Автоматический выключатель без токовой отсечки

Автоматический выключатель без токовой отсечки

53.Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ автоматическими выключателями. Чувствительность и селективность автоматических выключателей. Карта селективности.

Автоматические выключатели снабжают специальными устройствами токовой релейной защиты, которые в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты с зависимой и не­зависимой выдержкой времени или в виде двухступенчатой и трех­ступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные, тепловые и полупроводниковые устройства защиты, которые называют рас­цепителями.

Автоматические выключатели, защита которых содержит все три ступени защиты или вторую и третью называются селективными.

Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток I а.ном, номинальное напряжение U а.ном и номинальный ток отключения Ι а.откл.

Номинальным током отключения называется наи­больший ток, который выключатель способен отключить.

Расцепи­тель характеризуется номинальным током I рц.ном, током срабатывания I с.з. и выдержкой времени t с.з. каждой ступени. Номинальным током расцепителя на­зывается наибольший ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя.

РАСЦЕПИТЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

С помощью тепловых расцепителей выполняется максимальная токовая защита. Сочетание теплового расце­пителя с электромагнитным мгновенного действия позволяет вы­полнить двухступенчатую токовую защиту, содержащую первую и третью сту­пени. При перегрузках защита действует с зависимой выдержкой времени, а при коротких замыканиях — без выдержки времени. Такое устройство защиты можно назвать комбинированным расцепителем. К омбинированными расцепителями снабжены автоматических выключатели А3110.

Биметаллический элемент реле 1 имеет форму полукольца с выступом, на котором расположен установочный винт 2. Элемент соединен заклепками с токоведущими шинами 5 и 6. Параллельно биметаллическому элементу подклю­чен нагреватель 4. Наличие нагревателя позволяет увеличить выдержки време­ни реле при перегрузках. Принцип действия расцепителя. При перегрузке термобиметаллический элемент прогибается под действием теплоты, выделяемой непосредственно в нем и в нагревателе. Установоч­ный винт 2 воздействует на рейку 3, которая, поворачиваясь, освобождает удерживающие рычаги механизма свободного расцепления и под действием пружин автоматический выключатель отключается

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Основные принципы выбора параметров токовой защиты сохраняются и при выпол­нении защиты расцепителями автоматических выключателей.

Общим для всех автоматических вы­ключателей является соблюдение следующих требований:

1. Номинальное напряжение U а.ном должно быть не ниже напря­жения сети.

2. Номинальный ток отключения должен быть больше максимального тока КЗ.

3. Номинальный ток расцепителя I рц.ном выбирается больше максимального рабочего тока I раб. max

I рц.ном >= I раб. max

Первая ступень защиты — токовая отсечка без выдержки вре­мени. Ток срабатывания отстраивается от максимального тока внешнего ко­роткого замыкания

Выполнить это условие иногда бывает невозможно, так как у многих се­лективных автоматических выклю­чателей, снабженных трехступенча­той токовой защитой, уставка тока срабатывания первой ступени не ре­гулируется.

Вторая ступень защиты — токовая отсечка с выдержкой вре­мени.

Токовая отсечка с выдержкой времени не должна срабатывать при КЗ в начале следующего участка и при перегрузках.

Требуется ток срабатывания и выдержку времени второй сту­пени защиты выключателя QF 1 отстроить от тока срабатывания выдержки времени первой ступени защиты выключателя QF 2, по условиям:

,

где =1,3. 1,5;

— ступень селективности: для выключателей ВА55, ВА75 = 0,1 с; для выключателя А3790С = 0,15 с и для выключателя «Электрон» = 0,2. 0,25 с. Для исключения срабатывания при кратко­временных перегрузках необходимо выполнить условие

Третья ступень защиты — максимальная токовая защита.

Ток срабатывания третьей ступени не определяют. Он связан с номинальным током расцепителя I _{рц ном.} Поэто­му, выбрав I _{рц ном} , мы уже тем самым выбрали ток срабатывания . Таким образом, задача может сводиться только к проверке чувствитель­ности защиты. Время срабатывания третьей ступени выбирается на ступень селективности больше, чем время действиия защит на смежных элементах.

Время срабатывания для полупроводниковых расцепителей устанавливается при токе 6 I _{рц ном} .

Чувствительность и селективность расцепителей автоматических выключателей

Чувствительность.

В сетях, защищаемых только от токов КЗ, для обеспечения чувствительности расце­пителей должны выполняться следующие условия:

1. Минимальный ток КЗ I _{к. min} в наиболее удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителя I _{рц ном} в три и более раза;

2. Для автоматических выключателей, имеющих только расцепи­тели мгновенного срабатывания, должны выполняться соотношения:

— I _{к. min} > 1,4 , для выключателей с I _ном

— I _{к. min} > l ,25 для всех других выключателей.

Для сетей, защищаемых и от перегрузки , должны выполняться сле­дующие условия:

1. I _дл.доп. для выключателей, имеющих только мгновенно действующий расцепитель;

2. I _рц.ном I _дл.доп. для ненастраиваемого расцепителя.

3. (1. 1,25) I _дл.доп. для расцепителя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой.

Селективность.

Для обеспечения селективного отключения последо­вательно установленных автоматических выключателей защитные характеристики их расцепителей не должны пересекаться. При этом ток срабатывания расцепителя выключателя, расположенного ближе к источ­нику питания, должен быть больше, чем у расцепителя автоматическо­го выключателя, более удаленного от источника питания сети.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

Если характеристика расцепителя не удовлетворяет требованиям селективности, его уставки принимаются выше расчетных.

При этом не всегда удается получить селективно действующую за­щиту во всем диапазоне токов КЗ.

Селективного дейст­вия добиться нельзя, если .

При согласовании защитных характеристик среднюю погрешность действия расцепителей принимают равной = ±20% для всех типов выключателей. В этом случае селективность обеспечивается, если 0,8 t _сз1 > 1,2 t _сз2 или t _сз1 > 1,5 t _сз2 .

В сетях напряжением до 1 кВ необходимо обеспечивать селективность при совме­стной работе автоматических выключателей и плавких предохраните­лей. При этом ближе к источнику питания может находиться как вы­ключатель, так и предохранитель.

Если ближе к источнику автоматический выключатель, селективного дейст­вия можно достичь, используя селективный автоматический выключатель. Селективность обеспечивается и при неселективном вы­ключателе, если ток наибольшей уставки отсечки выше, чем ток КЗ при повреждении за предохранителем.

Если ближе к ис­точнику находится предохранитель, требования к селективности такие же, как и при согласовании между собой защитных характеристик пре­дохранителей.

Для графического определения селективности строится карта селективности.