Проверка коммутационных аппаратов по отключающей способности.

Необходимость проверки коммутационных аппаратов на отключающую способность вызвана тем, что каждый аппарат способен отключить ток короткого замыкания определенной величины. Эта величина называется предельно отключаемым током аппарата и приводится в его технической характеристике. Если фактический ток К.З в сети, коммутируемой аппаратом, окажется больше предельно отключаемого тока, то аппарат не справляется с гашением дуги, ток К.З не отключается в течении длительного времени, кабельная сеть загорается и возникает пожар.

Для обеспечения надежного отключения низковольтным аппаратом токов К.З необходимо, чтобы выполнялось условие:

I_О>1,2; (7.32)

где I_О – предельно отключаемый ток аппарата;

- наибольший расчетный ток трехфазного К.З на выходе аппарата, А;

1,2 – коэффициент запаса, гарантирующий отключение токов К.З.

Если последовательно с пускателем в сеть включены несколько автоматических выключателей, то проверку отключающей способности пускателя допускается производить пользуясь выражением:

nKl_O≥; (7.33)

где n – число аппаратов, последовательно включенных в силовую сеть и способных максимальной зачатой, способной срабатывать при токе равном ; К=1 при n=2; К=1,1 при n=3÷4.

5. Выбор уставок максимальных токовых защит

Расчетная величина уставки тока срабатывания реле автоматических выключателей и пускателей определяется по формулам.

Для защиты ответвлений питающих электродвигатель с к.з. ротором:

I_р.у =I_n , (7.33)

где I_n - пусковой ток двигателя, А.

I_р.у =I_n , (7.34)

Для защиты магистрали питающих группу электродвигателей:

I_р.max= I_p I_n.max , (7.35)

где I_p - номинальный ток силового трансформатора, А;

I_n.max - пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, А

Для электродвигателей:

I_р.max= I_n. (7.35)

Для силовых трансформаторов:

где I_н.тр. - номинальный трансформатора на ВН стороне, А;

К_т. - коэффициент трансформации силового трансформатора.

Таблица 7.7.

Уставки максимальных токовых защит

Обозначение на схеме	Защита от токов К.З. (УМЗ, ПМЗ)
	Расчетный ток уставки, А	Ток выбранной уставки	Двухфазный ток К.З	Отношение
		, кА	, кА	Iус	≥1,5
Электрические аппараты сети ПУПП-1
АВ1	1540	1800	6,496	3,61
П1	1425	1500	3329	2,66
П2	1425	1500	3329	2,66
П3	1102	1250	3329	2,2
Электрические аппараты сети ПУПП-2
АВ3	1787	2000	9940	4,97
АВ4	1787	2000	9940	4,97
П4	1065	1200	2651	2,2
П5	1065	1200	5574	4,6
П6	660	750	6875	9,2
П7	660	750	7374	9,8
П8	660	750	4762	6,3
П9	165	187	5426	2,9
П10	232,5	250	4918	19,6
П11	307,5	343	7036	20

Расчетную величину уставки тока срабатывания реле автоматических выключателей и пускателей определяют по формулам:

а) Для защиты магистрали, питающих группу электродвигателей:

I_p.y=I_П.М+∑I_H; (7.36)

где I_П.М – пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, А;

∑I_H – сумма номинальных токов всех остальных электродвигателей.

Производим расчеты для подстанций, решение сводим в таблицу 7.7.

Расчетное значение уставки целесообразно увеличить на 25% с целью исключения ложного срабатывания защит от переходных процессов.

I_y= I_p.y1,25. (7.37)

По полученному значению тока уставки выбирается стандартная цифровая уставка как ближайшая большая.

КРУ проверяется на термическую стойкость:

(7.38)

Где I_н.т.у. - ток термической стойкости выключателя КРУ, А;

t_н.т.у. = 5-10 с. - время протекания тока I_н.т.у. ,с;

t_n = 0,15 0 0,2 с. - время отключения выключателя,с.

I_н.т.у.  (0,120,17)_I⁽³⁾_к.з. (7.39)

Проверка на электродинамическую стойкость КРУ:

I_уд.доп. I_{уд.расч.}, А, (7.40)

где I_уд.доп. - допустимый ударный ток к.з. аппарата, А.

Если условие для низковольтных аппаратов:(I_o 1,2_I⁽³⁾_к.з) не выполняется, то при наличии в присоединении, питающем данный аппарат, другого аппарата с достаточной отключающей способностью необходимо соблюдение условия:

I_у.  0,55I_о, А, (7.41)

где I_у. - уставка тока максимального релеаппарата с достаточной отключающей способностью, А.

Так как пускатели и автоматы включены по каскадной схеме, то при наличии в присоединении, питающем пускатель, с низкой отключающей способностью двух автоматических выключателей предельно отключаемый ток пускателя увеличится до следующих значений:

Для пускателя с I_ном. = 320 А, I_о = 16000А;

Для пускателя с I_ном. = 250 А, I_о = 12500А;

Для пускателя с I_ном. = 63 А, I_о = 8700А;

I_ру = I_n.max. +  I_н , А, (7.42)

где I_n.max. - пусковой ток самого мощного двигателя, А;

 I_н - сумма номинальных токов всех остальных электродвигателей, А.

По расчетному значению тока установки выбирается стандартная цифровая уставка, как ближайшая большая.

Выбранная уставка проверяется по наименьшему двухфазному току к.з.:

, (7.43)

где _Iу - стандартное значение тока уставки, А;

1,5 - коэффициент чувствительности защиты.

При выборе уставок токовых защит КРУ необходимо определять первичный и вторичный ток срабатывания защиты, учитывать схему соединения трансформаторов тока и коэффициент надежности.

Выбор уставки производится по вторичному току, а проверка защиты по первичному току:

; (7.44)

I_ср.1 = К_т.т.I_у., А, (7.45)

где К_н.= 1,21,4 - коэффициент надежности защиты;

К_т.т.- коэффициент трансформации трансформаторов тока защиты;

I_p.max. - расчетный максимальный ток КРУ, А;

I_у. - ток уставки реле, принимается как ближайшее большее значение к I_ср.2,А.

Максимальный расчетный ток нагрузки определяется по формулам.

Для питающих линий ГПП, ЦПП, РПП, а также для сборных шин этих подстанций:

I_р.max = I_н.max I_n.max ,A. (7.46)

Для электродвигателей:

I_р.max = I_р.д., А. (7.47)

Для силовых трансформаторов:

_., А, (7.48)

где I_н.max , I_n.max - соответственно номинальный и пусковой токи наиболее можных электроприемников, присоединяемых к шинам подстанции или силовому трансформатору, А;

I_н. , I_n. - соответственно номинальный и пусковой ток электроприемников, А;

К_п. - краткость пускового тока; при отсутствии каталожных данных кратность пускового тока для электродвигателей с короткозамкнутым ротором можно принимать равной 6,5, а с фазным ротором - 1,52,0;

I_н.тр. - номинальный ток силового трансформатора, А;

К_т. - коэффициент трансформации силового трансформатора.