Бурштинський М.В. Копчак Л.С. Хай М.В. Апарати захисту та керування в електричних установках низької напруги

Подождите немного. Документ загружается.

110

тичний струм КЗ в колі завдяки вимикачеві є меншим від очіку-

ваного, інакше розрахункового струму. Очевидно, чим більша

швидкодія вимикача, тим вища його обмежувальна здатність.

1.5.2. Обмежувальну здатність розглядають у двох аспектах:

1) обмеження пікового значення

струму КЗ;

2) обмеження енергії, що виділяється у колі від моменту появи

КЗ до часу розриву контактів.

В першому випадку йдеться про електродинамічні сили, зна-

чення яких залежить від пікового струму

і які призводять до

механічного руйнування обладнання.

У другому – про виділену в лінії електропередачі енергію, що

призводить до старіння чи руйнування ізоляції струмопроводу. На

практиці для оцінки вимикача користуються не повною енергією, що

виділяється у тій чи іншій

ділянці кола, і яка повинна

виражатись як

∫

dtiRW

або

tRIW =

, (де І

– діюче

значення струму КЗ), а

умовною величиною

(для

простоти tI

[Ас

]). Цю вели-

чину називають коефіцієнтом

пропускання енергії, або пи-

томою розсіюваною енер-

гією вимикача W

[Дж/Ом]

(енергія, що розсіюється на

ланці, опір якої R=1 Ом).

1.5.3. Обмежувальні ха-

рактеристики деяких автоматичних вимикачів серії ВА88 наведені

на рис. 13, а криві пропускання енергії – на рис. 14.

Рис. 13. Обмежувальні

характеристики вимикачів серії ВА88:

– пікове значення фактичного

струму при вимиканні; І

– очікуваний

діючий струм КЗ

111

Рис. 14. Криві пропускання енергії

автоматичних вимикачів серії ВА88

1.6. Селективний захист на автоматичних вимикачах

1.6.1. Під селективним захистом розуміють здатність

системи так працювати, щоб у разі виникнення аварії в радіальній

ланці послідовно розташованих автоматичних вимикачів вимикався

лише той автомат, який розташований першим від об’єкта А –

причини аварії (рис. 15).

Наслідки неселективного вимикання ліній електропостачання

можуть мати більш чи менш серйозний характер. Неселективне

вимикання всього під’їзду при КЗ в одній із квартир розглядають як

прикру незручність, але вимикання цілої групи паралельно під’єднаних

споживачів, коли один із групи відповідає за безпеку, у деяких випад-

ках недопустиме. Неселективне вимикання на виробництві може спри-

чинити значні збитки внаслідок недовипуску продукції тощо. Отож,

112

залежно від характеру під’єднаних до мережі об’єктів до селективності

захисних пристроїв ставлять помірковані або строгі вимоги.

Причини аварій можуть бути різними. Це надструми,

пониження чи підвищення напруги, перекіс фаз, витік струму на

землю. Для кожної з названих аварій

функціонально може бути організований

свій захист. Тому поняття селективності в

роботі захисної апаратури має глобальний,

комплексний характер. Ми зупинимось

тільки на селекції захисту від надструмів,

спричинених в електричному обладнанні:

• перевантаженням;

• коротким замиканням в системі;

• вмиканням електрообладнання

(пуск двигунів тощо).

Розрізняють повну і часткову се-

лективність.

Повною селективність називають

тоді, коли за будь-яких надструмів (пере-

вантаження чи КЗ) першим спрацьовує

автомат, розташований ближче до об’єкта,

де виникла аварія (рис. 16, на якому QF1 для спрощення не врахо-

вують). При частковій селективності найближчий до місця аварії

автомат спрацьовує першим лише тоді, коли надструми не

перевищують визначеного значення (рис. 17).

Рис. 16 засвідчує, що запорукою повної селективності є

відсутність перетину часострумових характеристик автоматів.

