Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматический предохранитель (резьбовой) — ПАР

Автоматический предохранитель (резьбовой) — ПАР

В соответствие с принципом действия предохранители старого типа делятся на плавкие вставки и автоматически срабатывающие устройства. Первые из них представляют собой обычные пробки, которые в свое время широко применялись в бытовых сетях. На старых квартирных щитках они располагались на вводе в квартиру и над счетчиком, а их гнезда имели вид, схожий с цоколем обычных ламп накаливания.

После очередного аварийного срабатывания при перегрузе питающих цепей сгоревшие элементы заменялись новыми вставками.

автоматические предохранители

Так называемый «автоматический предохранитель» был разработан еще во времена СССР, когда вопрос о многофункциональной защите линейного оборудования вставал достаточно остро. По своему виду он схож с обычными пробками, но имеет более сложный механизм размыкания цепи, позволяющий использовать его многократно.

Несмотря на то, что сегодня эти изделия основательно устарели – в отдельных местах их еще используют в качестве элементов защиты.
Автоматическую пробку сегодня можно встретить в питающих линиях объектов сельскохозяйственного назначения, а также в оборудовании, эксплуатируемом в удаленных селениях и колхозах.

Устройство автоматических пробок

Автоматические предохранители для дома содержат в своем составе два защитных механизма (они называются расцепителями). Один из них выполнен в виде нагреваемой током биметаллической пластины, способной деформироваться при достижении им определенной величины. Второй же представляет собой простейший электромагнит, который воздействует на срабатывающий элемент автомата за счет создаваемого в нем поля.

Обратите внимание: Тепловая (или биметаллическая) защита срабатывает при длительном воздействии значительных по величине нагрузочных токов, способных привести к аварийному возгоранию электропроводки.

В отличие от нее электромагнитный механизм размыкает линию при резком возрастании тока в цепи. Устройство этих изделий не исключает возможности использования дополнительных опций.

устройство автоматического предохранителя - ПАР

Таким образом, автоматический предохранитель представляет собой достаточно простую конструкцию, содержащую пару исполнительных элементов (тепловой и электромагнитный). В рабочее или замкнутое состояние они переводятся вручную за счет специального механизма, исполнительная часть которого выводится наружу. Связанная с механизмом возвратная пружина находится во взведенном состоянии, а сам он удерживается благодаря блокирующей защелке.

Выводимая наружу часть исполнительного устройства оформлена в виде двух кнопок, одна из которых имитирует электромагнитное размыкание цепи, а другая – возвращает предохранитель в исходное (взведенное) состояние.

Для чего предназначены автоматические предохранители (пробка-автомат)

Предохранитель автоматический резьбовой (ПАР) в соответствие со своим устройством применяется для защиты электропроводки от аварийных режимов работы. К ним относятся перегруз и короткие замыкания.

По своему посадочному месту он идентичен обычной пробке и полностью взаимозаменяем с ней. Однако в отличие от своего аналога пробка-автомат является многоразовым прибором, функциональность которого обеспечена встроенными в него расцепителями (биметаллической пружиной и электромагнитной катушкой).

Такие защитные приборы устанавливаются на вводе в квартиру и сразу после счетчика, от которого линии электропроводки разводятся по всем комнатам с подключаемыми к ним нагрузками. Основное предназначение этих устройств – обеспечение аварийного отключения каждой из питающих линий в случае перегрузки по току или короткого замыкания.

Как работает пробка автомат — ПАР

Принцип работы автоматических предохранителей основан на тепловом и электромагнитном действии переменного тока. До фиксированного момента, пока токи через ПАР не достигли критического значения – его нормально замкнутые контакты остаются в исходном состоянии.

При длительном превышении током нагрузки своей номинальной величины входящая в механизм биметаллическая пластина начинает постепенно нагреваться. Под воздействием тепла она через какое-то время выгибается и освобождает коромысло от защелки, ранее обеспечивающей замкнутость рабочей цепи. После срабатывания автомата эта цепочка обрывается, отключая перегруженную по току линию питающего кабеля.

предохранитель автоматический резьбовой

При коротком замыкании происходит резкое увеличение тока, который приводит в действие электромагнитную часть расцепителя (биметаллическая пластина в данном случае просто не успевает нагреться). Эта рабочая часть автомата представлена миниатюрной катушкой, намотанной из провода заранее рассчитанного сечения.

