn—15 мОм, соединении обмоток трансформатора △/¥ и мощности 1600 (д)： 1000 (6); 630 (в);

400 (?) кВ-А

Рис. ПЮб

1

g

~~~~——~_~______L-^

'。 初 8。1201602002屮280 M

Рис. ПЮв, г

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

L бартер н・ м・ 3alцнта и АВР зл^ктропвш'ателей собственных аузкд* 丨 2,еязд・丨 м:,знергня” 1980・ I33 с・

2・ Ееляев А・ в: Еабаа м・ А・ Учет переходных сопротивление прн выборе заЕНТ н аппаратуры в сетях 0.4 кв^'з-лектрниескке стан— с-ss* и 5^^« и?'•-~ с, 50—55,

3・ Еелнсв А・ в・ Недостатки схем автоматик51кзащити комплектных трансформаторных подстанияй//ПРОМНЕЛенная ^K^^SHSWW- I 1979・丨 М 2・ — с. 35—38

4・ бемяев А, в*парков 6・ А・ Схеми nonKJnoqeHHH S автоматика авармйнЕх S /шзелтгенераторов для пнтання особих групп Потреби， ЧФЙ»^Д^О2ЕЕЬ^ЕЯИ» знергетнка, II98L — 石 6・丨 с. 21125, 5* Голубев 3* &• Расчет токов короткого замнканпя в злектр? сетях 0》4135 кв・Iуеязд・Iм:*Знерг 0H ” 1980・ —86 о- 6・ Голубев м・ л・ paseT уставок венечной заЕ0Tbi н предохра— нятелей в сетях 0.4135 кв・！м・：① нерзну 1969,1134 О' 7・ Гессен в・ ю・ Аварийнее ремснмн S защита от нях в сельск? хозяйственных злектросетях。丨к-; /!•: сельхоззз~ 一961・丨496 с・ 8・ Мнструкипя ао проектнрованнз силового н осветительного злектрооборупованяя промышленных предприятий СН 357——77・ гос， он^о» СССР二 977・|35 с・

9・ Кузнецов р・ с" Аппараты распределения электрнсеской знер, 3S на Н8пря%енне до 1000 в, IМ•: знерпин” 1970*! 543 с 10, кукуевкцкий л・ м・・ Смирнова т" в・：cspaBoqH0K реле защн, ты 0 автоматншь 丨М•: знергня》1972, — 344 о-

1L Морозов н, р・ Выбор уставок максимальной токовой загцн, тЕна автоматзескнх выключателях сер§《злектрон^'/злектрмнес* кне стаи, 1198L 丨 2*I с・ 53—57・

12・ s^»aws£ м・ р・ заземление- заЕнтнне меры ①лектробезопас，

носнн IМ•:⑴нершн二 97L 丨 311 с.

13・ Правила устройства электроустановок。— 6—е нзп・丨 м・：①нер， гоатомнздат”1986,1648 介

14・ Спеваков п・ н・ Проверка на автомазнеское отклюсенне Л0・ ss№ в сетях до 1000 в・丨 к-: Знергня 二 971・丨 88 с・

15・ Справочник Яо релейной заЕнте'поп ред・ м・ >• Берковнаа・ 1 м・;=•: FOC3sepFOs3,aaT・ 1963.—512 с・

16, Справочник Яо проектированию Злектросна9кення/поа ред・ в・ и・ круповнна” s・ г・ Варь16HH 9 м・ /!♦ самовера・——з，еязд・丨 М•: ^ж^^зм- 5S- — 456р

17・ TaTapsHueB А・ Г\ О выборе уставок 8aLц®ты от оёо^^адяй

коротких замыканий в сетях 0,4 кВ//Электрические. станции. >— 1984.—№ 9. —С. 58—59.

Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы.— М.: Энергия, 1970. — 519 с.

Шабад М. А. Защита генераторов малой и средней мощности.—М.: Энергия, 1973. — 93 с.

Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. — 3-е изд.——Л.： Энергоатомиздат, 1985. — 296 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ... ....••>•■3

Схемы се?ей 0,4 кВ и их особенности .5

Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ ..10

Требования к выбоу аппаратуры, защит и кабелей. .44

Выбор сечений и длин кабелей46

Выбор автоматических выключателей 50

Выбор уставок автоматических выключателей электродвигателей .90

Bbi6op уставок автоматических выключателей питания сборок и щитовл ...99

Особенности расчета и выполнения защиты на вводных выключателях КТП . 106

Выносная релейная защита электродвм гател ей, щитов и сборок 115

Выбор плавкихпредохранителей123

Выбор уставокзащитыаварийных генераторов 0,4 кВ .131

Приложение 139

Список литературы ,,171

Производственное издание

БЕЛЯЕВ АНАТОЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЫБОР АППАРАТУРЫ, ЗАЩИТ И КАБЕЛЕЙ В СЕТЯХ 0г4 кВ

Редактор С. /7. Левкович

Художественный редактор Т. Ю. Теплицкая

Технический редактор Д. Г. Рябкина

Корректор Н. Б. Чухутина

ИБ № 1785/

Сдано в набор 09.03.88. Подписано в печать 23.06.88.М-26383. 中°卩怨^

84Х1087з2- Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная. Высокая печать. Усл. печ. л. 9,24. Усл. кр.-отт. 9,45. Уч.-изд. л. 9,48. Тираж 60 000 э • Заказ № 42. Цена 45 к.

Энергоатомиздат. Ленинградское отделение. 191065 Ленинград, Марсово поле, L

Владимирская типография Союзполиграфпрома при Госкомиздате " 600000. г, Владимир, Октябрьский проспект, д. 7

Уважаемые читатели!

Предлагаем Вашему вниманию следующие книги:

Барг И. Г., Эдельман В. И. Воздушные линии электропередачи: Вопросы эксплуатации и надежности. 1985 г. 75 к.

Влияние электроустановок высокого напряжения на окружающую среду: Переводы докл. Междунар, конф, по большим электрическим системам (СИГРЭ — 82) Под ред. Ю. П. Шкарина. 1984 г. (Энергетика за рубежом) 1 р. 10 к.

Данилов О. Л., Леончик Б. И. Экономия при тепловой сушке. 1987 г. (Экономия топлива и электроэнергии). 40 к.

Денисов В. И. Технико-экономические расчеты в энергетике: Методы экономического сравнения вариантов. 1985 г. 85 к.

Кузнецов П, И., Пчелинцев Л. А. Последовательное обучение систем диагностики. 1987 г. 35 к.

Михайлов В. В. Магнитодиэлектрики в устройствах автоматики и релейной защиты. 1986 г. 35 к.

Неверовский Л. В., Мезенцева Е. Б. Новые методы планирования: Из опыта ЛПЭО «Электросила» им. С. М. Кирова.—2-е изд. перераб. и доп. 1986 г. (Предприятие — самостоятельность и ответственность). 35 к.

Неклепаев Б. Н. Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. 1986 г. 1 р. 50 к.

Рощин В. В. Электрическое освещение лечебно-профилактических учреждений. 1984 г. (Б-ка светотехники; Вьш. 12). 25 к.

Шапиро И. М. Принципы унификации элементов электрической сети 110—330 кВ. 1984 г. 55 к.

Заказы на эти книги следует направлять по адресу:196066 Ленинград, Московский пр., 189, книжный магазин«Энергия», отдел «Книга ——почтой».

ЛЕНИНГРАДСКИЙ КНИЖНЫЙ МАГАЗИН«ЭНЕРГИЯ» — ОПОРНЫЙ ПУНКТЭНЕР ГОАТОМИЗДАТА

Это значит, что здесь самый широкий ассортимент научной, учебной, производственной и справочной литературы по всем разделам энергетики:

теплотехнике и теплоэнергетике, гидротехнике и гидроэнергетике, электроэнергетике и промышленной энергетике, электротехнике и промышленной электронике, автоматике и информационно-измерительной технике,х

ядер ной энергетике, технологии и физике.

Магазин принимает заказы на книги, намеченные к выпуску и имеющиеся в наличии.

Специалисты энергетического профиля!

Указав адрес организации или свой домашний адрес, Вы будете систематически получать все рекламные материалы по интересующей Вас тематике и бланки заказа книг Энергоатомиздата.

Адрес магазина «Энергия»»: 196066 Ленинград, Москов- ский пр., 189.

Пользуйтесь услугами магазина — опорного пункта

ЭНЕРГОАТОМИЗДАТА!