Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гессен В.Ю. Защита сельских электрических сетей от аварий

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
6.08 Mб
Скачать

который, протекая по катушке расцепителя, заставляет его срабатывать. В соответствии с заводской настройкой в паспортах обычно приводятся кратности тока уставки электромагнитных расцепителей по отношению к соот­ ветствующему номинальному току расцепителя.

Автоматы серии A3160 комплектуются тепловыми расцепителями с зависимой амперсекундной характе­ ристикой: чем больший ток протекает через тепловой элемент, тем меньшее время будет находиться под повы­ шенным током защищаемый элемент. Тепловые расце­ пителя этой серии настраиваются так, чтобы при крат­ ности тока 1,35 по отношению к номинальному току рас­ цепителя тепловой элемент сработал в течение 2 ч. При больших кратностях время срабатывания соответственно уменьшается.

Автоматы А3110 и А3120 могут быть укомплектованы или электромагнитным расцепителем, срабатывающим без выдержки времени, или комбинированным, состоящим из теплового и электромагнитного элементов. Автомат с комбинированным расцепителем отключает с выдержкой времени токи перегрузок (при помощи теплового эле­ мента), а токи коротких замыканий — без выдержки времени, с помощью электромагнитного элемента. Это позволяет широко использовать автоматы с такими рас­ цепителями для защиты электродвигателей.

Автоматы каждого типа (А3110, А3120, А3160) имеют разные исполнения и по числу полюсов. Так, автоматы типа A3160 исполняются однополюсными (А3161), двух­ полюсными (A3162) и трехполюсными (A3163). Автоматы типа А3110 и А3120 выпускаются только в двухполюсном (А3113, А3123) или трехполюсном (A31I4, А3124) испол­ нениях. Таким образом, в зависимости от исполнения автоматы даже одного типа могут иметь различную марки­ ровку. Например, маркировка- АП50-ЗТ означает, что автомат трехполюсный и снабжен тремя тепловыми рас­ цепителями; АП50-2МЗТН — автомат укомплектован двумя электромагнитными расцепителями, тремя тепло­ выми и одним расцепителем минимального напряжения.

Расцепитель минимального напряжения отключает автомат при снижении напряжения на 50% и ниже и раз­ решает включать его при напряжении сети не ниже 80% от номинального. По специальному заказу автоматы исполняют с расцепителем дистанционного отключения Д или с максимальным расцепителем в нейтральном про-

101

Рис.

47. Автомат АП-50:

а

вид сбоку,

6 — d разре ­

зе; /

— б л о к с

дополнитель ­

ными

контактами,

2 — цо ­

коль

корпуса,

3

крышка

4 — неподвижные

контакты

•5 — дугогаснтельная

каме^

ра,

6

— подвижные

контак­

ты,

7

— гибкий

проводник,

8 — о т к л ю ч а ю щ а я

рейка.

9 — электромагнитный расцелитель, 10 — тепловые

расцепители .

воде 0. Автоматы без расщепителей обозначают АП50-2 или АП50-3 (соответственно двух- и трехполюсные).

Наиболее широкое применение для пуска и защиты электродвигателей получили автоматы серии АП50 (рис. 47).

Корпус автомата выполняется из пластмассы и со­ стоит из цоколя 2, на котором смонтированы все части автомата, и крышки 3, привинчиваемой винтами к цо­ колю. Кроме основного коммутирующего устройства, состоящего из неподвижных контактов 4, подвижных контактов 6 и дугогасительной камеры 5, автомат снабжа­ ется дополнительным устройством / с блок-контактами,

которые используются

в цепях управления. Гибкие

связи 7 соединяют

подвижные контакты 6 с тепловыми

'расцепителями 10,

которые в свою

очередь соединены

с электромагнитными

расцепителями

9.

Если в какой-либо фазе защищаемой цепи возникает аварийный режим (перегрузка или короткое замыкание), срабатывает соответствующий расцепитель, поворачивая при этом отключающую рейку 8, общую для всех полю­ сов. Под воздействием рейки срабатывает механизм сво­ бодного расцепления, представляющий собой систему рычагов и тяг, связанных с отключающей пружиной. При включении автомата эта пружина взводится и удер­ живается в заведенном состоянии. Если срабатывает расцепитель, то система рычагов, удерживавшая раньше пружину, ломается и под действием освободившейся пружины автомат отключается (без вмешательства обслу­ живающего персонала), тем самым отключая повре­ жденный участок от источника питания.

Номинальный ток тепловых расцепителей автоматов АП50 можно регулировать поводком А в сторону умень­ шения на 35—40%. Выполняя настройку автомата для защиты электродвигателя, следует руководствоваться приложением 10. При этом необходимо, чтобы электро­ магнитный элемент автомата имел настройку на крат­ ность срабатывания 6—8. Если это условие не выпол­ нить и использовать для защиты короткозамкнутого двигателя автомат с кратностью тока срабатывания электромагнитного элемента 3—4, то при пуске двигатель будет отключаться от сети.