При прохождении больших токов через катушку возникает электромагнитное поле и она работает как электромагнит, притягивая металлический сердечник. При движении сердечника рама защелки проворачивается, тем самым освобождая механизм отключения. Механизм отключения приводится в действия силами сжатой пружины, контакты разрываются и электрическая цепь размыкается.

Почему после срабатывания пробка автомат не включается

Когда в квартире погас свет хозяева в первую очередь идут к электрощиту и смотрят, не выбили ли пробки. Обычно над вопросом, почему они выбили мало, кто задумывается.

Если после срабатывания попытаться вновь включить автоматический предохранитель нажатием кнопки, не всегда это поможет восстановить питание — они просто могут не включиться.

Сделать это не удастся потому, что не устранена причина, вызвавшая отключение самого автомата. Вот почему, прежде всего, следует разобраться с нагрузочной цепью, последовательно отсоединяя от нее все включенные в данную линию силовые розетки.

Пробка может выбить в двух случаях: если произошло короткое замыкание или перегруз в электропроводке. В первом случае нужно найти причину повреждения. Для этого нужно отключить все приборы от розеток и попытаться включить пробку автомат.

Если включенный вручную автомат не «выбивает» – это значит, что причиной его срабатывания является повреждения одного из электроприборов. Если все вилки бытовых приборов вытянуты из розеток, а автоматический предохранитель все равно «выбивает» – можно сделать вывод, что отключение происходит по вине повреждения кабеля электропроводки. Лишь после того, как будет найдено место КЗ, а также устранена неисправность можно попробовать вновь включить пробку автомат.

Читайте так же:
Выключатель для телевизионного кабеля

При перегрузке линии (например, когда одновременно включили много электроприборов) тепловая защита не позволит сразу включить автомат. При срабатывании тепловой защиты рекомендуется выждать некоторое время, пока не остынет биметаллическая пластина расцепителя. Лишь после этого следует вновь попытаться нажать кнопку включения автомата в рабочее положение.

Время-токовая характеристика пробки-автомат

Для рассмотрения время-токовых характеристик устройств защиты типа ПАР достаточно ознакомиться с графиком их зависимости от силы тока. На нем за основу шкал выбран показатель превышения нагрузочным током своего номинала (в Амперах, откладывается по оси абсцисс) и продолжительность его действия в секундах, которая отмечается по оси ординат.

На графике хорошо различимы две характерные линии:

  1. 1. Ниспадающая кривая в виде участка гиперболы, соответствующая срабатыванию теплового расцепителя.
  2. 2. Почти вертикальная линия, характеризующая действие токовой отсечки (срабатывание электромагнита).

принцип работы автоматического предохранителя

Рассмотренные временные зависимости являются наглядным подтверждением основных принципов функционирования устройств этого класса. Они свидетельствуют, во-первых, о надежном удержании механизма расцепителя в рабочем состоянии при номинальном токе нагрузки (кривая смещена вправо от оптимального соотношения I/Iн=1). И, во-вторых, из них видно, что при превышении током номинального значения произойдет немедленное отключении автомата.

АвтоЗвук #3 Питание.Предохранители

Главное это безопасность. Все предохранители в автомобиле можно условно защитить на две группы: группа предохранителей в устройствах (к примеру магнитола и усилитель) и группа, защищающая провода от источника к потребителю. Очень популярный пример предохранителей, защищающие провода, так называемые "автоматы" дома, на работе, в общем везде.

Рассмотрим его как наиболее популярный: "автомат" на 16А "вырубило" — что же произошло? Скорее всего потребители превысили рассчитанную для них мощность. Pmax= 220В*16А = 3520Вт = 3,52 КВт или более неприятная ситуация — короткое замыкание т.е. прохождения пути с наименьшем сопротивлением, сопротивление стремится к нулю, а значит сила тока возрастает I=R/U. В пред.записи я упоминал, что сечение кабеля связано с силой тока. Согласно закону Джоуля — Ленца количество теплоты, выделяемое в единицу времени Q= I*I*R, оставив силу тока в стороне мы увидим прямую зависимость Q от R т.е. выше сопротивление кабеля выше нагрев, но нагрев может быть выше норм безопасности.