1.6.2. Зони селективності. Аналізуючи часострумову характе-

ристику вимикача, можна дійти висновку, що площину, на який вона

розташована, можна розділити на зони: зону перевантаження та зону

КЗ. Поділ на зони стосується суто конкретного вимикача (рис. 18).

Якщо захист від перевантажень здійснюється із затримкою за

допомогою розчеплювача, який загалом називають розчеплювачем

типу LT (додаток 1), то захист від більших струмів (особливо КЗ)

QF1

QF2

QF3

Аварія

Рис. 15 Захист

на автоматичних

вимикачах

113

повинен відбуватись якомога швидше за рахунок розчеплювача миттє-

вої дії, який називають розчеплювачем типу INS.

Рис. 16. Повна селективність Рис. 17. Часткова селективність

Рис. 18. Зони селективності автоматичних вимикачів

1.6.3. Струмова селективність. Коли поточний струм I

проходить в зоні перевантаження обох вимикачів (див. рис. 18) або

тільки в зоні перевантаження вимикача, що розташований “вище”

114

(струм I

, вимикач QF2), то забезпечення селективності не є

проблемою. Досить, щоб номінальний струм “вищого” вимикача був

більшим від струму вимикача, ближчого до аварії. На практиці для

надійності роботи системи виконують вимогу, щоб номінальні

струми сусідніх у послідовній ланці розчеплювачів відрізнялись у

1,6, тобто I

≥1,6I

, а струми наставок миттєвої дії відрізнялись не

менше ніж у 1,5, тобто I

≥1,5I

. Так забезпечену селективність

називають струмовою.

1.6.4. Часова селективність. Завдання ускладнюється, якщо

поточний струм I

rКЗ

входить в зони КЗ обох сусідніх вимикачів QF3 та

QF2 (рис. 19). Річ у тім, що у більшості вимикачів часострумові ха-

рактеристики в зоні “глибоких” струмів КЗ (більше від 25I

) збігаються,

оскільки час вимикання стає меншим ніж 10 мc за частоти 50 Гц.

Проблема вирішується, якщо у вимикачі QF2, який є наступ-

ним за місцем КЗ, є можливість регулювати час затримки спрацю-

вання t

миттєвого вимикача (розчеплювач типу ST) або він настав-

лений конструктивно. Так забезпечену селективність називають

часовою (див. рис. 19).

Рис. 19. Часова селективність в зонах КЗ QF3 та QF2

1.6.5. Енергетична селективність вимикачів. Візуальне збі-

гання часострумових характеристик за рахунок низької роздільної

115

здатності рисунків в зоні КЗ ще не свідчить про однаковий час спра-

цювання різних вимикачів. У такому разі для розв’язання задачі селек-

ції користуються кривими коефіцієнта пропускання енергії I

Вважають, що селективність є повною, якщо за усіх значень

поточного струму I потік енергії, який пропускає через себе автома-

тичний вимикач QF3, розташований першим до місця аварії, є меншим,

ніж потрібний для спрацювання розчеплювача автоматичного вимикача

QF2, розташованого наступним у радіальній ланці (рис. 20).

Рис. 20. Енергетична селективність вимикачів Рис. 21. Логічний

селективний захист

1.6.6. Логічна селективність захисту (рис. 21) полягає в наяв-

ності у вимикача “вищого” рівня, наприклад, QF2, спеціального додат-

кового логічного блока аналізу стану вимикача QF3, що розташований

у радіальній ланці ближче до місця аварії і, своєю чергою, вироблення

сигналу власного стану для наступного вимикача QF1, ближчого до

входу. Образно кажучи, при КЗ навіть при однакових уставках і

116

швидкодіях всіх вимикачів радіальної ланки вимикач “вищого” рівня

спрацює лише якщо упродовж заданої затримки часу (звичайно 50 мс)

від автомата “нижчого” рівня не надійде сигнал про його вимкнення.

2. ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

2.1. Програма роботи

2.1.1. Ознайомитись з лабораторним стендом для вивчення функ-

ціональних можливостей автоматичних вимикачів модульної серії

ВА47–29. Вивчити технічні дані розташованих на щиті апаратів.

2.1.1.1. Зібрати схему (рис. 22, а). Виконати тестування і дослі-

дити роботу розчеплювача мінімальної напруги KV1.

2.1.1.2. Дослідити роботу додаткових контактів стану OF(S1)

у разі:

1) ручного керування вимикачем;

2) вимкнення вимикача від надструмів.

2.1.1.3. Дослідити роботу додаткових контактів аварійної сигна-

лізації SD (S2) у разі:

1) ручного керування вимикачем;

2) вимкнення вимикача від надструмів.

2.1.1.4. Зібрати схему (рис. 22, б). Виконати тестування і дослі-

дити роботу незалежного розчеплювача КV1.

2.1.2. Ознайомитись з лабораторним стендом для вивчення

функціональних можливостей моделей автоматичних вимикачів

серії ВА-88 з термомагнітним розчеплювачем. Вивчити технічні

дані розташованих на щиті апаратів; ознайомитись з окремими

моделями апаратів серії та технічним каталогом [2].

2.1.2.1. Ознайомитись з додатковими пристроями названих

вимикачів серії та способом їхнього монтажу.

117

а б

Рис. 22. Робочі схеми для дослідження автоматичного вимикача

та додаткових пристроїв до нього:

а – QF1 – ВА47-29М; KV1 – РМ47; S1 – КВ47;

S2 – КСВ47; б – QF1 – ВА47-29М; KV1 – РН47

2.1.2.2. Зібрати схему (рис. 23). Здійснити ручне вмикання/вими-

кання вимикача та дистанційне вмикання/вимикання, використову-

ючи електромагнітний привід. Прослідкувати за індикацією стану у

разі використання додаткових контактів стану або за індикацією у

разі використання контактів аварійної сигналізації.

118

QF1 – ВА88-33; KV1 – РН125/160; S1 – ДК125/160; М1 – CDM3/125/160

Рис. 23. Робоча схема для дослідження автоматичного вимикача ВА88-33

2.1.2.3. Дистанційно вимкнути вимикач за допомогою незалеж-

ного розчеплювача. Простежити за індикацією у разі використання

контактів аварійної сигналізації.

2.1.3. Ознайомитись зі способом монтажу на розподільному щиті

автоматичного вимикача з електронним захистом типорозміру ВА88-43.

2.1.3.1. Ознайомитись з додатковими пристроями та способом

їхнього монтажу у підставці вимикача.

2.1.3.2. Вивчити передню панель вимикача (див. рис. 8).

2.1.3.3. Увімкнути вимикач; протестувати його за допомогою

клавіші, а також за допомогою дистанційного тестування, викорис-

товуючи для цього спеціальну вилку у гнізді “ТЕСТ” (див. рис. 11).

2.1.3.4. На підставі даних, одержаних від викладача, здійснити

програмування режиму роботи вимикача:

• задати часострумову характеристику (перемикач 3);

• виставити робочий номінальний струм теплового захисту

(перемикач 2);

• задати передаварійну сигналізацію (перемикач 4).

119

Список літератури

1. Аппараты защиты электрических цепей. – М.: ООО “Интер-

электрокомплект”, 2005.

2. Автоматические выключатели серии ВА-88. – М.: ООО “Интер-

электрокомплект”, 2005.

3. Энергетическая селективность защитных устройств низкого

напряжения. – К., 2006. Вып. 4: Библиотечка электрика (публикации

компании Шнейдер Электрик”). – 32 с.

4. Міжнародний стандарт ІЕС60947-2-98 (Державний стандарт

Російської Федерації. Апаратура розподілу і керування низьковольт-

на. Ч. 2: Автоматичні вимикачі ГОСТ Р 50030.2-99).