Выбор автоматов. При выборе и настройке автомата для защиты конкретной электроустановки надо выпол­ нять следующие требования.

103

1.

Номинальное напряжение автомата не должно

быть

ниже номинального напряжения сети.

2.

По своей отключающей способности контактная

система автомата должна быть способной отключать максимальные токи короткого замыкания, которые могут возникнуть на защищаемом участке. Это требование в условиях сельских электроустановок всегда выпол­ няется.

3. Расчетный ток

нагрузки / р а б _м а к с

защищаемого

участка

сети

н е должен превышать

номинальный

ток

расцепителя,

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

^ном. р а ш ^

/ р а б . макс-

 

 

 

Подсчет

расчетного

тока

нагрузки

следует

вести

с учетом

допускаемых

перегрузок.

По

подсчитанному

значению расчетного тока подбирается автомат соответ­ ствующего исполнения с номинальным током расцепите­ ля, равным или несколько большим / р о ( 3 . м а к с . Если в сети, которую защищает автомат, осуществляются частые пуски электродвигателей, то номинальный ток расцепи­

теля ДОЛЖеН СОСТаВЛЯТЬ 1,5 / р а б . иак с

4. В случае, если защищаемая электроустановка имеет один или несколько короткозамкнутых двигателей, а автомат снабжен электромагнитным расцепителем, необ­ ходимо проверить селективность работы автомата в пус­ ковых режимах электроустановки. Чтобы ток пускового режима не приводил к срабатыванию автомата, этот ток должен быть меньше уставки по току на электромаг­ нитном расцепителе. Величина тока пускового режима подсчитывается по приведенным выше формулам.

5. Если в сети установлено несколько последовательно включенных автоматов серии А3100 или АП50, то их селективная работа возможна только , в режимах перегрузки, когда отключение автомата осуществляется тепловым расцепителем. При коротких замыканиях изби­ рательная работа последовательно включенных автоматов серии A3100 или АП50 невозможна.

Указания по монтажу и обслуживанию автоматов.

Автоматы должны монтироваться на вертикальной плос­ кости дугогасительными камерами вверх. Провода от

источника питания подключаются к верхним

зажимам,

а

отходящие

к нагрузке — к нижним.

При

этом

все

подводящие

провода необходимо надежно изолировать

на

длине 150 мм, считая от зажимов

автомата.

Если

104

автомат монтируется в пыленепроницаемом исполнении, при монтаже необходим герметический ввод проводов.

Выполнение автоматом операций включения и отклю­ чения нагрузки без дугогасительных камер и крышки не допускается. Поскольку автоматы АП50 имеют невысокую устойчивость к токам короткого замыкания, то после от­ ключения автоматом тока короткого замыкания необхо­ димо его тщательно осмотреть и, при необходимости, зачи­ стить контакты, удалить копоть, пыль и частицы металла с пластмассовых деталей и дугогасительного устройства.

Следует также иметь в виду, что при срабатывании автоматов от тепловых расцепителей повторное их включе­ ние возможно не сразу, а спустя 1—4 мин, после того как биметаллическая пластина теплового расцепителя возвратится в исходное положение.

Пример.

Выбрать

автомат серии АП50

для защиты

двигателя насоса JXt (см. рис. 45 и табл. 5).

 

 

 

По приложению 10

выбираем номинальный

ток

расце­

пителей автомата.

Д л я

двигателя

Д х а

=

2,8

кВт,

Люм = 5,8 А)

выбираем

автомат с

номинальным

током

электромагнитного

и

теплового

расцепителей

6,4 А

с таким расчетом, чтобы тепловой расцепитель можно

было

настроить на

ток уставки 5,8 А. Поскольку пуско­

вой

ток двигателя

в 6 раз прввышает его номинальный,

то электромагнитный расцепитель должен быть настроен (эта настройка выполняется заводом-изготовителем) на

ток, не менее чем в 6 раз больший номинального

тока

двигателя, т. е. на ток, больший

/ п = 34,8

А.

Этому

условию удовлетворяет такое

исполнение

автомата

АП50, в котором электромагнитный расцепитель сраба­ тывает при токе, в 6—8 раз превышающем номинальный ток электромагнитного расцепителя. В нашем конкретном случае диапазон значений токов,, начиная с которых

наблюдается

четкое срабатывание

электромагнитного

расцепителя, составляет:

6,4 (6 - н 8) =

(38,4 ч - 51,2) А.