В случае, если сила тока в выбранном проводнике превысит некоторое предельно допустимое значение, возможен столь сильный нагрев, что проводник может спровоцировать возгорание находящихся рядом с ним объектов или расплавиться сам. Как правило, при выборе проводов, предназначенных для сборки электрических цепей, достаточно следовать принятым нормативным документам, которые регламентируют выбор сечения проводников.

Приведу таблицу, если не ошибаюсь, её используют на конкурсах АЗ.

Если же у вас при расчетах получилось, что максимальный номинал предохранителя, защищающего проводку, оказался меньше, чем номинал предохранителя, встроенного в само подключаемое устройство, то, скорее всего, вы просто выбрали слишком маленькое сечение питающего провода.

Почему так много предохранителей в автомобили?

В современных автомобилях достаточно много предохранителей — сделано это для безопасности, расположены в одном месте — для удобства обслуживания. К примеру неработающие фары — предохранитель позволяет локализировать неисправность, и если он постоянно вылетает не стоит ставить предохранитель с номиналом выше — надо искать причину.

1) На КАЖДОМ плюсовом силовом проводе, который вы отвели от аккумулятора, должен стоять предохранитель как можно ближе к аккумулятору. По правилам-на длине провода не больше 30см от клеммы аккумулятора.
2) Участок от клеммы аккума до предохранителя не защищен и потенциально пожароопасен. Поэтому он должен быть максимально короткий, а его расположение не должно угрожать целостности изоляции
провода.
3) На минусовых проводах ставить предохранители нельзя.
4) Закрепляйте держатель предохранителя жестко к кузову для того чтобы провод вместе с предохранителем от вибрации не угодил в подвижные части двигателя или еще куда-нибудь.
5) Ставьте предохранитель в доступном месте чтобы не приходилось разбирать пол машины чтобы до него добраться, кроме того место установки должно быть сухим, чтобы вода не попадала на предохранитель.
6) Если вы меняете провод от генератора до аккумулятора, на более мощный, и располагаете его в потенциально опасных местах, то его крайне желательно снабдить отдельным предохранителем около аккумулятора номиналом близким к максимальному току генератора, ДАЖЕ если на
заводском проводе там предохранителя нет.
7) ВСЕ силовые провода должны быть дополнительно защищены гофрой или
змеиной кожей.

Пример подключения усилителей

Если вы устанавливаете не один, а несколько усилителей, то их можно подключить двумя способами. Первый – протянуть один толстый провод, а потом развести питание с помощью дистрибьюторов. Если провода от дистрибьютора к усилителям окажутся достаточно длинными (больше 40 см) и будут тоньше, чем главный провод, уходящий на аккумулятор, то воспользуйтесь дистрибьютором со встроенными предохранителями, каждый с номиналом, соответствующим сечению подключаемого к нему более тонкого кабеля. Они нужны, чтобы защитить эти отрезки проводки с меньшим сечением.

Читайте так же:
Выключатель розетка счет учета

Второй вариант – тянуть несколько проводов от аккумулятора, каждый к своему усилителю через отдельный предохранитель. Несмотря на то что этот способ на первый взгляд кажется сложнее, у него есть преимущества: во-первых, проложить два тонких кабеля обычно бывает все же легче, чем один толстый, и, во-вторых, количество соединений на пути кабеля в этом варианте оказывается меньше, а это значит, что и сопротивление питающей линии тоже будет меньше.

Типы предохранителей в АЗ

1) Флажковый предохранитель

Для подключения головного устройства можно использовать обычный флажковый предохранитель. Поскольку он будет расположен в моторном отсеке рядом с аккумулятором, выберите для него держатель в герметичном исполнении.

2) Предохранители типа AGU

Предохранители типа AGU наиболее распространены в любительских автозвуковых инсталляциях из-за того что они и их держатели дешевле. Они представляют из себя стеклянный цилиндр с металлическими наконечниками и плавкой вставкой посередине. Главный недостаток предохранителей типа AGU это то что они сделаны из нескольких элементов-металлические наконечники и плавкая вставка соединены между собой контактной сваркой и в условиях окисления и вибрации при установке на автомобиль они могут отказать. Кроме того, в держателе предохранитель типа AGU обжимается пружинными контактами что тоже ненадежно.

