55)Токоограничивающие коммутационные аппараты.

Ответ: Токоограничивающие коммутационные аппараты совмещают функции ограничения наибольших значений токов КЗ и защиты от воздействия сверхтоков путем их быстрого отключения. К ним относятся быстродействующие токоограничивающие предохранители, ограничители ударного тока и специальные автоматические выключатели на напряжение до 1 кВ. Токоограничивающие коммутационные аппараты ограничивают ток КЗ в течение первого полупериода его появления и далее незамедлительно отключают КЗ. При этом, если ток КЗ значителен, а ожидаемый при КЗ ток не превышает коммутационной способности аппарата, то выполняется условие где iскв – сквозной ток цепи при КЗ; iу. ож – ожидаемый ударный ток цепи при КЗ. Таким образом, токоограничивающие коммутационные аппараты, к которым, в частности, относятся токоограничивающие предохранители различных типов и конструкций и ограничители ударного тока взрывного действия, ограничивают ударный ток КЗ, т. е. обладают свойством безынерционности действия (рис. 10.1). Силовые токоограничивающие предохранители внутренней и наружной установок изготовляются на напряжения 3–35 кВ (серий ПКТ и ПКН) и на 10–110 кВ (серии ПВТ), на относительно небольшие номинальные токи. Для них выполняется условие: Токоограничивающие предохранители характеризуются следующими показателями: номинальным напряжением, током патрона и током плавкой вставки, который не должен превышать номинального тока патрона предохранителя, а также наибольшим и наименьшим токами отключения, зависимостями времени плавления вставки tпл, времени отключения tоткл и тока ограничения Iу.скв от периодической составляющей Iп.K ожидаемого тока КЗ. Токоограничивающие предохранители отличаются простотой конструкции и, как следствие, относительно небольшой стоимостью. Однако они имеют ряд существенных недостатков: - одноразовое действие; - нестабильные токовременные характеристики; - недостаточная эксплуатационная надежность; - ограниченная зона использования по значениям номинальных токов и номинальных напряжений; - неуправляемость от внешних устройств, в частности, от устройств релейной защиты; - трудность осуществления цикла АПВ защищаемой цепи. С учетом этого область применения токоограничивающих предохранителей существующих конструкций весьма ограничена. Как правило, они устанавливаются в цепях менее ответственных потребителей. Предохранители могут использоваться либо в качестве основных токоограничивающих коммутационных аппаратов, включенных непосредственно в защищаемую цепь, либо в качестве вспомогательных аппаратов электроустановок. Конструктивно ограничитель ударного тока представляет собой герметичный цилиндр, внутри которого располагается токонесущий проводник с вмонтированным в него пиропатроном. Сигнал на взрыв пиропатрона подается от внешнего управляющего устройства, которое получает информацию о КЗ от измерительного органа, реагирующего на значение тока КЗ и на его первую производную. Ограничение тока КЗ достигается за время примерно 0,5 мс. Полное время отключения цепи составляет около 5 мс, т. е. 1/4 периода промышленной частоты. Для исключения перенапряжений в сети при столь быстром отключении тока КЗ взрывной элемент ограничителя ударного тока шунтируется плавким предохранителем специальной конструкции; при этом, как показали испытания, перенапряжения не превышают 18 % фазного напряжения сети. Ограничители ударного тока могут снабжаться органом направления мощности, что расширяет область их применения. По сравнению с токоограничивающими предохранителями ограничители ударного тока имеют ряд преимуществ: управляемость от внешних устройств; направленность действия; относительно большие номинальные токи; стабильность характеристик; повышенная эксплуатационная надежность; возможность осуществления пофазного или трехфазного отключения цепи. Однако, как и предохранители, ограничители ударного тока обладают одноразовостью действия; кроме того, на них затруднительно, хотя и возможно, осуществить цикл АПВ цепи. Область использования выпускаемых в настоящее время ограничителей ударного тока ограничивается сетями с напряжением 0,66–35 кВ. Существенными недостатками ограничителей ударного тока являются сложность системы их управления и относительно высокая стоимость. Возможные схемы включения ограничителей ударного тока приведены на рис. 10.18. Схемы рис. 10.18, б, г, е, ж–м отличаются различными способами шунтирования одинарных и сдвоенных реакторов; это позволяет ликвидировать потери мощности и напряжения в реакторах в рабочих режимах. В схемах на рис. 10.18, в, д ограничители ударного тока позволяют осуществить режим параллельной работы частей электроустановки при недостаточной для этого режима стойкости и коммутационной способности сетевого оборудования. В схеме на рис. 10.18, н ограничители ударного тока позволяют сохранить в работе блок при повреждении его трансформатора собственных нужд и осуществить безопасный перевод питания собственных нужд (с. н.) с рабочего на резервный источник и обратно, а также безынерционно отключить питательный насос с электроприводом (ПЭН) при недопустимых для электрооборудования токах КЗ в системе с. н. (в данном случае расчетные условия КЗ в системе с. н. могут быть существенно облегчены за счет исключения из расчетной схемы ПЭН).

В схеме на рис. 10.18, о ограничитель ударного тока позволяет установить в цепи маломощного блока облегченный аппарат – выключатель нагрузки. В схемах на рис. 10.18, п, р комбинация из двухограничителей ударного тока с органами направления мощности позволяет обеспечить надежное питание потребителей от двух независимых источников, что особо важно для ряда потребителей химической промышленности, а также для так называемых потребителей «нулевой категории», не допускающих перерывов электроснабжения. В схеме на рис. 10.18, с ограничители ударного тока позволяют практически исключить влияние КЗ в трансформаторах подстанций, присоединяемых на ответвлениях, на режим работы элементов внешней сети, в том числе на режим других подстанций, присоединяемых на ответвлениях одной питающей линии. В схеме на рис. 10.18, т ограничитель ударного тока позволяет осуществить безынерционное автоматическое деление сети при КЗ. В схеме на рис. 10.18, у ограничитель ударного тока осуществляет разземление нейтрали силового трансформатора при больших токах КЗ на землю. В схеме на рис. 10.18, ф ограничитель ударного тока размыкает третичную обмотку автотрансформатора при возникновении в прилегающих сетях больших токов КЗ на землю.