Поскольку

пусковой ток двигателя

Д , равен 34,8 А,

то при пуске

двигателя

электромагнитный механизм

расцепителя срабатывать не будет. Если ошибочно выб­ рать автомат с кратностью тока срабатывания электро­

магнитного

расцепителя 3—4, то двигатель Д х

при пуске

будет отключаться

от сети.

 

 

Таким

образом,

выбираем

автомат АП50-ЗМТ с

Аюм. расц =

6,4 А и настройкой

на кратность

6—8,

ПРИМЕНЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Устройство и принцип действия. В схемах релейных защит сельских электрических линий 10 кВ наиболее широкое распространение получили реле максимального тока мгновенного действия (типа РТМ) и действующие с выдержкой времени (типа РТВ). Реле минимального напряжения мгновенного действия (типа РН) и с выдерж­ кой времени (типа РНВ) в защитах сельских линий 10 кВ почти не применяются.

Вторичные реле прямого действия монтируются в при­ водах выключателей. В приводе П Р Б А число мест для реле прямого действия — три, в приводе ППМ-10 — четыре, а в приводе ПП-67 — пять. В зависимости от того, какими реле снабжается привод, в маркировке привода появляются соответствующие цифры. Например, обозначение ПП-67/12280 значит, что в привод вмонти­ рованы одно реле РТМ (об этом свидетельствует цифра 1), два реле Р Т В (цифры 2), электромагнит отключения для работы от независимого источника оперативного тока (цифра 8), а одно место для вторичного реле прямого действия осталось незанятым (цифра 0).

Отечественной промышленностью реле Р Т В и РТМ выпускаются в нескольких исполнениях.

На рис. 48 показана конструкция реле РТМ Рижского опытного завода «Латвэнерго». Этими реле комплектуются приводы типа ПП-67. Каркас 2 катушки 3 размещается между полками 1 привода. Катушка имеет ступенчатую форму. Отводы (на рисунке не показаны) отходят от нижних витков, располагаясь в канавках каркаса. Внутри каркаса 2 находится гильза 4, вверху скреплен­ ная с контрполюсом 11, а внизу опирающаяся на непод­ вижную пластмассовую чашку 6. Внутри гильзы может свободно перемещаться пустотелый сердечник 5 с бойком

1Q6

12 и поводком 7. Начальное положение сердечника внутри гильзы может быть изменено соответствующим переме­

щением

на

шпильках

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

подвижного

фланца

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Этим

самым

можно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плавно

изменять

 

ток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

срабатывания. Д л я

сту­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пенчатого изменения

то­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ка

срабатывания

кабели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от трансформаторов тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подключаются к соответ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ствующим

отводам

 

ка­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тушки на входных зажи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мах реле. Наличие обоих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

способов

регулирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тока срабатывания

изба­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вило

эту

конструкцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реле

от

недостатков,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

присущих как реле РТМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

привода

П Р Б А (сравни­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельно

 

высокая

 

стои­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мость из-за сложности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполнения

обмотки

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отводами

и

наличия

пе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реключателя), так

и

ре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ле РТМ завода «Электро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аппарат»

(большое

 

по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

требление мощности при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

больших

уставках

 

по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

току).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция

 

реле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р Т В

завода

«Электро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аппарат»

 

представлена

Рис. 48.

Реле

РТМ

Рижского

за­

на

рис.

49.

Каркас

2

 

вода

«Латвэнерго»:

 

 

с обмоткой 3 помещается

/ — полки

привода,

2 —

каркас

ка­

между

полками 1 приво­

тушки,

3 — обмотка

электромагнита,

да.

В

расточку

верхней

4 — гильза,

5 — сердечник,

Б

пласт­

массовая

чашка,

7 — поводок, S — под­

полки

входит

контрпо­

вижный

фланец,

9 — указатель

сраба­

тывания,

10

шпильки,

/ / —

контр­

люс 4,

скрепленный

с

 

полюс,

12

боек.

 

 

латунной

 

гильзой

8,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нижний

конец

которой

упирается

в

расточку

корпуса

16

реле.

Корпус

16

крепится к нижней

полке

привода.

В этом же корпусе помещается часовой механизм для создания выдержки времени. Выдержка времени регу-

107

/ h

 

 

 

 

Рис.

49.

Реле

РТВ:

 

 

 

 

 

 

/ —

полки

привода. 2 — каркас

катушки,

3

обмотка,

4

контрполюс,

5 — боек.

6

— сердечник, 7 — п р у ж и н а ,

 

S

гильза,

9

отводы от

обмотки,

10

— переключатель,

/ /

вал часового

механизма,

12

— пово­

док,

13

гаПка, 14 — звено,

15

рычаг,

16

корпус,

17

кольцо.

лируется

поводком 12, положение которого

фиксирует­

ся

гайкой

13. Вал 11 часового механизма

через ры­

чаг

15 и

звено 14 сообщается

с бойком

5.

На бойке

жестко

укреплено кольцо

17. В это кольцо упирается

верхним

концом пружина

7,

а нижним

она

упирается

вкольцеобразный выступ во внутренней полости

сердечника

6.

Таким образом, усилие, действующее

на

сердечник,

передается на боёк через пружину.

Отводы

9

от

обмотки

заведены на

переключатель

10,

с помощью

которого

регулируется

ток

срабатыва­

ния.

 

 

 

 

 

 

 

При

токах в

катушке,

незначительно

превышающих

ток

срабатывания, усилие, действующее

на

сердечник,

не может сжать пружину, т. е. усилие на боек

передается

через пружину как через жесткое звено. В этом случае сердечник движется к контрполюсу совместно с бойком, преодолевая сопротивление часового механизма. При

этом скорость движения шестерен часового механизма,

а значит и сердечника, зависит от величины

усилия.

Поскольку усилие пропорционально квадрату

тока,

то скорость движения сердечника и соответственно время

срабатывания реле при разных токах будут

разные.

Очевидно, что чем больше ток в реле, тем меньше время

его срабатывания. При определенной величине тока зависимость нарушается, начиная с этого значения тока сердечник к контрполюсу будет притягиваться почти мгновенно (за время порядка 0,02 с), сжимая пружину. Пружина, разжимаясь, передает на боек усилие, не зависящее от величины тока, а зависящее от ее упругости и степени сжатия. Поскольку эти параметры для кон­ кретного реле имеют постоянное'значение, то боек и шестерни часового механизма будут двигаться с опреде­ ленной скоростью, и реле будет срабатывать за одно и то же время (при данной уставке по времени) независимо от величины тока, т. е. реле будет работать в независимой части характеристики (рис. 50). Представленные на рис. 50 характеристики дают зависимость времени сра­ батывания реле Р Т В от кратности тока К — -,—-—,

1 ср- р т. е. от соотношения тока в реле к току его срабатывания

(/ср. р)-

Характеристики

даны для уставок по времени

1, 2, 3

и 4 с. Выдержку

времени, равную уставке, реле

Р Т В завода «Электроаппарат» дают, начиная с кратностей больше трех.

109

0,8

 

1,6

%t

 

3,2

 

 

4,0

4,8

 

 

 

 

Кратность тока —

Рис.

50.

 

Характеристики

 

выдержки

времени

реле

РТВ

завода

«Электро­

 

 

 

 

аппарат».

 

 

 

 

20,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

\\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у\

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

N ч ч

 

 

 

 

 

 

 

 

\

ч Ч,ч

 

ч

 

 

 

/

2

3

4 4

чч ч•ч.

 

ч•- _

1-\

\\

\ \

О

 

 

 

 

 

 

 

1 \

\

1,0

 

1.5

 

2,0

 

25

 

3,0

35

о; а

 

 

Кратность

тока

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 \NЛ \ \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

\ ч

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

чVч\ > ч ч ч

„ / 2

 

3

 

 

4

 

\

 

ч

 

 

 

 

\\

 

 

2

 

Ч

ч

^^.\ к Л

 

 

О

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

1,1 12

1.3

Н

1.5

1,6 1.7 1.8

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

51.

 

Характеристики

 

выдержки

времени

реле

РТВ

Рижского

завода

 

 

 

«Латвэнерго»:

 

 

 

 

а — для

реле,

у

которых

 

независимая

часть характеристик начинается с кратно­ сти 3,0; б — т о ж е , начиная с кратности 1,6.

Рижский завод «Латвэнерго» изготав­ ливает реле Р Т В , от­ личающиеся от реле завода «Электроаппа­ рат» не только по конструкции, но и по техническим характе­ ристикам (рис. 51).

Защита линий 6— 10 кВ с помощью реле

прямого

 

действия.

К а к выше

уже

отме­

чалось,

линии

6—

10 кВ

в

сельскохо­

зяйственных

районах

представляют

собой в

большинстве

случаев

радиальную

сеть, пи­

тающуюся

от

одного

источника

 

(обычно

это

районная

транс­

форматорная

подстан­

ция,

рис.

52). Ней­

траль этого источника-

на

напряжении

6—•

10

кВ, как

правило,

изолирована

от

зем­

ли. Поэтому замыка­ ние на землю любой фазы линии не являет­ ся аварийным режи­ мом, и в соответствии с «Правилами тех­ нической эксплуата­ ции электроустано­ вок» (ПТЭ) разре­ шается работа сети с замыканием на землю в течение времени, пока отыскивается ме­ сто замыкания.

Поскольку при ко­ ротких, замыканиях

ПО