3.10 Выбор защитной аппаратуры

Для обеспечения надежной работы электрической аппаратуры необходи­мо правильно ее выбрать по условиям максимального рабочего режима и про­верить по режиму максимальных токов короткого замыкания (приложение Б28 – Б30).

В соответствии с ПУЭ электрическую аппаратуру выбирают по следую­щим параметрам

• по конструкции и роду установки;

• по номинальному току 1_ап.н > I_р.мах;

- по отключающей способности коммутирующих аппаратов (выключателей, предохранителей и т.д.)

I_АПМТО≥I⁽³⁾_Кmax или S_АПМТО≥S_Kmax.

- по напряжению U_АП.Н.≥U_уст.Н.; (для трансформаторов напряжения, разрядников, предохранителей с кварцевым наполнением условие выбора по напряжению определяется формулой U_АП.Н.=U_уст.Н).

По режиму короткого замыкания аппаратуру проверяют на

- динамическую стойкость

i_max ≥ i⁽³⁾_y; I_max ≥ I^’’_y

(электродинамически стойким считают аппарат, у которого максимально допустимый ток в амплитудных i_max или действующих I_max значениях не меньше соответствующих значений тока КЗ);

- термическую стойкость

I_t² t ≥I²_уст t_пр,

где I_t – ток термической стойкости аппарата, указанный в каталоге для времени t, t_np – приведенное (фиктивное) время короткого замыкания для сельских электроустановок, равное фактическому времени режима КЗ.

Электродинамическая и электротермическая стойкость трансформаторов тока задается коэффициентами динамической k_дин и термической k_T односекундной стойкости, поэтому для трансформаторов тока формулы проверки имеют вид

(3.45)

(3.46)

Следует отметить, что аппараты, защищаемые токоограничивающими предохранителями ПН, ПР, ГТКТ, не нужно проверять на динамическую и термическую стойкость

Измерительные трансформаторы тока и напряжения дополнительно проверяют по классу точности по нагрузке вторичных цепей, при этом фактическая нагрузка вторичных цепей S₂ не должна превышать номинальную нагрузку S_2Н измерительного трансформатора заданного класса точности

(3.47)

Нагрузка вторичных цепей включает сопротивления приборов и реле ΣS_пр, сопротивление соединяющих контрольных проводов R_К.П. и сопротивление контактов R_koht, обычно принимаемое равным 0,1 Ом

(3.48)

При проверке трансформаторов напряжения потерями мощности в контрольной проводке и контактах можно пренебречь.

Выбор автоматических выключателей

Напряжение U_Н.В. и ток 1_Н.В. автоматов должны соответствовать условиям нормального режима

(3.49)

Автомат проверяют по условиям стойкости при КЗ:

(3.50)

(3.51)

где , – действующее и амплитудное значение токов предельной коммутационной способности;

, – ток электродинамической стойкости автомата и ударный ток КЗ;

– ток и время термической стойкости.

Проверку на электродинамическую и термическую стойкость не выполняют, если значения для них не указаны в каталогах.

Номинальный ток теплового расцепителя определяют так:

(3.52)

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки) для линий без двигательной нагрузки

(3.53)

Коэффициенты чувствительности определяют для каждого расцепителя

(3.54)

где - минимальные значения тока однофазного КЗ в наиболее удаленной точке линии и тока двухфазного КЗ в месте установки автомата.

Выбранные предохранители и автоматы должны быть проверены по условию селективности с предыдущими и последующими защитами.

Согласование предохранителей и автоматов по селективности

Важно согласовать выбранный автоматический выключатель отходящей ВЛ 0,38 кВ с предохранителем, установленным на трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ со стороны 10 кВ.

Необходимо, чтобы при КЗ в точке К (рис. 5.6) сработал и отключил аварийный режим автоматический выключатель отходящей линии, а в случае несрабатывания выключателя через ступень выдержки времени (не менее 0,6-0,7 с) сработал кварцевый предохранитель.

Таким образом, выбор номинального тока предохранителя зависит от результата согласования времени его срабатывания со временем действия автоматов на ВЛ 0,38 кВ.

Согласование защит по времени обычно выполняется по карте селективности. Для этого в координатах время - ток наносят характеристику срабатывания выбранного автоматического выключателя для наиболее нагруженной отходящей линии; затем на ампер-секундной характеристике автомата фиксируют ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ.

От характеристики срабатывания автомата при токе откладывают ступень выдержки времени 0,6...1 с и наносят контрольную точку А, ниже которой не должна проходить характеристика предохранителя. Из всего множества характеристик предохранителя следует выбрать ту, которая ближе всего к точке А, но не ниже ее. Номинальный ток, соответствующий этой характеристике, и является искомой величиной.

1 – ампер-секундная характеристика автоматического выключателя; 2 – ампер-секундная характеристика плавкого предохранителя.

Рис. 3.5. – Согласование работы автоматического выключателя и плавкого предохранителя по времени

При согласовании ампер-секундную характеристику предохранителя приходится переносить на карту селективности. При этом токи характеристики предохранителя следует пересчитать с напряжения 10 кВ на напряжение 0,38 В по формуле

(3.55)

Время срабатывания выбранного плавкого предохранителя проверяется при минимальном токе короткого замыкания:

(3.56)