Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

Карта селективности (рис. 7-9) строится в логарифми­ ческом масштабе; по оси абсцисс откладываются токи — расчетные, пиковые и к. з.; по оси ординат — времена продолжительности пиковых токов и времена срабаты­ вания защит по защитным характеристикам.

Пусковой ток небольших двигателей изображается в виде прямоугольника вследствие того, что при сжатии масштаба времени постепенное снижение пускового тока можно заменить горизонтальной линией. Аналогично изображается и пиковый ток в линии, подходящей к си­ ловому пункту — прямоугольником, переходящим в рас­ четный ток этой линии.

Рис. 7-8. Расчетная схема селективной защиты в установ­ ках до 1 000 В.

АД — асинхронный двигатель; СП — силовой пункт; Al, А2 и A3 — защитные аппараты; Кі, К2 и Кз — точки к. з.

Карта селективности представлена в двух вариантах: в точках А1 и А2 устанавливаются предохранители или автоматы. В точке A3 на выходе трансформатора всегда устанавливается автомат АВМ с расцепителем типа 3. При токах к. з. в точках КІ и К2 защита должна работать селективно с необходимыми интервалами времени при отказе защиты нижней ступени. При защите предохра­ нителями на двух ступенях автомат АВМ у трансформа­ тора может иметь независимую выдержку времени не более 0,25 с. При защите автоматами в точке А2 должен быть установлен автомат АВМ с независимой выдержкой 0,25 с, а в точке A3 — с независимой выдержкой 0,4 с. Дальнейшее увеличение выдержки времени нежелательно вследствие утяжеления работы электрооборудования при затянувшемся к. з. и по условиям согласования защиты сети напряжением до 1 000 В с защитой на стороне выс­ шего напряжения 6—10 кВ.

Подбор защитных характеристик по карте селектив­ ности может привести к необходимости увеличения токов плавких вставок или уставок автоматов на высших сту­

256

пенях для соблюдения селективности. При этом следует соблюдать условия формул (7-9) и (7-12).

Следующая проблема в создании надежной защиты сетей напряжением до 1 000 В связана с малой разрывной мощностью аппаратуры. Основное затруднение возникает при работе с аппаратурой, устанавливаемой непосредст­ венно у цеховых трансформаторов на распределительных

Рис. 7-9. Карта селективности защиты в установках до 1 000 В.

1 — номинальный ток двигателя; 2 — пусковой ток двигателя;

з — максимальный ток питания силового пункта СП; 4—пиковый ток силового пункта СП; 5,6 и 7 — токи к. з. в точках Kl, К2

и КЗ; 8 — характеристика плавкой вставки 80 А; 9 — харак­ теристика плавкой вставки 200 А; 10 — характеристика авто­ мата А3120 с расцепителем 30 А; 11 — характеристика авто­ мата АВМ4 с расцепителем типа 2 200 А; 12 — характеристика

автомата АВМ20 с расцепителем типа 2 2000 А; 13—то же, с рас­ цепителем типа 3 2000 А.

щитах, на сборках магнитных станций или на главной магистрали при схеме БТМ уже при мощности трансфор­ матора 1 000 кВ - А, в то время как рост удельных нагрузок вызывает необходимость перехода на следующую ступень мощности трансформатора 1 600—2 500 кВ-А.

В табл. 7-4 знаком плюс указана возможность приме­ нения предохранителей и автоматов на щитах подстанций в зависимости от мощности трансформатора и тока к. з. Знаком минус указана область неустойчивости аппарата токам к. з. Только с выпуском новых автоматов серий А3700 и Э появилась возможность оснащать щиты под-

П р и м е м а II и е. Автоматы А3700 и Э применимы при напряжении 660 В. Общий вид автомата 040 приведен на рис; 7-10.

станций надежной аппаратурой при мощностях трансфор­ маторов до 2 500 кВ - А и напряжении 660 В. До их появ­ ления применялась установка трансформаторов до 1 800 кВ-А с разъединителем на выходе на магистраль, и защитная аппаратура устанавливалась только на ответв­ лениях от последней. В этом случае к. з. на магистрали вызывало отключение трансформатора со стороны 6—10 кВ.

При питании крупных сварочных цехов в автомобиль­ ной и других отраслях промышленности по условиям потери напряжения возникала необходимость включать параллельно три или четыре трансформатора по 1000 кВ • А. Это вело к значительному увеличению токов к. з., в ре­ зультате чего предприятия вынуждены были переходить

258

на установку разъединителей напряжением выше 1 000 В вместо рубильников и располагать предохранители в от­

дельных бетонных ячейках.

В настоящее время для сварочных цехов применяется параллельная работа двух трансформаторов мощностью до 2 500 кВ-А через магистральные шинопроводы, замк­ нутые в конце.

Рис. 7-10. Общий вид автоматического вы­ ключателя «Электрод» иа 4 кА.

При схеме глубокого ввода и расположении цеховых трансформаторов в непосредственной близости ст сборок станций управления (например, в прокатных цехах, в нефтегазохимической промышленности, где электро­ помещения с вынесенной из взрывоопасного помещения пусковой аппаратурой совмещаются с цеховой подстанцией и т. д.) применяется каскадная схема защиты: автоматы,

установленные на станциях управления и неустойчивые по току к. з., защищаются общим вводным автоматом, надежно отключающим расчетный ток к. з. Эта схема является неселективной, однако применяется на практике как более дешевая и иногда единственно возможная, но при условии, что неселективное отключение не вызовет аварии. Аналогичные каскадные схемы защиты приме­ няются в США, где к ним предъявляются следующие требования:

1) число ступеней должно быть не более трех; 2) в ка­ скадных схемах допускается применение только таких типов автоматов, которые рекомендуются заводами-изго- товителями для подобных установок; 3) головной автомат первой ступени должен обеспечивать надежное отключе­

мого тока автомата второй ступени, а соответственно уставка второго автомата — на 20% ниже отключаемого тока автомата третьей ступени; 6) после отключения к. з. все автоматы должны быть осмотрены перед включением.

Более удачным решением защиты маломощных аппа­ ратов от токов к. з. является применение быстродействую­ щих токоограничивающих предохранителей, отключаю­ щих цепь к. з. до того, как ток достигнет максимального значения.

Защита от однофазных к. з. на землю на стороне напряжения до 1 000 В вблизи цехового трансформатора осложняется тем, что сам трансформатор имеет значитель­ ное сопротивление нулевой последовательности, особенно при схеме соединения обмоток У/Ун-12, и однофазный ток замыкания на землю при напряжении до 1 000 В может быть недостаточен для срабатывания релейной защиты транс­ форматора на стороне 6—10 кВ. Вследствие этого в прак­ тике проектирования принято следующее решение: при установке распределительного щита с предохранителями н’автоматами на отходящих линиях с рабочим током до 600 А участок между щитом и трансформатором не защи­ щается, а указанные предохранители и автоматы надежно отключат однофазные замыкания за ними.

При схеме БТМ устанавливается трансформатор тока в нейтрали трансформатора и с помощью максимального

260

реле подается отключающий импульс или на общий автомат, установленный за трансформатором, или на защитный аппарат на стороне высшего напряжения — выключатель нагрузки или мас­ ляный выключатель (рис. 7-11).

Защита минимального на­ пряжения для приводов, обслу­ живаемых персоналом (метал­ лорежущих станков, кранов и т. д.), преследует в основном цель защиты самого персонала от травматизма из-за неожи­ данного запуска при восстанов­ лении напряжения.

Для электроприемников I ка­ тегории при кратковременном понижении напряжения, на­ пример при к. з. в сети, а также при автоматическом по­ вторном включении (АПВ) и автоматическом включении ре­

зерва (АВР) должна быть обеспечена выдержка времени для отключения от защиты минимального напряжения. Для этого применяются схемы магнитных пускателей с реле времени постоянного тока (рис. 7-12), которое создает выдержку времени в 1—2 с на размыкании цепи

токе через полупроводниковый выпрямитель. При исчезно­ вении напряжения в сети переменного тока конденсатор, разряжаясь, задерживает отпадание пускателя на 1—2 с.

Если защиты минимального напряжения по усло­ виям безопасности персонала не требуется, то при­

261