Проверка чувствительности защит по условиям КЗ

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Ток КЗ рассчитывается для минимального режима работы энергосистемы и берется наиболее удаленная точка, т.е. точка 2 на рис.

Требование для проверки чувствительности:

Проверка по допустимому току защищаемой линии

Допустим, предохранитель защищает линию с током плавкой вставки , а допустимый ток линии .

Отличие между токами и не должно быть большое.

Сечение кабеля выбирается по тридцатиминутному максимуму нагрузки, а так как составляет секунды, то получасовой максимум мало отличается от длительного тока. При перегрузке двигателя протекает больший ток, чем длительный, но меньше чем плавкой вставки. Провод перегревается, а предохранитель не отключает. Поэтому трехкратный разрыв не допускается.

В ПУЭ записано, что невыполнение условия не может быть основанием для увеличения сечения линии, а следовательно .

Обеспечение селективности защиты

Чтобы обеспечить селективность защиты при КЗ первым должен перегореть предохранитель №1, а не №2.

Согласно этому рисунку видно, что предохранитель №2 выбирается на сумму токов отходящих линий, и, соответственно, плавкая вставка этого аппарата будет рассчитана на больший ток, чем предохранителя №1, т.е. селективность будет обеспечена. Но это одна сторона вопроса.

Как известно, у предохранителей есть разброс характеристик (рис.).

В отмеченной зоне на рис. этот разброс перекрывается и неизвестно какой предохранитель перегорит, т.е. селективность не обеспечится.

Магнитный пускатель

На рис. изображен участок электрической сети с магнитным пускателем и двигателем.

Магнитный пускатель предназначен для дистанционного управления электрооборудования и для защиты от минимального напряжения. Основным его конструктивным элементом является контактор. В нем есть два вида контактов: размыкающий и замыкающий.

Нереверсивная схема магнитного пускателя

На рис. изображена нереверсивная схема магнитного пускателя с катушкой 220 В.

Схема состоит из SB1 - контакт размыкающий, SB2 - контакт замыкающий, KM – катушка магнитного пускателя; KK – теплового реле и его контакты; кнопки управления (Стоп, Пуск); M – асинхронного двигателя.

Рассмотрим работу схемы: нажимаем кнопку «Пуск» своим нормально разомкнутым контактом подает напряжение на катушку КМ магнитного пускателя. Она срабатывает и своими нормально разомкнутыми, силовыми контактами подает напряжение на двигатель.

Для того чтобы не удерживать кнопку «Пуск», чтобы двигатель работал, нужно ее зашунтировать, нормально разомкнутым блок контактом КМ магнитного пускателя. При срабатывании пускателя блок контакт замыкается и можно отпустить кнопку «Пуск» ток побежит через блок контакт на катушку.

Отключаем двигатель, нажимаем кнопу «Стоп», нормально замкнутый контакт SB1 размыкается и прекращается подача напряжение к катушке КМ, сердечник пускателя под действием пружин возвращается в исходное положение, соответственно контакты возвращаются в нормальное состояние, отключая двигатель.

Тепловой элемент (реле) находится внутри пускателя или вне него. Это зависит от мощности самого двигателя.

При срабатывании теплового реле КК, размыкается нормально замкнутый контакт КК и становится на защелку (есть кнопка для ручного возврата) и происходит отключение двигателя. А для повторного пуска электрической машины сначала необходимо снять с защелки контакт КК.

Таким образом, контактор не защищает двигатель от коротких замыканий, только от перегрузки и минимального напряжения. Хоть камера и есть, но она не гасит дугу КЗ.

Защита автоматами

Автомат – это коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи в нормальном режиме работы сети, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи короткого замыкания.

Здесь есть механизм свободного расцепления и даже если «курок» автомата находится в положении включено, то все равно автомат может отключиться.

При включении автомата сжимается включающая и отключающая пружины. Создаются большие усилия. Отключающая пружина становится на защелку, а включающая пружина замыкает контакты. Для отключения цепи расцепитель высвобождает защелку (здесь усилия небольшие) и отключающая пружина высвобождается.

