Ivalt.ru

И-Вольт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Уставки защиты автоматического выключателя

Выбор автоматического выключателя 0,4кВ: расчет защиты, уставок для сетей и двигателей

Понятие время-токового параметра

Электрический ток имеет основную отличительную черту — он может проходить только по замкнутой цепи. Если контур открыть, то работа тока сразу останавливается. Эта особенность нашла применение в функционировании наибольших токовых защит, основанных на работе предохранителей и автоматов.


График ВТХ

Они выбираются так, чтобы могли долгое время сохранять номинальное значение проходящего сквозь них тока. Таким образом создается надёжность электроснабжения потребителей. Также автоматы и предохранители оснащены защитными функциями, в случае образования чрезвычайных ситуаций в контролируемой цепи они разрывают протекающий через них опасный ток.

На это влияют два фактора:

  • величина проходящего тока нагрузки;
  • время его действия.


Пределы токов
К сведению! Плавкая вставка предохранителя перегорает от теплового воздействия, созданного проходящим по ней током.

Предохранители также учитывают температурный режим цепи и размыкают контуры за счет действия теплового расцепителя. В то же время в его составе имеется еще одно устройство — электромагнитный расцепитель, который реагирует на превышение электромагнитной энергии, возникающей даже в импульсном режиме.

Время-токовая характеристика (ВТХ) выражается в виде графиков в декартовых координатах. По оси ординат располагают время, отсчитываемое в секундах, а абсцисс — отношение протекающего тока аварийного режима I к номинальной величине Iн коммутационного аппарата.

Время-токовая характеристика типа D

График время-токовой характеристики типа D:


1.Если через з предохранительный автомат будет протекать ток в 10 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии максимальное время срабатывания :

  • для выключателей менее 32 А – 3 сек.;
  • для выключателей более 32 А – 7 сек..


2.Если через защитный коммутатор будет протекать электроток в 20 In, то наибольшее время срабатывания в горячем состоянии – 0,009 секунды, а в холодном – 0,02 секунды.


Коммутаторы вида D используются для защиты двигателей с тяжелым и частым пуском.

Значение автоматических выключателей

Автомат, защищающий сеть, выполняет 2 задачи:

  • вовремя определить слишком большой ток;
  • разорвать цепь до того, как возникнет повреждение.


Характеристики автоматов и срабатывания электромагнитного расцепителя
Главная задача автоматического выключателя — отреагировать на появление чрезмерного тока и обесточить сеть. Опасно влияют на сеть 2 вида токов:

  • ток перегрузки, возникающий из-за включения большого количества приборов в сеть;
  • сверхтоки из-за короткого замыкания.

Вам это будет интересно Установка датчика движения

Современные электромагнитные устройства легко и безошибочно определяют ток короткого замыкания и выключают нагрузку. С током перегрузки проблем больше. Они мало чем отличаются от номинального значения и в течение некоторого промежутка времени протекают без последствий. Проблема заключается в наличии предельного значения тока нагрузки, который и вредит сети.

Обратите внимание! В автоматических выключателях 3 вида расцепителей — механический для ручного выключения, электромагнитный для реагирования на токи короткого замыкания и тепловой для защиты от перегрузок.


Устройство автоматов

Назначение

Таким образом, технические свойства, которыми обладают автоматические выключатели (краткое обозначение ВА), позволяют использовать их в следующих целях:

  • коммутирование электрических цепей;
  • защита электроустановок путём их автоматического отключения при возникновении аварийного значения тока.

ВА используются в электрических сетях и электроустановках всех уровней напряжения, однако, общепринятый термин «автоматические выключатели» подразумевает низковольтные аппараты, работающие в условиях до 1000 вольт.

Часто встречаемые производители: ABB, IEK, Schneider-Electric, Legrand.

Те автоматы, что функционируют в сетях более высокого напряжения, называть «автоматическими» не принято что, конечно же, не вполне логично. Уровень автоматизации работы оборудования высокого напряжения обычно выше, чем низковольтного. Но главное не путаться в терминологии, чтобы понимать, о чём идёт речь.

Габариты на примере ABB (мм) в зависимости от числа полюсов. Размеры могут отличаться от других производителей, например, высота бывает 80, 88, 90, 104 мм.

Параметры время-токового срабатывания автоматов (A, B, C и D)

Параметры автоматических выключателей

К основным параметрам автоматических выключателей относятся:

  • номинальное напряжение автоматического выключателя;
  • номинальный ток максимального расцепителя;
  • уставка по току срабатывания максимального расцепителя;
  • уставка по времени срабатывания максимального расцепителя (только для селективных автоматов).


Автоматы разных моделей
Номинальным АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные расцепители (реле максимального напряжения). Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ.

Уставкой по току срабатывания максимального расцепителя считается такой, при котором максимальный расцепитель отключит автомат. Уставка по току срабатывания АВ обычно приводится в относительных единицах.

К сведению! Уставка по времени срабатывания максимального расцепителя — это время между моментом обнаружения короткого замыкания и моментом отключения автоматического выключателя.


Принцип работы автоматов

Выключатели с выдержкой времени

Автоматические выключатели, оснащённые механизмом установки времени срабатывания вне зависимости от значения тока, называются селективными. Соответственно аппараты, не обладающие этим качеством относятся к неселективным. Рассмотрим, что такое селективность и зачем она нужна.

Селективность — это

одно из основных качеств, которым должна обладать защита. Селективность заключается в необходимом и достаточном объёме защитных отключений повреждённого участка сети. Это означает, что в случае повреждения оборудования (например, короткого замыкания), защита должна отработать так, чтобы отключенным оказался только повреждённый сегмент схемы. Всё остальное оборудование должно при этом по возможности оставаться в работе. Какое отношение к этому имеет выдержка времени выключателя, покажем на примере.

Предположим, на вводе питания секции 0,4 кВ установлен выключатель «1». От этой секции питаются несколько отходящих линий через линейные выключатели. Пусть на одной из отходящих линий установлен выключатель «2».

Теперь предположим, что в самом начале этой линии произошло короткое замыкание. Какой выключатель должен быть отключен защитами, чтобы выделить только повреждённый участок? Конечно же, «2». Но ведь ток короткого замыкания в этой ситуации протекает через два выключателя – «1» и «2» (короткое замыкание подпитывается от источника через выключатель ввода «1»). Каким же образом обеспечить отключение только выключателя «2», ведь значение тока, протекающего через эти выключатели практически одинаково. Вот здесь и приходит на помощь возможность установления искусственной задержки времени отключения на автомате ввода «1». При этом защита просто не успевает сработать, так как линейный выключатель «2» отключит ток короткого замыкания без выдержки времени.

Как работают автоматические выключатели

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по простому принципу.

Нормальный режим

Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизм взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов. После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму. Через этот зажим по контактам проходит ток, причем сначала по неподвижным, а затем и по подвижным.

Вам это будет интересно Классы автоматических выключателей

Короткое замыкание

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального показателя, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом.


Последствия КЗ

Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.

Перегрузка

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда энергия, протекающая через биметаллическую пластину, становится равной или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается.

Обратите внимание! Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Как правильно выбирать автоматические выключатели

При выборе устройств стоит обратить на внимание на три критерия.

Количество

Чтобы разобраться с количеством выключателей, нужно знать число силовых цепей в квартире.


Номиналы автоматов

Силовая цепь — это провод, идущий от электрощитка в квартиру вместе с подключенными к нему приборами-потребителями электроэнергии. Как правило, в квартирах в одну цепь объединены осветительные приборы, в другую — розетки.

Обратите внимание! Каждый из бытовых приборов, например, посудомойка, водонагреватель, кондиционер, получает электричество по отдельному проводу, а значит включен в свою электрическую цепь.

Читать еще:  Как подключить умный выключатель без нулевого провода

Полюсность и рабочее напряжение

Электрическое подключение в доме может быть однофазным или трехфазным. С точки зрения выбора автомата эти подключения отличаются количеством жил в проводе, которые выключатель должен обесточить, когда будет срабатывать. На каждую жилу нужна своя секция выключателя. Полюсность — это фактически количество секций в автомате, их может быть от одной до четырех.


Щиток с предохранителем

Безопасный для проводки номинальный показатель

Номинальный ток — это самая важная характеристика автоматов.

Она говорит о том, какую энергию автомат пропускает через себя в течение длительного времени и не размыкает цепь. От правильного выбора номинального тока зависит, сможет ли автомат защитить проводку.

К сведению! Распространенные классы номинального показателя бытовых автоматов: 6, 10, 16, 25, 32, 50 А.

Изменение характеристик расцепления автоматов

Как упоминалось в начале статьи, все характеристики предохранительных автоматов приводятся при температуре окружающей среды в 30 градусов по Цельсию. Для того, чтобы узнать время срабатывания механических коммутаторов при других температурах, следует учитывать такие поправочные коэффициенты:

1.Kt – температурный коэффициент окружающего воздуха. На графике ниже можно проанализировать его значения. Чем выше температура воздуха, тем ниже значение данного коэффициента, а значит и снижается номинальный ток выключателя, то есть его нагрузочная способности. Или, иначе, чем холодней, тем меньше нагрузочная способность. По этойпричине в жарких помещениях возможно срабатывания автоматов даже без роста нагрузки.


2.Kn– коэффициент учета количества установленных автоматов в ряд. Когда в одном ряду уставлено несколько защитных автоматов, то они передают часть своего тепла остальным выключателям. На графике ниже представлена зависимость конвекции тепла от количества автоматов. Чем больше устройств в ряду, тем меньше их нагрузочная способность.


Для того, чтобы рассчитать электроток, в соответствии с температурой окружающей среды, нужно номинальный ток механического коммутатора умножить на приведенные выше коэффициенты.

Теперь рассмотри пример использования коэффициентов на практике. Допустим, распределительный щиток установлен на улице и к нему подключено 4 автомата:

  • вводной автомат типа ВА 47-29 С40 – 1 штука;
  • групповой автомат типа ВА 47-20 С16 – 3 штуки.

Температура окружающей среды – минус 10 градусов по Цельсию.


Находим поправочные коэффициенты для автомата ВА 47-29 С16:

Курс «Защита сетей 0,4 кВ автоматическими выключателями»

Практическое пособие по выбору уставок современных выключателей 0,4 кВ

О чем этот курс?

Курс о том, как выбрать автоматические выключатели 0,4 кВ и рассчитать их уставки на любом уровне распределения — от конечного потребителя до ввода ГРЩ.

Включены все этапы расчета, начиная с определения параметров схемы замещения и заканчивая составлением карты селективности.

Для кого этот курс?

Я разрабатывал этот курс специально для начинающих проектировщиков, которые хотят узнать с чего начинать изучение данной темы и получить подробное структурированное пособие. Использование информации из Курса, однако, не избавляет слушателя от необходимости изучать другие источники, в том числе действующую нормативно-техническую документацию (НТД)!

Какие навыки вы получите после изучения?

Вы научитесь выбирать уставки современных выключателей 0,4 кВ и подкреплять свои расчеты ссылками на действующую НТД, которая подробно рассматривается в теоретической части.

Также вы сможете выделять конкретные автоматические выключатели из общей массы и быстро понимать с чем имеете дело. Обычно для этого достаточно прочитать номер стандарта, по которому сделан автомат и знать основные параметры этой группы устройств.

Особенности курса

В курсе рассматриваются только современные автоматические выключатели 0,4 кВ, которые чаще всего используются в проектах. Все уставки и обозначения приведены в терминах документов ГОСТ/МЭК и производителей. Вы научитесь рассчитывать именно те уставки, которые потом увидите в каталогах.

В конце курса есть подробный пример на базе автоматов одной из самых известных компаний на рынке России, без адаптированных условий расчета. На практике часто приходится «закатать рукава», чтобы вытащить сложный проект. А практика — это основа данного курса

Зачем вам этот курс?

Сети до 1000 В — самые распространенные в энергосистеме. Они есть и в большой энергетике, и в промышленности, и в коммерческом секторе. Автоматические выключатели, в свою очередь — самые распространенные устройства защиты в этих сетях. Вы хотите получить практические навыки в защите сетей 0,4 кВ, которые могут приносить хорошие деньги их обладателю? Если да, то этот курс — именно то, что вам нужно

Что Вы получите после оплаты?

Электронный архив Курса (3 Гб) с ключом активации. В Курсе 36 теоретических видеоуроков и подробный примера расчета. Также вы получите дополнительные материалы для удобного изучения и ссылки на все используемые в Курсе нормы и каталоги.

Кто автор?

Давайте знакомиться. Меня зовут Дмитрий Василевский и я автор сайта «Проект РЗА» и группы ВК «Релейная защита. Схемы и расчеты». Если вы не знакомы с этими ресурсами, то предлагаю заглянуть и посмотреть, чем мы там с коллегами занимаемся. Почитайте статьи, посмотрите видео, поработайте с нашими расчетными сервисами и интерактивными моделями сети. Заодно поймете устраивает ли вас мой стиль изложения материала.

Моей основной специализацией последние 12 лет является релейная защита и автоматика сетей 0,4 — 110 кВ и расчеты я делаю регулярно. Если думаете, что на 0,4 кВ не бывает релейной защиты, то это не так. На ответственных распредустройствах 0,4 кВ устанавливают выносную релейную защиту, да и современные расцепители автоматов по функционалу не уступают микропроцессорным терминалам РЗА.

Свои первые расчеты я делал именно по сетям 0,4 кВ и признаться многого не понимал. Что за характеристики автоматов? Какие еще снижающие коэффициенты? Как понять, что автоматы селективны и построить карту селективности?

Меня никогда не устраивал подход «делаю так потому, что все так делают». Я всегда стараюсь докопаться до сути и иногда это создавало проблемы потому, что у меня уходило на выполнение работы больше времени. Да и с более опытными коллегами бывали трения: «Как? Ты ставишь под сомнение то, что мы тебе говорим. Ну, тогда сиди и разбирайся во всем сам!») Но зато если я с чем-то разбирался, то это оставалось со мной навсегда. С учетом современного ритма работы большинства компаний это и преимущество, и недостаток одновременно. Но это мой подход к самообразованию и я его буду придерживаться и дальше.

При подготовке данного курса я также постарался дать вам максимально полную картину. Мы будем постепенно двигаться от составления схемы замещения до построения карты селективности, подробно останавливаясь на сложных местах. Какие-то вещи будут повторяться в нескольких видео для закрепления материала. Для меня главное не выдать как можно больше информации, а предоставить вам четкий план расчета с подробными пояснениями «почему нужно делать именно так?» Это мой основной принцип.

Еще один мой принцип — говорить правду. Поэтому почитайте о том, что есть в данном Курсе, и чего вы здесь не найдете (следующий раздел). Также обязательно прочтите Предупреждение об использовании информации из Курса на практике. Можно поделиться знаниями, но не ответственностью!

Что есть в Курсе?

Чего в Курсе нет?

Пошаговый алгоритм расчета параметров автоматических выключателей

Здесь 36 уроков общей продолжительностью около 9 часов. Теперь вы понимаете почему я не стал включать дополнительные темы в этот Курс?)

Информации много, но она разбита на понятные смысловые этапы и максимально адаптирована для начинающих специалистов

Анализ современных нормативно-технических документов по сетям до 1000 В (ПУЭ, ГОСТ / МЭК)

Разбираем требования ПУЭ, ГОСТ 28249-93, ГОСТ Р 50571 и других действующих документов. В Курсе есть ссылки на конкретные пункты и абзацы из НТД, чтобы вы лучше ориентировались в современных правилах. Рассмотрим требования к п роверке оборудования и проводников по условиям защиты от аварийных токов

Анализ типов современных автоматических выключателей и их защитных характеристик

Посвятим этому целый раздел. Разберемся, какие автоматы относятся к бытовым, а какие к промышленным. Поговорим о термомагнитных и электронных расцепителях. Рассмотрим специализированные автоматы защиты двигателей и особенности их защитных характеристик.

Читать еще:  Проверка одновременности включения контактов масляного выключателя

Подробный пример расчета на базе оборудования известного производителя автоматов 0,4 кВ

Рассчитаем уставки для участка схемы ГРЩ — РЩ — Нагрузка (всего 10 автоматов от 10 до 1600 А). Проверим термическую стойкость кабелей согласно ГОСТ Р 50571.4.43—2012. Построим и проанализируем карту селективности автоматов. Работаем с реальными каталогами производителей

Инструменты для проектирования ( при приобретении Комплекта проектировщика )

Редактируемый расчетный файл Excel с примером из Базового курса

Пояснительная записка в формате Word с примером из Базового курса

Рекомендации по организации процесса проектирования и работе с заказчиком

Комплект проектировщика является дополнением к Базовому курсу и приобретается отдельно! (см. ниже)

Подробного рассмотрения выбора первичной схемы электроснабжения, расчета нагрузок и начального выбора кабелей 0,4 кВ

Считаем, что схему с предварительно выбранными кабелями и оборудованием нам предоставляют, как исходные данные. Наша задача — проверить возможность применения того или иного оборудования и проводников с учетом действия аварийных токов и выбрать уставки автоматических выключателей;

Защиты частотных приводов, УКРМ и других дополнительных элементов

Рассматриваем только основные элементы сетей 0,4 кВ — автоматы, кабели, распределительные щиты, двигатели, трансформаторы 6(10)/0,4 кВ, бытовую и обобщенную нагрузку;

Методики выбора УЗО и дифференциальных автоматов 0,4 кВ

АВДТ — это отдельная большая тема для обсуждения. В данном Курсе ее нет

Выбора и настройки специальных защит 0,4 кВ ( защит по частоте, напряжению, направлению мощности, логической защиты шин и т.д. )

Рассматриваем т олько базовые защиты от всех видов КЗ и перегрузки, зато максимально подробно. Ранее все эти защиты можно было встретить только в выносной РЗА, но сегодня электронные расцепители автоматов способны осуществлять и такие функции. Возможно вернемся к ним в других курсах

Защиты сетей 0,4 кВ предохранителями и выносной релейной защитой

Ну, это должно быть понятно из названия Курса)

Ответов на все вопросы по сетям 0,4 кВ

Содержание базового Курса «ЗАЩИТА СЕТЕЙ 0,4 КВ АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ»

ВВЕДЕНИЕ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2. РАСЧЕТ АВАРИЙНЫХ ТОКОВ
2.1 Расчет токов КЗ
2.2 Схема замещения и расчет ее параметров
2.3 Расчет максимальных токов КЗ
2.4 Расчет минимальных токов КЗ
3. РАСЧЕТ ТОКОВ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА
3.1 Расчет максимальных рабочих токов
3.2 Расчет пусковых токов
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
4.1 Типы современных автоматических выключателей
4.2 Бытовые автоматические выключатели
4.3 Промышленные автоматические выключатели
4.3.1 Выключатели с термомагнитными расцепителями
4.3.2 Выключатели с электронными расцепителями
4.3.3 Выключатели защиты двигателей
4.4 Рекомендации по применению защитных функций
5. РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ
5.1 Основные положения расчета защиты от перегрузки
5.2 Определение длительно допустимого тока элемента
5.3 Определение перегрузочной способности элемента
5.4 Методика защиты кабелей согласно ПУЭ
5.5 Методика защиты кабелей согласно ГОСТ Р 50571
5.6 Рекомендации по защите кабелей от перегрузок малой кратности
5.7 Влияние температуры выключателя на защиту от перегрузки
5.8 Защита двигателей
5.9 Защита силовых трансформаторов
6. РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
6.1 Основные положения расчета защиты от КЗ
6.2 Определение коэффициентов надежности и надежности согласования
6.3 Определение минимальных коэффициентов чувствительности
6.4 Защита конечных потребителей
6.5 Защита питающих линий к РЩ
6.6 Защита распределительных щитов
6.7 Способы повышения чувствительности защиты от КЗ
6.8 Выбор уставок специальной защиты НП от однофазных КЗ
6.9 Проверка кабелей на термическую стойкость
7. СЕЛЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
7.1 Виды селективности автоматических выключателей
7.2 Влияние рабочих токов на селективность автоматов
7.3 Работа с таблицами селективности
7.4 Построение карты селективности

ПРИМЕР РАСЧЕТА
1. Исходные данные
2. Расчет аварийных токов
3. Расчет рабочих токов
4. Выбор уставок защиты конечных потребителей
4.1 Защита бытовой нагрузки модульными автоматами
4.2 Защита асинхронных двигателей выключателями с термомагнитными расцепителями
4.3 Защита асинхронных двигателей выключателями с электронными расцепителями
5. Выбор уставок защиты питающих линий к РЩ
5.1 Защита линии выключателями с термомагнитными расцепителями
5.2 Защита линии выключателями с электронными расцепителями
6. Выбор уставок защиты ГРЩ
6.1 Защита вводов и СВ ГРЩ выключателями с электронными расцепителями
7. Проверка селективности автоматов и построение карты селективности

Проверка автоматических выключателей

Назначение автоматического выключателя – пресекать аварийные режимы работы сети. Это – короткие замыкания и перегрузки. Но как узнать – работает ли эта защита и поможет ли она в нужный момент?

Для этого характеристики расцепителей автоматов проверяются. Это выполняется:

  • при вводе в эксплуатацию нового оборудования;
  • в процессе эксплуатации по истечении определенного срока;
  • при подозрении на отказ выключателя;
  • после аварийных ситуаций, связанных с прохождением через выключатель больших токов (совмещается с ревизией контактов);
  • для точной настройки характеристик расцепителей.
  1. Виды автоматических выключателей
  2. Устройства для проверки выключателей
  3. Методика проверки автоматических выключателей
  4. Проверка полупроводниковых расцепителей

Виды автоматических выключателей

Самая узнаваемая для пользователей – бытовая серия модульных автоматических выключателей. Они устанавливаются на DIN-рейку и не имеют регулировок характеристик срабатывания. Все уставки расцепителей у модульной серии автоматических выключателей и дифференциальных автоматов отсчитываются от их номинального тока.

Модульный автоматический выключатель

Ток отсечки зависит от буквенного обозначения, стоящего перед значением номинального тока.

Буквенное обозначениеКратность тока отсечки
В2-5 от Iном
С5-10 от Iном
D10-20 от Iном

Это означает, что реальное значение тока, при котором сработает автомат, лежит в некотором диапазоне. Завод-изготовитель гарантирует, что это будет так.

Тепловые расцепители автоматов модульной серии начинают работу при превышении номинального тока. Время, по истечении которого произойдет отключение, зависит от кратности проходящего через автомат тока перегрузки к номинальному. У автоматических выключателей разных производителей время отключения отличается. Определить его можно по характеристикам, которые определяются по справочным данным на данную серию автоматов. Но и эта величина имеет разброс, поэтому характеристика отключения представляет собой не одну кривую линию, а их семейство, обозначаемое заштрихованной зоной. При определенном токе через автомат ожидаемое время срабатывания лежит в диапазоне, определяемое на границах этой зоны.

Время-токовые характеристики модульных выключателей

До сих пор в распределительных щитках встречаются автоматы, имеющие в своем составе либо только тепловую, либо максимальную защиту. Проверка этих устройств наиболее актуальна, так как их электромеханическая часть отслужила много лет, часть деталей заржавела и недееспособна.

Устаревшие модели выключателей

Следующий вид автоматических выключателей имеет нерегулируемую отсечку и регулируемую тепловую защиту. Для этого на его передней панели есть регулятор, с помощью которого номинальный ток теплового расцепителя изменяется в пределах 0,5 – 1,0 от номинального тока автомата. Такие автоматы применяются для защиты электродвигателей и точной настройки на ток защищаемой кабельной линии, обеспечения селективности защит от перегрузки. Регулятором выставляется ток, при котором начинается работа тепловой защиты. Положение регулятора отражается и на семействе характеристик выключателя.

Автомат с регулируемой тепловой защитой

Еще сложнее конструкция выключателя, имеющего кроме регулируемого теплового расцепителя еще и регулируемый электромагнитный. Есть модели, в которых регулировка осуществляется механически: изменением усилия пружины, противодействующей усилию, создаваемому катушкой отключения. Такие устройства встречаются у выключателей старого образца.

У современных автоматов регулировки выполняются при помощи встроенного блока защиты. Это комплекс, включающий в себя датчики тока, установленные на всех трех фазах выключателя, и полупроводниковое устройство, обрабатывающее полученные сигналы.

Состав защит, устанавливаемых в максимальной комплектации в такие автоматы:

  • максимально токовая отсечка с регулируемой независимой от тока выдержкой времени;
  • защита от перегрузки с регулируемым стартовым током и характеристикой срабатывания по времени;
  • защита от токов однофазного замыкания, с регулируемой уставкой и выдержкой по времени.

Устройства для проверки выключателей

Комплексы, используемые для проверки выключателей, специально разрабатываются для этой цели. Исключением являются устройства серии РЕТОМ, которые изначально предназначены для проверки релейной защиты, но могут использоваться и для подачи токов на контактную систему выключателя с контролем момента отключения.

Наиболее подходит для этой цели РЕТОМ-21. Проверка срабатывания теплового расцепителя выполняется подачей непрерывного тока одновременно с запуском секундомера прибора, настроенного на фиксацию исчезновения тока при отключении. Электромагнитные расцепители проверяются токами, подающимися импульсами длительности, устанавливаемой пользователем. При плавном подъеме тока неизбежно срабатывание защиты автомата от перегрузки.

Читать еще:  Ремонт вакуумных выключателей напряжения

РЕТОМ-21

Важное достоинство РЕТОМа – ток, подающийся для проверки – синусоидальный. Большинство других устройств, специально разработанных для проверки автоматов, выдает импульсный ток, формируемый тиристорными регуляторами. Но их габариты меньше, а управление – проще.

Устройство для проверки автоматов РТ-2048

Таких устройств много. Ток для проверки отсечки они тоже подают увеличивающимися по амплитуде импульсами регулируемой длительности, а для проверки тепловой защиты выставляется требуемый ток и запускается секундомер.

Методика проверки автоматических выключателей

Перед проверкой модульного выключателя определяют его номинальный ток и кратность срабатывания. Затем по характеристике находят диапазон времени, в который укладывается тепловая защита при трехкратном номинальном токе. Таким током ее и проверяют.

Автомат подключается к испытательному устройству. Сначала проверяют отсечку. Автомат включают и через него кратковременно пропускают ток, увеличивая его величину ступенями. Большинство приборов выполняют подъем тока и выдержку времени между ступенями автоматически.

Паузы при подъеме нужны для того, чтобы исключить преждевременное срабатывание тепловой защиты. После срабатывания фиксируют ток отсечки, и автомат сразу же включают снова. Если он не включится, то сработала не отсечка, а тепловая защита. Это правило не относится к автоматам с полупроводниковыми расцепителями.

Затем автомату дают немного остыть и проверяют тепловой расцепитель. Ступенями поднимают ток до трехкратного номинального. Паузы делают для того, чтобы биметаллическая пластина расцепителя раньше времени не начала изгибаться. В этом случае результаты проверки исказятся.

Одновременно с запуском секундомера подают ток. Фиксируют время, за которое сработала защита, сравнивают его с диапазоном, определенным по характеристике.

При выходе измеренных параметров из допустимого диапазона автомат бракуют. Если срабатывания тепловой защиты не происходит за максимальное время, определенное по характеристике, испытание прекращают. Иначе от нагрева расплавится корпус автомата.

У трехполюсных выключателей проверяются все три фазы, характеристики срабатывания их примерно одинаковы, но не идентичны – элементы защиты у них разные и каждый имеет разброс параметров.

Проверка полупроводниковых расцепителей

Принцип проверки тот же, отличие лишь в том, что первоначально нужно выставить на расцепителе требуемые уставки. Поскольку такие автоматы используются для защиты производственных механизмов, питающих фидеров на трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах, то эти данные берут из проекта.

Устройства для проверки имеют ограничения по максимально выдаваемому току. Поэтому мощные автоматические выключатели напрямую проверить удается не всегда. Ток отсечки в 10 000 А выдать не просто. Поэтому работники электролабораторий идут на хитрость. Уставка по току занижается до величины, которую способно выдать используемое проверочное устройство. После проверки она возвращается в исходное положение.

То же самое делается и с уставкой по току перегрузки. Если ее можно совсем вывести, то при проверке отсечки эта возможность обязательно используется. Ложного срабатывания защиты от перегрузки не произойдет.

Но ждать при проверке мощных автоматов придется все равно. Токи настолько велики, что нагревается проверочное оборудование и соединительные провода. Чтобы не вывести приборы из строя и не расплавить изоляцию, в работе регулярно делаются паузы.

Расчет зоны действия ТО, принцип действия

Токовая отсечка – это разновидность максимальной токовой защиты с ограниченной зоной действия, предназначенная для быстрого отключения короткого замыкания. Отсечки бывают мгновенные и с малой выдержкой времени до 0,6 секунд. Отличие отсечки от мтз в отсутствии у токовой отсечки реле времени.

Селективность действия токовой отсечки достигается ограничением ее зоны действия. Эта защита отстраивается от тока КЗ в конце защищаемой линии или места, до которого она должна действовать. Ниже рассмотрим принцип действия различных токовых отсечек и их расчет.

Мгновенная токовая отсечка на линии с односторонним питанием

Зона действия токовой отсечки определяется графически. На рисунке наша защищаемая линия между точками АВ. Сначала строится кривая зависимость значения тока короткого замыкания от расстояния до точки КЗ. Точка КЗ в нашем примере – это конец линии, точка А.

Затем строится прямая параллельная оси расстояния равная току срабатывания отсечки. Область пересечения прямой и кривой представляет собой зону действия защиты. В нашем примере зона действия защиты – это отрезок ВБ.

Также зону действия токовой отсечки можно определить по выражению:

  • xЛ – сопротивление линии, для которой выбираем защиту
  • EC – эквивалентная ЭДС генераторов системы
  • xC – сопротивление системы

Ток срабатывания защиты определяется по выражению ниже:

  • kН – коэффициент надежности
  • IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания в конце линии

Коэффициент надежности учитывает погрешности при расчете тока кз и погрешность срабатывания реле.

Коэффициент чувствительности отсечки рассчитывается по выражению:

где в числителе максимальный ток КЗ в начале защищаемой линии, в примере это точка В, а в знаменателе ток срабатывания защиты.

Мгновенная токовая отсечка на линии с двусторонним питанием

Рассмотрим схему линии с двусторонним питанием. По обоим концам расположены генераторы. Вначале необходимо определить максимальные токи короткого замыкания в конце линии с обеих сторон. Тот из токов, величина которого будет больше, и будет принят за максимальный ток короткого замыкания.

На линиях с двусторонним питанием ставится два комплекта отсечек с обеих сторон линии. Зоны действия определяются аналогично, как и для линии с односторонним питанием.

На рисунке у нас одна отсечка защищает при кз в точке А, вторая при кз в точке В. Зона действия первой – ВБ, второй – АГ. Максимальный ток кз в нашем случае больше Ik(A). Его и принимаем за расчетный для обеих отсечек.

Ток срабатывания защиты выбирается по большему из двух выражений:

Второе выражение используют при расчетах на линиях с двусторонним питанием. При наличии двух источников питания (генераторов), между ними проходят токи качания.

Максимальный ток качания определяется как сумма ЭДС генераторов деленная на сопротивление цепи между двумя генераторами, включая сопротивления генераторов (сверхпереходные x”d).

Мгновенные токовые отсечки являются самыми простыми защитами. К их плюсам можно отнести быстродействие и простоту схемы. К недостаткам относится область действия, так как она не распространяется на всю линию. Кроме линий, токовые отсечки применяются на трансформаторах. Стоит упомянуть и токовые отсечки, с выдержкой времени. А если соединить отсечку с выдержкой времени, мгновенную и максимальную токовую защиту, то получится трехступенчатая защита, которая может заменить более сложные защиты.

Токовая отсечка трансформатора

Токовая отсечка трансформатора является самой простой защитой трансформатора, которая защищает его от однофазных и междуфазных коротких замыканий. Принцип действия аналогичен принципу действия токовой отсечки линии.

Отсечка не будет срабатывать при повреждениях, сопровождаемых малыми токами, например, витковые замыкания, замыкания на землю в обмотке. Устанавливается токовая отсечка на трансформаторах мощностью менее 6300кВА. Если на трансформаторе установлена дифференциальная защита, то токовая отсечка не требуется.

Перейдем к расчету параметров защиты. Начнем с тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от броска тока намагничивания и от максимального тока короткого замыкания за трансформатором. Бросок тока намагничивания, который появляется при пуске трансформатора, составляет 3-5 от номинального.

  • kН – коэффициент надежности, зависит от типа реле
  • IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания за трансформатором
  • IНАМ – ток намагничивания трансформатора, равный 3-5 от номинального тока трансформатора

Ток срабатывания реле (уставка) определяется по выражению ниже:

  • kСХ – коэффициент схемы
  • IС.З. – ток срабатывания защиты
  • nТТ – коэффициент трансформации ТТ

Коэффициент чувствительности токовой отсечки трансформатора

К преимуществам отсечки относится её быстродействие. Мгновенное отключение позволяет уменьшить возможные повреждения трансформатора и оборудования, запитанного от трансформатора.

К недостаткам можно отнести то, что зона действия отсечки ограничена. Поэтому отсечка вместе с газовой защитой трансформатора и максимальной токовой защитой составляют защиту трансформаторов малой мощности.

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector