6 Выбор аппаратов защиты для электрических линий напряже­нием 380/220 в

Линии электропередачи, отходящие от подстанции напряжением 10/0,4 кВ, должны иметь защиту от токов короткого замыкания. Эта защита должна обеспечить отключение поврежденного участка при коротком за­мыкании в конце защищаемой линии.

Сети, проложенные открыто внутри помеще­ний и выполненные проводами с горючей изоляцией, осветительные сети, сети во взрывоопасных помещениях и в которых по условиям работы может возникнуть длительная перегрузка должны быть защищены и от перегруз­ки.

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 0,38 кВ от ко­ротких замыканий и перегрузок являются предохранители и автоматиче­ские выключатели.

Так как сети напряжением 0,38 кВ выполняются с глухозаземленной нейтралью и у них возможны и однофазные короткие замыкания, то защиту от коротких замыканий необходимо выполнять в трехфазном исполне­нии. Расцепитель автоматов и предохранители устанавливают в каждой фазе. Если автоматический выключатель имеет максимальный расцепитель в нулевом проводе, то он должен действовать на отключение всех трех фаз. В этом случае допускается устанавливать два расцепителя для защиты от междуфазных коротких замыканий.

Наибольшее применение для защиты отходящих линий получили ав­томаты АП50Б (на КТП мощностью от 25 до 40 кВА), А3700, АЕ2000. На КТП старых выпусков встречаются снятые с производства автоматы A3100.

Автоматы АП50Б имеют два электромагнитных и три тепловых рас­цепителя, а также расцепитель в нулевом проводе. У автоматов A3100 и 3700 имеется по три электромагнитных и тепловых расцепителя и незави­симый расцепитель с обмоткой напряжения. При однофазных коротких за­мыканиях на независимый расцепитель действует установленное в нулевом проводе реле РЭ571Т, когда сила тока в нем превышает заданную.

На КТП 10/0,4 кВ, оснащенными автоматическими выключателями A3100, A3700, АЕ2000 и имеющими независимый расцепитель, разработана и выпускается полупроводниковая защита типа ЗТИ-0,4. Она предназначена для защиты трех-фазных четырехпроводных воздушных линий 0,38 кВ от междуфазных и однофазных на нулевой провод коротких замыканий, а также замыканий на землю. Эта защита представляет собой при­ставку к автомату, расположенную под ним в низковольтном шкафу КТП. Для подключения к линии ЗТИ в приставке имеется четыре токовых входа, чяерез которые пропускают три фазных и нулевой провода линии.

6.1 Выбор предохранителей для защиты наружных сетей напряже­нием 0,38 кВ.

Предохранители выбирают по следующим условиям:

1. Напряжению

где U_н.п – номинальное напряжение предохранителя,В;

U_с – напряжение сети, В.

2. Номинальному току плавкой вставки

где – номинальный ток плавкой вставки, А;

– ток нагрузки защищаемой линии, А;

– коэффициент надежности, который зависит от характера нагрузки;

при наличии в сети электродвигателей с тяжелыми условиями пуска К_н = 2-2,5;

при отсутствии электродвигателей К_н =1,1.

3. Предельному отключающему току

где – предельный ток, отключающий предохранитель;

– максимальный ток трехфазного короткого замыкания в месте установ-ки предохранителя.

4. Чувствительности

где – ток однофазного короткого замыкания в конце защищаемой ли­нии, А.

Если при проверке предохранителя на чувствительность она не обес­печивается, то устанавливают другой комплект предохранителей или авто­мат в конце зоны действия рассматриваемого. В этом случае линию сек­ционируют, т.е. делят на части. Секционирование производят таким обра­зом, чтобы каждая часть линии была защищена соответствующим аппара­том с требуемой чувствительностью. Место установки секционирующего аппарата (дополнительного предохранителя или автомата) определяется предельным сопротивлением , характеризующим зону, защищаемую вы­бранным предохранителем с требуемой чувствительностью:

где = 220 В – фазное напряжение линии;

– сопротивление трансформатора 10/0,4 кВ при однофазном корот­ком замыкании, Ом;

– сопротивление петли фазный провод – нулевой провод участка ли­нии от КТП до места установки предохранителя, Ом.

Дополнительный комплект предохранителей должен быть установ­лен так, чтобы сопротивление между ним и основным комплектом не пре­вышало предельного.

6.2 Выбор автоматических выключателей для защиты наружных сетей напряжением 0,38 кВ.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:

1. Напряжению

где U_н.a – номинальное напряжение автомата, В;

U_с – напряжение сети, В.

2. Номинальному току теплового расцепителя

где – номинальный ток теплового расцепителя, А (таблица 4.3);

– ток нагрузки защищаемой линии, А;

– коэффициент надежности, зависящий от условий пуска электро­двигателей, подключенных к линии; при наличии в сети электродвигателей с нормальными условиями пуска (продолжительность пуска от 2 до 10 с) при наличии двигателей с тяжелыми условиями пуска = 1,25 - 1,5.

3. Предельному допустимому току отключения автомата

где – предельный ток отключения автомата, А;

–максимальный ок трехфазного короткого замыкания, А (формула 5.6).

4. Току срабатывания электромагнитного расцепителя (токовой отсечки)

где – ток срабатывания электромагнитного расцепителя;

– коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромаг-нитного расцепителя. Для автоматических выключателей с номинальным током до 100 А следует принимать не менее 1,4, а для выключателей с номинальным током более 100 А – не менее 1,25;

– максимальный ток, определяется по выражению (5.7).

Коэффициент чувствительности электромагнитного расцепителя

(6.10)

где – коэффициент чувствительности электромагнитного расцепителя;

– ток двухфазного короткого замыкания в месте установки автомата, А (5.10);

– ток уставки электромагнитного расцепителя, А (таблица 4.3).

Принимается

(6.11)

Если условие (6.10) не соблюдается, принимается не селективная защита, т.е. условием (6.9) пренебрегается. Тогда ток срабатывания электромагнитного расцепителя определяется по кратности срабатывания теплового расцепителя (табдица 4.3).

6. Коэффициенту чувствительности теплового расцепителя.

(6.12)

где – коэффициент чувствительности теплового расцепителя;

ток однофазного короткого замыкания в наиболее удаленной точке защищаемого участка линии (формула 5.8).

Если условие (6.12) не соблюдается, следует выбрать электромагнитное реле РЭ-571т. Чувствительность реле к токам однофазного короткого замыкания определяется по формуле

где – ток срабатывания реле, А.

Если же условие (6.13) не выполняется, следует применить секционирование, т.е. по формуле (6.5) рассчитать зону действия защитного аппарата, в конце которой должен быть размещен секционный аппарат, защищающий остальную часть линии.

Пример 6.1

Выбрать автоматический выключатель для защиты отходящей от ТП линии напряжением 0,38кВ. За исходные данные принять результаты расчетов в примерах 4.2 и 5.1.

Решение.

Защиту следует выбрать на самом загруженном учаске линии, в месте установки аппарата защиты, т.е. на вводе ТП, например, на участке 0-1.

1. Находим расчетный ток на участке 0-1

2. Определяем номинальный ток теплового расцепителя

.

3. Выбираем автоматический выключатель серии ВА51-31 с номинальным током; , ,

4. Определяем ток срабатывания отсечки:

,

5. Находим уставку электромагнитного расцепителя:

.

6. Проверяем автомат по условию селективности (6.11)

.

Так как данное условие не выполняется, выбираем автоматический выключатель ВА51-35 с , , .

7. Проверяем автомат по условию (6.11)

Условие соблюдается.

8. Проверяем выбранный автоматический выключатель по коэффициенту чувствительности электромагнитного расцепителя (6.10)

9. Проверяем выбранный автоматический выключатель по коэффициенту чувствительности теплового расцепителя (6.12)

Условие чувствительности не соблюдается.

10. Так как условие чувствительности не соблюдается, следует выбрать реле типа РЭ-571 по току срабатывания.

11. Коэффициент чувствительности реле по условию (6.13)

Условие чувствительности соблюдается.

Для повышения чувствительности к однофазным К.З. выбираем реле типа РЭ-571т. Остальные условия выполняются, значит автоматический выключатель ВА51-35 с номинальным током расцепителя выбран верно.

Выбор защиты для остальных фидеров производится аналогично и результаты расчётов заносятся в таблицу (см. образец КП и ДП).

12. Выбираем автоматический выключатель для линии освещения 1, с учётом расчётов в примере 3.1

Определяем ток:

Выбираем автомат ВА51-31-1 с током расцепителя , , .

13. Проверяем автомат по условию (6.12)

Выбранный автомат удовлетворяет условию чувствительности.

Выбор защиты остальных линий освещения осуществляется аналогично и результаты расчетов заносятся в таблицу, например, таблицу 6.1.

Таблица 6.1 – Выбор защиты

Наименование линии	Аппаратура защиты	Тип
1КТП 40/10
Фидер 1 (0-1)	Автоматический выключатель	ВА51-33	36,33	100	1000	10
Фидер 2(0-5)		ВА51-31	39,67	50	500	8
Линия освещения 1		ВА51-31-1	17,05	20	60	8
то же 2		ВА51-31-1	23,64	31,5	94,5	8
2КТП 63/10
Фидер 1 (0-10)	Автоматический выключатель	ВА51-33	29,33	80	800	10
Фидер 2 (0-15)		ВА51-33	40,43	125	1250	10
Фидер 3 (0-20)		ВА51-33	27,81	1250	1250	10
Линия освещения 1		ВА51-31-1	17,98	20	60	8
то же 2		ВА51-31-1	15,75	20	60	8