Существуют различные конструкции автоматов. Например, есть автоматы с передним и задним присоединением.

Также были изобретены токоограничивающие автоматы: последовательно с контактами включают сопротивление (в нормальном режиме зашунтировано), а в первый момент короткого замыкания электромагнитное дутье размыкает эти контакты и ток уменьшается почти вдвое.

Различают автоматы с ручным и электродвигательным приводом.

Преимущества автоматов:

1. Высокая точность, низкий разброс характеристик

2. Возможность регулировать уставку.

3. Трехполюсное отключение, т.е. соблюдается симметричный режим при отключении.

4. Быстрота восстановления питания.

5. Меньшие перенапряжения, чем у предохранителей.

6. Автомат с электродвигательным приводом позволяет использовать его в АВР.

7. Дистанционное управление.

Недостатки:

1. Дорогой.

2. Наличие подвижных частей (хотя уже существуют электронные автоматы, в которых отключение происходит с помощью тиристоров).

3. Дребезг контактов.

Когда проходит сквозной ток КЗ (его автомат не должен отключать), электромагнитные силы слегка размыкают контакты – происходит дребезг, а возникающая дуга может приварить контакты друг к другу.

Выбор автоматов

Выбор автоматов осуществляется по следующим параметрам:

1. По номинальному напряжению.

2. По длительному току.

3. По пиковому току

Исходя из рис. уставка автомата должна быть больше пикового тока, а тепловой расцепитель выбирается как предохранитель.

4. Проверка по току КЗ, так как автомат должен надежно защищать электрическую схему:

где - коэффициент надежности, принимается равным 1.1;

- коэффициент, который учитывает характеристики конкретного автомата;

- ток уставки автомата.

Если нет сведений о выключателе, то произведение принимают равным 1.4 при токах до 100 А и 1.2 - более 100 А.

У автомата есть два вида коммутационной способности (рис.):

- Предельная коммутационная способность (автомат может отключать токи КЗ несколько раз без повреждений) – ПКС.

- Однократная предельная коммутационная способность (автомат в состоянии только один раз отключить ток КЗ) – ОПКС.

5. Проверка по сквозному току КЗ (проверка на дребезг).

6. Проверка по допустимому току защищаемой линии

Ток для электромагнитного расцепителя:

где - длительно допустимый ток линии, где установлен автомат.

Ток для теплового расцепителя:

7. Проверка по селективности

Чтобы обеспечить селективность защиты при КЗ первым должен сработать автомат №1, а не №2.

Согласно этому рисунку видно, что автомат №2 выбирается на сумму токов отходящих линий, и, соответственно, уставка по току этого аппарата будет больше, чем у автомата №1, т.е. селективность будет обеспечена. Но это одна сторона вопроса. Ток КЗ может достигнуть такого значения, что окажется близким к уставкам обоих автоматов, и тогда неизвестно какой из них сработает первым. Поэтому у автоматов устанавливают разные выдержки времени либо увеличивают и уставку по току и выдержку времени.

Тепловой расцепитель (качественно) имеет характеристики как у предохранителя. Поэтому автоматы с тепловым расцепителем не всегда обеспечивают селективность.

Иногда используют автоматы с двумя расцепителями.

Групповая защита автомата

Она применяется с целью уменьшения капзатрат.

Когда происходит КЗ, автомат отключает все присоединения, а защита минимального напряжения отключает все контакторы. После этого включается групповой автомат и поочередно присоединения. При включении поврежденного участка сети автомат снова отключает КЗ, т.е. нашлось место КЗ. В дальнейшем заново включается групповой автомат и «здоровые» присоединения.

Недостатками такой схемы является: нарушение бесперебойности электроснабжения (дважды отключаются неповрежденные присоединения) и автомат лишний раз отключает КЗ. Эта может применяться для неответственных потребителей, например, общий щит для нескольких пускателей.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45