3) Предохранители типа ANL

А для более мощных систем лучше использовать предохранители ANL (плоские). Они изготовлены из единой металлической пластины, которая сама и является плавкой вставкой. Такой предохранитель надежно фиксируется болтами в держателе и вероятность отказа от вибрации или окисления практически равна нулю.

4) Предохранители типа miniANL

Так же как и ANL лишены недостатков предохранители типа AGU, но в отличии от ANL используются с меньшими токами и имеют размер меньше своих собратьев.

5) Автоматические выключатели

Альтернатива предохранителям – автоматические выключатели, срабатывающие при превышении заданного тока.

С минуса АКБ идут провода на усилитель фронта (10), усилитель саба (16), магнитолу (4) и генератор(25).

С плюса АКБ идёт провод (25) на блок предохранителей.
Через предохранитель в 15А идет провод (4) на ГУ. Предохранитель флажковый.
Через предохранитель в 30А идет провод (10) на усилитель фронта. Предохранитель miniANL.
Через предохранитель в 60А идет провод (16) на усилитель саба. Предохранитель miniANL.
Через предохранитель в 90А идет провод (25) на генератор. Предохранитель miniANL.

Коммутационная и защитная аппаратура на судне

По своему назначению аппаратура ГРЩ, АРЩ и других распределительных устройств подразделяется на: коммутационную, защитную, коммутационно-защитную, измерительную, регулировочную и сигнальную.

Коммутационная и защитная аппаратура на судне

Коммутационная аппаратура служит для включений, отключений и переключений электрических цепей. К ней относятся: рубильники и переключатели рубящего типа или ножевые, выключатели и переключатели пакетные и других видов, переключатели универсальные.

Рубильники и переключатели рубящего типа применяют в качестве основных коммутационных аппаратов для набора схемы щита или схемы электроэнергетической установки в целом; их различают по номинальному току (100, 200, 400, 600, 1000 А), числу полюсов (одно-, двух-и трехполюсные) и виду привода (с центральной, боковой рукояткой или с рычажным приводом).

В цепях постоянного тока применяют рубильники с моментным отключением, в которых дугу разрывают вспомогательные ножи, укрепленные на основных с помощью пружин. Кроме обычных рубильников, иногда применяют блоки рубильник — предохранитель.

Пакетные выключатели рассчитаны на нечастую коммутацию цепей постоянного (до 350 В) и переменного (до 380 В) тока от 10 до 360 А; выпускаются одно-, двух- и трехполюсными на два и три направления в открытом и водозащищенном исполнении.

Обозначение типов пакетных выключателей и переключателей: ПВЗ-60 или ПКЗ-60 — пакетный выключатель трехполюсный на 60 А; ПП2-25/Н-2 — пакетный переключатель двухполюсный на 25А, на 2 направления.

Универсальные переключатели серии УП и КФ на распредели тельных щитах широко используют в качестве переключателей измерительных приборов на разные полюса или фазы (переключатели вольтметров, амперметров), а также на различные участки шин ГРЩ (переключатели частотомеров, синхроноскопов и др.).

Находят применение и другие виды коммутационной аппаратуры например: пусковые кнопки, тумблеры, контакторы и блок- контакторы.

Профилактические осмотры и своевременный ремонт рубильников и пакетных выключателей значительно повышают надежность электрических цепей. В рубильниках и переключателях: вследствие обгорания чаще всего изнашиваются контактные ножи и неподвижные контакты. При слабом их обгорании контактные поверхности можно зачищать личным плоским напильником.

Если выгорание контактов сильное, то можно их наплавить однородным металлом при помощи газовой горелки с использованием в качестве флюса буры. После наплавления обрабатывают поверхности напильником.

Ремонт пакетных выключателей и переключателей в эксплуатационных условиях из-за сравнительной сложности их конструкции затруднителен. Однако нужно следить за контактной системой этих аппаратов и, если возможно, выполнять мелкий ремонт. Для ремонта можно использовать годные детали вышедших из строя пакетных выключателей. При значительных повреждениях выключатели заменяют новыми.

Защитная аппаратура предназначена для защиты источников электроэнергии, цепей и потребителей от перегрузок, коротких замыканий, понижения напряжения, обратного тока, обратной мощности и др. К ней относятся предохранители и реле.

Читайте так же:
Автоматический выключатель его назначение

Предохранители и их селективность

Плавкие предохранители представляют собой аппараты, служащие для защиты электрических цепей от токов КЗ и значительных перегрузок. Предохранитель любого типа состоит из трех основных частей: патрона, плавкой вставки и конструкции для установки патрона и присоединения проводов.

Предохранители и их селективность

Длительный ток, на который рассчитана плавкая вставка, называется номинальным током плавкой вставки. Он обозначается на плавкой вставке заводом-изготовителем. Для большинства предохранителей плавкие вставки изготовляют из свинца, сплавов свинца с оловом, цинка, меди, серебра и других металлов на следующие номинальные токи: 6, 10, 15, 20, 25, 35, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 260, 300, 350, 430, 500, 600, 700, 850, 1000 А.

Номинальным током предохранителя называют длительный ток, на который рассчитаны патрон и конструкция для его установки. В данный предохранитель могут быть установлены плавкие вставки на различные номинальные токи, но не более, чем номинальный ток предохранителя. Например, в предохранитель на 15 А могут быть установлены плавкие вставки на 6, 10 или 15 А.

Обозначают предохранители на схемах дробью: в числителе — номинальный ток предохранителя, в знаменателе — номинальный ток плавкой вставки.

При протекании через предохранитель тока КЗ или при перегрузке плавкая вставка расплавляется и разрывает цепь. Чем больше ток, протекающий через плавкую вставку, тем быстрее юна расплавляется и отключает цепь.

Способность предохранителя защищать цепь от перегрузки и обеспечивать селективность (избирательность) действия в общей совокупности защиты сети определяется ампер-секундной характеристикой. Она представляет собой (рис. 1, а) зависимость времени разрыва цепи от кратности перегрузки по отношению к номинальной. Из характеристики видно, что ток перегрузки 1,3 Iн может не вызвать разрыва цепи длительно. В то же время перегрузка в 30% может быть опасна для защищаемой установки. В этом смысле предохранители нельзя считать надежной защитой от перегрузок.

Важной характеристикой предохранителей является их разрывная способность, определяемая тем наибольшим током КЗ, который предохранитель может отключить без каких-либо деформаций, препятствующих его дальнейшему использованию после смены плавкой вставки.

Плавкий предохранитель: а — ампер-секундная характеристика; б — патрон предохранителя ПР-2

Рис. 1. Плавкий предохранитель: а — ампер-секундная характеристика; б — патрон предохранителя ПР-2

В сравнении с автоматическими выключателями предохранители имеют меньшую (в 2—6 раз) разрывную способность. Однако время гашения дуги и общее время разрыва цепи предохранителем при токах КЗ очень мало. В этом их важное преимущество.

На судах наибольшее распространение получили трубчатые (ПР) и пробочные (ПД) предохранители.

Устройство патрона предохранителя ПР-2 на 350 А (рис. 1, б): на фибровой трубке 1 закреплены латунные кольца 5, на которые навинчиваются латунные колпачки 4. К контактным ножам 3, зажимаемым с помощью колпачков, болтами 2 прикрепляется сменная плавкая вставка 6. Предохранители ПР-2 изготовляют двух габаритов, отличающихся длиной патрона, на 250 и 500 В.

В предохранителях типа ПР применяют фигурные пластинчатые цинковые вставки, имеющие 2—4 суженных места, где из-за большего сопротивления выделяется больше тепла, чем в широких частях.

Фибра, из которой выполнена трубка патрона, является газогенерирующим материалом. Фибра при перегорании плавкой вставки выделяет водород, углекислый газ и водяной пар, которые обладают дугогасящими свойствами.

В процессе эксплуатации чаще всего повреждаются стойки ножи и вставки предохранителей.

Стойки и ножи трубчатых предохранителей при незначительных подгарах и оплавлениях зачищают напильниками, а затем поврежденное место лудят. При значительных выгораниях плоскостей и кромок контактных ножей и предохранителей можно так же, как у рубильников, наплавить поврежденные места однородным металлом.

Пробитые, обгоревшие и поломанные фибровые трубки предохранителей и сгоревшие плавкие вставки заменяют новыми.

Реле коммутации и защиты

Реле представляют собой электрические аппараты, замыкающие или размыкающие свои контакты при изменении контролируемой ими физической величины. Значение контролируемой величины, при которой реле срабатывает, называется уставкой реле.

Реле различают: по принципу действия (электромагнитные, индукционные, тепловые и т. д.), по времени срабатывания (мгновенного действия и с выдержкой времени), по способу возврата реле в исходное состояние (с самовозвратом, с принудительным ручным или электромагнитным возвратом), по назначению (реле управления, защиты, блокировки и сигнализации).

Важной характеристикой реле является коэффициент возврата, представляющий собой отношение значений величины отпускания к величине срабатывания. Он обычно меньше единицы.

Особое место в распределительных устройствах занимают реле защиты, которые могут быть максимального тока, обратной мощности, тепловые.

Устройство такого реле (типа ДТ) показано на рис. 2. Это электромагнитное поляризованное реле, реагирующее на изменение направления протекающего по катушке тока.

Реле обратного тока

Рис. 2. Реле обратного тока

На сердечнике 8 его магнитопровода находится токовая катушка 7, включаемая последовательно в защищаемую цепь. Между полюсами N—S на оси, перпендикулярной плоскости рисунка, может поворачиваться якорь 6 с намотанной на него катушкой напряжения 5. Ток к ней подается гибкими проводниками от выводов Л1 и Л2. Направление тока в этой катушке неизменно, а в последовательной может изменяться. Если ток по катушке 7 течет в нормальном, заранее предусмотренном направлении, якорь поворачивается по часовой стрелке, рычаг 4 доходит до упора. При изменении направления тока якорь поворачивается против часовой стрелки. Пружина 3 растягивается. Подвижный контакт 2 замкнется с контактом 1, включит расцепитель автомата, который отключит генератор от шин щита.

Читайте так же:
Выключатель заднего хода киа сид

Регулировку реле обратного тока выполняют натяжением пружины 3. Настройку реле в системе защиты генераторов производят согласно Правилам Регистра на обратный ток 2—15% номинального.

Индукционное реле мощности типа ИМ-149 (рис. 3) осуществляет направленную защиту генераторов переменного тока от перехода их в двигательный режим. Индукционная система реле состоит из двух электромагнитов: трехстержневого верхнего 4 и подковообразного нижнего 1 и расположенного между ними алюминиевого диска 2, закрепленного на оси 9.

Индукционное реле обратной мощности ИМ-149

Рис. 3. Индукционное реле обратной мощности ИМ-149

На нижнем электромагните находится обмотка напряжения, на верхнем — токовая. Подвижный контакт 8 через шестеренчатую пару связан с осью диска. Пружина 7 удерживает контакты 6 и 8 в разомкнутом состоянии. Постоянные магниты 3 обеспечивают обратнозависимую характеристику реле: чем больше обратная мощность, тем быстрее поворачивается диск и быстрее замыкаются контакты 6, закрепленные на колодке 5.

При нормальном направлении мощности (от генератора к шинам) обмотки создают вращающий момент в диске, направленный в ту же сторону, что и момент, создаваемый пружиной 7 (на размыкание контактов). При обратном направлении мощности (от шин к генератору) ток в катушке электромагнита 4 изменяет свою фазу на обратную, а в обмотке напряжения фаза не изменяется.

Вращающий момент диска поменяет свой знак на обратный и, преодолевая противодействие пружины 7, повернет подвижный контакт 8 в сторону неподвижных и замкнет их.

Реле ИМ-149 допускает регулировку по уровню обратной мощности (6, 9 и 12% номинальной) перестановкой штепсельного устройства в отпайках токовой обмотки и по выдержке времени в пределах от 0 до 10 — с зазором между подвижным и неподвижным контактами, т. е. изменяя положение упора подвижного контакта.

На новых судах синхронные генераторы от обратной мощности обычно защищают бесконтактным реле обратного активного тока типа РОТ-51. Это реле обладает ступенчатым регулированием по току 5, 10, 15% номинального.

Выбор защитных аппаратов СОПТ для подстанций 35–750 кВ

Правильный расчёт и выбор защитных аппаратов в системах оперативного постоянного тока (СОПТ) подстанций определяет не только нормальное функционирование СОПТ, но и надёжную работу объекта в целом.

Действующая в настоящее время нормативная база [1—3] определяет следующие требования к аппаратам защиты:
• расчёт токов КЗ нужно выполнять как для максимально возможных токов, так и для минимально возможных с учётом сопротивления дуги. Расчёт токов КЗ должен выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 29176-91;
• на верхнем и среднем уровнях в качестве защитных аппаратов должны применяться предохранители. На нижнем уровне допускается применение как предохранителей, так и автоматических выключателей;
• защиты всех уровней должны быть селективны во всех диапазонах токов КЗ;
• защиты более низкого уровня резервируются защитами более высокого уровня;
• защитные аппараты должны обеспечивать чувствительность к дуговым коротким замыканиям в основной зоне и зоне резервирования;
• защитные аппараты должны обеспечивать отключение коротких замыканий в любой точке СОПТ, сопровождающихся снижением напряжения на шинах глубиной более 50%, со временем, не превышающим 50 мс, для обеспечения неперезагрузки микропроцессорных терминалов (МП терминалов).

Не претендуя в рамках одной статьи на полный анализ возможных вариантов решений этих задач, остановимся на нескольких, на наш взгляд, важных моментах.

Приведённые требования определяют следующий алгоритм расчёта.

Для определения коммутационной стойкости используемых защитных аппаратов и селективности необходимо рассчитать максимальное значение тока — это металлическое КЗ в начале кабельной трассы непосредственно за выбираемым защитным аппаратом. Батарея при этом считается новой (100% ёмкости) и полностью заряженной, то есть её ЭДС равна 2,05—2,1 В на элемент. Для определения чувствительности защитных аппаратов определяется минимальный ток КЗ — дуговое КЗ в конце защищаемой кабельной трассы при АБ в конце срока службы в аварийном разряде. Для батареи это означает ёмкость, гарантируемую производителем в конце срока службы (обычно 80% от номинальной), и ЭДС элемента в конце аварийного разряда согласно проектному решению (как правило, 1,8 В/эл). В зависимости от длин и сечений кабелей минимальный и максимальный токи КЗ могут отличаться на порядок.

Также, по требованиям ГОСТ 29176-91, необходимо учитывать изменения внутреннего сопротивления элементов цепи при их нагреве вследствие протекания тока КЗ. Это явление приводит к тому, что в процессе КЗ при нагреве, например, кабелей ток КЗ начинает снижаться. Если проигнорировать этот эффект при расчётах, то реальный ток КЗ может оказаться серьёзно заниженным, что приведёт к недостаточной чувствительности выбранных защитных аппаратов. Это подтверждается обследованиями действующих объектов [4]. Таким образом, расчётное значение тока КЗ напрямую зависит не только от параметров АБ, кабелей и прочих элементов схемы, но и от расчётного времени отключения КЗ выбранным защитным аппаратом. Следовательно, перед тем, как начинать расчёт, необходимо первоначально выбрать кабели и защитные аппараты на всех уровнях защиты, определив тем самым времена отключения КЗ, а затем рассчитывать токи и выбирать аппараты и их уставки начиная с нижнего уровня. Не исключено, что в процессе расчёта придётся корректировать сечения кабелей и номиналы защитных аппаратов, заново пересчитывая при этом все токи КЗ и время отключения.

Читайте так же:
Автоматический выключатель электрон э06в 1000а

При таком расчёте, во время которого выбираются устанавливаемые аппараты, решается ещё одна важная задача — обеспечение селективности уровней защиты. При использовании предохранителей на всех трёх уровнях её решение не вызывает особых затруднений — достаточно лишь, чтобы номиналы последовательно включённых вставок отличались более чем в 1,6 раза — селективность при этом гарантируется производителем. При установке же на нижний уровень современных автоматических выключателей, у которых в режиме отсечки время отключения практически не зависит от тока КЗ, необходимо, как видно из рисунка, учитывать предельный ток селективности.

Определённые сложности в реализации вызывает требование обеспечивать чувствительность к дуговым коротким замыканиям в зоне резервирования. Как видно из рисунка, при одинаковом токе КЗ времена отключения автоматического выключателя на 10 А с характеристикой С в зоне отсечки и предохранителя на ток 50 А могут отличаться на порядки. С учётом того, что разница между номиналами выше- и нижестоящего аппаратов может быть значительно большей, например при большом количестве отходящих от вышестоящего предохранителя линий, ни о каком оперативном отключении дугового КЗ в зоне резервирования речь не идёт.

Особенно сложно обеспечить чувствительность к дуговым КЗ в зоне резервирования, если при выборе автоматических выключателей нижнего уровня необходимо обеспечивать пусковые токи питаемого оборудования. Так, например, у некоторых МП терминалов производства Siemens серии SIPROTEС пусковой ток превышает номинальный ток потребления более чем в 15 раз, что заставляет завышать номинал аппаратов нижнего уровня.

Отдельно стоит рассмотреть требования, касающиеся обеспечения неперезагрузки МП терминалов при КЗ в СОПТ. Если в первом варианте Норм технологического проектирования [3] просто констатировалась необходимость соблюдать это условие, то в [1] и [2] даны чёткие указания по обеспечению отключения КЗ, которые сопровождаются просадкой напряжения ниже 50% от номинала, за время 50 мс. Реализовать это на реальном объекте во всём диапазоне токов КЗ, особенно с учётом длин кабельных трасс, выходящих за пределы ОПУ, весьма затруднительно, в любом случае это приводит к значительному увеличению сечения кабелей. Насколько же эти требования правомерны?

Если отталкиваться от действующих нормативных документов — РД 34.35.310-01, — устройства МП РЗА должны сохранять заданные функции без изменений параметров и характеристик срабатывания при перерывах питания постоянным оперативным током длительностью до 0,5 с. Так, например, МП терминалы производства АВВ серии 670 снабжаются специальной приставкой, которая продлевает работу устройства без «перезагрузки» при потере питания до 0,6 с. Также производитель подтверждает длительную нормальную работу таких устройств в диапазоне напряжений от 70 до 300 В. В данном случае попытка соблюсти условие «50% за 50 мс» приведёт лишь к неоправданным затратам на кабели повышенного сечения и не принесёт никакого реального эффекта.

Однако существуют и другие МП терминалы, например производства Siemens серии SIPROTEС, у которых при определённой комплектации диапазон рабочих напряжений равен 176—300 В постоянного тока, а перекрываемое время потери напряжения при обрыве/коротком замыкании составляет 50 мс. Для подобных устройств просадка напряжения ниже 176 В (то есть 20% от номинального напряжения), пусть даже формально вписывающаяся в требования [1] и [2], означает перезагрузку, и её недопущение — задача ещё более сложная и дорогостоящая.

Таким образом, на наш взгляд, в данном вопросе правильнее отталкиваться не от требований [1—3], а от требований, которые предъявляют к питающему напряжению конкретные МП терминалы, установленные на объекте. Причём не стоит ограничиваться только борьбой за малые просадки напряжения при КЗ и быстрое их отключение — этот метод может быть неэффективным. Необходимо рассматривать и иные меры недопущения перезагрузки МП терминалов. Одним из возможных вариантов может стать организация безразрывного диодного АВР. При провале напряжения вследствие КЗ или иной неисправности на одной АБ, это устройство автоматически подключает для питания вторую АБ при двухбатарейной конфигурации СОПТ. Подобное схемотехническое решение допускается к использованию согласно [2], и уже реализовано на нескольких объектах.

Таким образом, расчёт токов КЗ и выбор защитных аппаратов — это сложный итерационный процесс, при котором должны учитываться множество факторов, в первую очередь реальные технические характеристики оборудования, установленного на объекте. Во вдумчивом анализе этих факторов, оптимальном подборе компонентов системы по принципу необходимости и достаточности и заключается искусство проектировщика.


ЛИТЕРАТУРА

1. СТО 56947007-29.120.40.093-2011 Руководство по проектированию систем оперативного постоянного тока (СОПТ) ПС ЕНЭС. Типовые проектные решения.
2. СТО 56947007-29.120.40.041-2010 Системы оперативного постоянного тока подстанций. Технические требования.
3. СО 153-34.20.122-2006 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35—750 кВ.
4. Диагностика электроустановок оперативного постоянного тока на подстанциях ОАО «Мосэнерго», Балашов В.В., Гусев Ю.П., Поляков А.М., Фещенко В.А., Электрические станции, 2000, № 8, с.39—46.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector