Дифференциальная защита трансформатора и другие виды защит

Принцип действия и виды плавких предохрани­телей

Предохранитель как защитное устройство используется в электрических сетях уже более 100 лет. Его работа основана на известном законе Джоуля-Ленца (1841 г.), согласно которому прохождение электрического тока по проводнику сопровождается выделением теплоты Q (в джоулях).

Плавкий предохранитель является частью защищаемой электрической цепи, имеющей меньшее сечение и большее сопротивление R, чем остальные элементы этой цепи. Поэтому при прохождении по цепи тока короткого замыкания плавкая вставка нагревается больше других элементов защищаемой цепи, раньше плавится и тем самым спасает электроустановку от перегрева и разрушения.

Но чтобы остановить прохождение тока короткого замыкания, то есть отключить электроустановку от питающей сети, мало расплавить кол, необходимо еще погасить электрическую дугу, возникшую в этой место.

Быстрое гашение дуги – важнейшая задача плавкого предохранителя. По способу гашения электрической дуги предохранители, используемые для защиты трансформаторов, делятся на две основные группы:

• запалы с трубками из газообразующего материала (волокна или винипласта), обильно выделяющие газы при высокой температуре на электрической дуге; возникающее в этот момент высокое давление (у предохранителей типа ПР напряжением до 1000 В) или продольное продувание (у предохранителей ПСН напряжением выше 1000 В) обеспечивает быстрое гашение электрической дуги;
• запалы с наполнителем (кварцевым песком), где электрическая дуга гасится в канале малого диаметра, образованном телом испаряемой плавкой вставки, между зернами (гранулами) кварцевого песка; такие предохранители часто называют кварцевыми предохранителями.

На трансформаторах со стороны 10 кВ устанавливаются в основном кварцевые предохранители типа ПК, со стороны 0,4 кВ — также преимущественно кварцевые предохранители типа ПН-2, достигающие своего максимального амплитудного значения); плавкие вставки защищены от воздействия окружающей среды кварцевым песком и герметичной фарфоровой трубкой, поэтому долго не стареют и не требуют замены;

Конструкция предохранителей ПК и ПН-2 обеспечивает срабатывание сигнализации, а контакты блока сигнализации могут давать команду на отключение трехфазного выключателя нагрузки, что предотвращает возможность срабатывания обрыва фазы трансформатора.

Используя заводские кварцевые предохранители надлежащего размера, как правило, можно добиться селективности между предохранителями на стороне ВН и НН трансформатора или, по крайней мере, между предохранителями на стороне ВН трансформатора и защитными устройствами на стороне НН отходящих линий, т.е не допускать отключения трансформатора от питающей сети в случае короткого замыкания на шинах НН или на любой из отходящих линий НН.

Виды повреждений

Рис. 1. Повреждение трансформаторов

В связи с тем, что трансформатор включается вместе с другими устройствами, одинаково опасны любые повреждения питающей линии, в цепях низкого напряжения или внутри бака.

Среди соответствующих видов аварий следует упомянуть следующие:

• Короткое замыкание между обмотками;
• Замкнуть обмотку на дом;
• Межфазные короткие замыкания в линии;
• Межвитковые цепи;
• Повреждение встроенного оборудования;
• Перегрев мест соединения, электрических контактов;
• обрыв цепи, нарушение целостности точек соединения или обмоток;
• Обрыв крепления железа, выгрузка листов при ослаблении хомутов с последующим перехлестом или разрушением витков.

Деление защит трансформаторов на основные и резервные

Любой тип повреждения трансформатора представляет потенциальную опасность как для целостности оборудования, так и для надежности всей энергосистемы. Поэтому крайне важно грамотно перестроить работу защит на электростанциях, тяговых и подстанциях, местных подстанциях и подстанциях. Для этого защита трансформатора условно делится на две категории — основную и резервную.

Базовая защита – это вид автоматики, направленный на анализ внутреннего состояния трансформатора (обмоток, железа, дополнительного оборудования). Этот тип охватывает как сам блок, так и прилегающие к нему настилы, электропроводку и т д

Резервная защита покрывает те помехи, которые возникают вне трансформатора, но могут воздействовать непосредственно на его проводники и внутренние компоненты. Это всевозможные перегрузки, короткие замыкания и перенапряжения в линиях, на соседних устройствах и так далее

Рис. 2. Основная и резервная защита

Для любителей предохранителей

Сегодня многие типы трансформаторов защищены предохранителями. Это ТН, малые ТСН и даже силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ малой мощности. Дешево, сердито и ничего настраивать не надо.

Сегодня предлагаю вам рассмотреть последствия установки предохранителя на силовой масляный трансформатор 6/0,4 кВ, с точки зрения получаемых характеристик защиты (чувствительности и времени срабатывания). Обещаю, будет интересно!

Возьмем, к примеру, подстанцию ​​6/0,4 кВ с трансформаторами 400 кВА. Соединение обмоток естественно D/Yo. Защита Y/Yo Trans с помощью предохранителей уже невероятна, и, похоже, никто этого не делает.

Стандартный уровень тока трехфазного короткого замыкания на шинах 6 кВ таких подстанций обычно составляет 8-12 кА. Для расчета принимаем 10 кА.

Разделять токи на минимальный и максимальный режимы мы не будем, т к это не сильно влияет на уровень токов КЗ на стороне 0,4 кВ, особенно за такими маломощными трансформаторами. Среднее напряжение в сети 6,3 кВ.

Теперь рассмотрим самые интересные моменты, касающиеся предохранителей

1. Время отключения при коротком замыкании

Найти номинальный ток трансформатора на стороне 6,3 кВ

Согласно 1, с.49 номинальный ток предохранителя 6,3 кВ принимается примерно равным 2*Iном.t

Принимаем предохранитель ПКТ-6-80, на номинальный ток 80А. Возьмем его характеристику из 2, стр. 335

Теперь найдем минимальный ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ (конец зоны защиты для ПКТ-6-80), чтобы проверить время срабатывания предохранителя. Для этого сначала рассчитаем сопротивление цепи.

1. Сопротивление системы

2. Сопротивление трансформатора

3. Связь между сопротивлением системы и сопротивлением трансформатора

Когда дело доходит до управления чувствительностью защиты/длительностью предохранителя, критическим является ток однофазного короткого замыкания на клеммах трансформатора 0,4 кВ.

Учитывая наше соотношение Xs/Xt, мы добиваемся минимальных токов КЗ через предохранитель (выведен на сторону 6,3 кВ).

Ток однофазного короткого замыкания на металл:

Дуговой ток однофазного короткого замыкания:

Коэффициент 0,58 появляется из-за искажения тока КЗ при преобразовании с 0,4 на 6,3 кВ через обмотки D/Yo (см видео по защите трансформатора)

Ну и окончательно получаем время отключения этих КЗ по кривой ПКТ-6-80 (см выше)

Время срабатывания при коротком замыкании в металле — 1,3 с

Дуговая ошибка времени — 7 с

Согласование с вышестоящими защитами

Предположим, что наша подстанция питается от вышестоящей распределительной сети 6 кВ через фидер 1. Фидер 1 оборудован защитой с независимой характеристикой.

Основные защиты трансформатора

Любая релейная защита трансформатора направлена ​​на срабатывание при повреждении или ненормальной работе этого блока. Следует отметить, что одни из них направлены на немедленную остановку в случае аварии, а другие лишь подают предупреждающий сигнал персоналу.

Персонал со своей стороны уже действует по инструкциям, разработанным непосредственно и индивидуально для каждой схемы снабжения и распределительной станции. Чтобы увидеть, какой тип аварии произошел, параллельно используются сигнальные реле (поворотники), которые должны быть подписаны по правилам.

Для защиты трансформатора используется целый комплекс мер и электромеханических схем, вот наиболее важные:

1. Дифференциальная защита. Защищает от повреждений и коротких замыканий как в обмотках, так и на внешних выводах. Работает только во время выключения;
2. Газовая защита. Защищает от избыточного давления внутри расширительного бачка из-за газообразования или сброса масла, а также от снижения уровня ниже определенного критического значения;
3. Тепловая защита. Организуется в основном на тепловых извещателях (ТС), которые подают сигнал на штатный пульт или на включение вентиляторов охлаждения. Этот тип дополнительной защиты действует как предупреждение на начальных стадиях чрезвычайных ситуаций. В данном случае выбор самого транспортного средства не важен, главное правильно установить диапазон, на который должен подаваться сигнал. Максимально допустимый нагрев масла 95 градусов;
4. Защита от пониженного напряжения. Обеспечивает отключение при снижении уровня входного напряжения ниже допустимого уровня. Часто имеет временную задержку, что позволит не реагировать на мелкие ходы;
5. От замыкания на землю. Осуществляется путем установки трансформаторов тока в соединении дома и контура заземления;
6. Максимальный ток (МТЗ) действует как механизм защиты как при коротком замыкании во вторичной цепи тока, так и при больших перегрузках.

Защита трансформатора дифференциальная

Это одна из самых быстрых и важных защит и необходима для надежной работы следующих трансформаторов:

1. На понижающих трансформаторах одностороннего действия мощностью более 6300 кВА;
2. При параллельной работе этих агрегатов мощностью 4000 кВА и выше. При таком подключении данная защита является гарантией не только быстродействия, но и выборочного отключения только того устройства, которое повреждено, а не полного обесточивания питаемого электрооборудования, приводящего к потере производства или явно бракованной Продукции;
3. Если МТЗ трансформатора не обеспечивает требуемой чувствительности и быстродействия срабатывания и может срабатывать с выдержкой времени более одной секунды;
4. Если трансформаторы имеют меньшую мощность, используется обычная отсечка тока, подключаемая к реле тока

Принцип работы дифференциальной защиты основан на сравнении тока, а точнее, его величины. Сравнение происходит в конце и в начале заповедной зоны. Местом в данном случае является одна из понижающих обмоток. То есть один трансформатор тока устанавливается по высокой стороне, а другой по низкой.

На схеме показано соединение трансформаторов ТТ1 и ТТ2, соединенных последовательно. Т — токовое реле, остающееся неактивным при нормальной работе, когда токи одинаковы, то есть их разность будет равна нулю.

При возникновении короткого замыкания в защищаемом участке цепи появится разница токов и втянется реле, тем самым отключив трансформатор от сети. Этот тип защиты будет работать как при межвитковых, так и при междуфазных замыканиях. Мгновенное срабатывание таких средств защиты не требует временной задержки, так как их быстрое срабатывание является главным положительным фактором.

Выбор режима работы Т-реле должен осуществляться электротехническими лабораториями или разработчиками этого оборудования. Для каждого конкретного случая уровень пускового тока реле можно изменить, чтобы не было ложных срабатываний.

Принцип действия газовой защиты трансформаторов

Газозащита силовых трансформаторов основана на работе газового реле, которое показано на рисунке.

В специальном окошке при выпуске газов можно увидеть пузырьки.

Реле представляет собой металлический сосуд, в котором размещены два специальных поплавка. Они встроены в наклонный трубопровод. В свою очередь, этот трубопровод является соединением радиатора с радиатором и расширительным бачком.

Если трансформатор исправен, то газовое реле заполнено трансформаторным маслом, а поплавки реле находятся в некотором нерабочем состоянии, так как внутри них есть масло. Поплавки напрямую связаны с контактной группой, имеющей аварийный и предупредительный сигнал. В нормальном состоянии контакты находятся в разомкнутом положении.

При нагреве масла, в случае нештатного процесса в работе, из него выделяется газ, который по законам физики естественно легче поднимается вверх. На пути газов находится газовое реле и его поплавок, который, набрав некоторое количество поднимающего его газа, приходит в движение, что открывает первую ступень.

При более быстром развитии событий второй поплавок приводится в движение и закрывает вторую ступень, что приводит к остановке. Взятие пробы масла и ее проверка, а также химический анализ позволяют определить характер повреждения.

Из практики не каждое срабатывание газового реле приводит к отбору проб и анализу масла, иногда при заливке в систему может попасть воздух, который в процессе работы будет подниматься и может стать причиной срабатывания этой защиты.

Для этого нужно всего лишь открыть специальный кран (клапан), расположенный на корпусе реле, и выпустить воздух. Эта процедура выполняется при первом срабатывании поплавка предупреждения.

Выбор самого реле основывается на конструкции трансформатора и его габаритах. Очень часто применяют несколько типов этого устройства РГЧЗ-66, ПГ-22, БФ-50, БФ-80, РЗТ-50, РЗТ-80. Все имеют смотровое окно и герметичный корпус.

Газозащита трансформатора и принцип работы, работы в принципе просты, в них нужно только один раз разобраться.

Максимальная токовая защита трансформатора

Основную роль отключающего устройства при повышении уровня критического тока, для немасляных трансформаторов и малой мощности играет предохранитель. Такой защитный элемент позволяет персоналу, не понимающему причины отключения, снова закрыться, что может привести к повреждению оборудования или возникновению пожара.

Предохранители также комплектуются измерительными трансформаторами напряжения, которые размещаются на сетевых станциях в распределительных ячейках, так же, как и масляные выключатели. Они предназначены для измерения напряжения в сети 6000 кВ и выше, а также для защиты цепей от повышенного или пониженного напряжения.

Для трансформаторов подбор предохранителей осуществляется из следующих условий

Iвс — ток плавкого предохранителя;

В тр. — номинальный ток первичной обмотки трансформатора в цепи, в которой он установлен.

Предохранитель — это самый простой способ защитить трансформатор от перегрузки по току.

Рабочий ток для максимальной защиты при установке снизу выбирается в соответствии с величиной нагрузки, на которую рассчитан трансформатор.

Разумеется, при выборе релейной защиты для этого устройства также стоит учитывать кратковременные пусковые токи, возникающие при пуске электрических вращающихся машин. Работа таких защит основана на трансформаторах тока, вот пара самых распространенных схем подключения.

Предусмотрено два уровня (степени) отключения, один может быть отсечкой по перегрузке, а другой уже работает как отсечка по максимальному току, при значительном увеличении тока в контролируемых цепях, в том числе при коротких замыканиях. Цифра 6 указывает на измерительные приборы.

Ниже представлена ​​более продвинутая и подробная схема, уже напрямую подключенная к реле в цепи катушек масляного выключателя.

Защита печных трансформаторов

Методика расчета освещения в жилых и производственных помещениях

Работа печей связана с резким повышением и понижением тока, поэтому здесь рекомендуется не дифференциальная защита, а только газовая и тепловая. Нагревательные элементы таких печей могут работать от низкого напряжения от 220 до 660 вольт. Чаще всего здесь используются специальные электропечные трансформаторы.

Разумеется, речь идет о печах для плавки металла, а не для варки. В них режимы плавки изменяются как напряжением питания, так и величиной тока дуги. Печные трансформаторы должны быть снабжены защитой от перегрузки, а также в случае короткого замыкания защита от перегрузки монтируется на стороне низкого напряжения, а трансформаторы мгновенного тока на стороне высокого напряжения.

При этом уставка реле настроена таким образом, чтобы оно не отключалось при нормальных рабочих КЗ, т к они работают в этом режиме, а при некоторых КЗ должно происходить не отключение, а только подъем электродов.

В любом случае, в заключение хотелось бы отметить, что последствия нештатных режимов работы трансформатора, а значит и затраты на последующий ремонт, зависят от настройки и правильной эксплуатации.

Выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя

Высоковольтный предохранитель защищает высоковольтную обмотку силового трансформатора не только от коротких замыканий, но и от перегрузок, поэтому при выборе плавкой вставки необходимо учитывать и номинальный рабочий ток.

При выборе силы тока соединения предохранителя необходимо учитывать несколько факторов.

1. Во-первых, силовой трансформатор в процессе эксплуатации может подвергаться кратковременным перегрузкам.
2. Во-вторых, при включении трансформатора возникают броски тока намагничивания, превышающие номинальный ток первичной обмотки.

Также необходимо обеспечить селективность срабатывания защит, установленных на стороне низкого напряжения (НН) и на отходящих линиях потребителей. Это означает, что в первую очередь должны сработать автоматические выключатели (предохранители) на низковольтной стороне отходящих линий, которые идут непосредственно на нагрузку потребителей.

Если по какой-то причине эта защита не сработает, должен сработать автоматический (предохранительный) ввод на стороне НН силового трансформатора. В этом случае предохранители на стороне ВН являются резервной защитой, которая должна срабатывать при перегрузке обмотки НН и выходе из строя защит на стороне НН.

Исходя из вышеперечисленных требований, плавкая вставка выбирается по удвоенному номинальному току обмотки ВН.

Таким образом, высоковольтные предохранители, установленные на стороне ВН, защищают часть электрической цепи до ввода трансформатора от повреждений, а также от внутренних повреждений самого силового трансформатора.

А предохранители (автоматические выключатели) на стороне НН силового трансформатора защищают сам трансформатор от перегрузок сверх допустимого предела, а также от коротких замыканий в сети низкого напряжения.

Номинальный ток обмоток силового трансформатора указывается в паспортных данных.

Разновидности защит и их суть

Все защиты трансформаторов должны быть достаточно быстродействующими, чтобы вовремя отключать опасный режим. Так как в случае сверхбольших электрических величин это легко приведет к разрушению изоляции, разряду металла, пожарам и другим неприятным последствиям.

Для предотвращения перегрузки на трансформаторе устанавливается какая-либо защита. Вид защиты, применяемый на понизительных подстанциях, в распределительных устройствах, определяется местными условиями и особенностями режима работы.

Продольная дифференциальная защита

Область применения дифференциальной токовой защиты охватывает как сам силовой трансформатор, так и окружающие его соединения вплоть до счетчиков токовой нагрузки. Нормальным режимом работы каждого трансформатора считается равномерное перераспределение нагрузки между всеми тремя фазами, когда электрический ток в каждой из них примерно одинаков.

Продольная дифференциальная защита сравнивает токовые нагрузки во всех фазах. Поскольку ток примерно одинаков, их геометрическая сумма должна быть равна нулю. В результате сравнения выясняется, что соответствующий компонент отсутствует или слишком мал для реакции.

Но как только одна фаза будет замкнута или сразу между несколькими, токи в них уже не будут компенсировать друг друга, а их сумма будет отклоняться от нуля, сработает дифференциальная отсечка.

Читайте также: Нейтраль трансформатора, назначение заземления нейтрали

Релейная

Для предотвращения повреждения трансформаторов используется достаточно большое количество релейных защит. Однако особого внимания заслуживает реле контроля уровня масла. Этот тип обеспечивает контроль за состоянием изолирующей среды. Конструктивно реле представляет собой поплавок с контактами, который удерживается над контактами цепи отключения.

Если в результате аварийного режима произойдет утечка масла и последующее снижение ниже нормы, после чего может произойти поломка, произойдет отключение. Он может располагаться в основном баке или иметь резервную релейную защиту в расширителе, которая подаст предварительный сигнал о начале процесса.

Тепловая

Основой тепловой защиты в трансформаторах является классическая термопара. Место расположения определяется типом устройства, мощностью и габаритами, так как перегрев может привести к нарушению изоляционных свойств, привести к тепловому расширению масла.

К наиболее эффективным размещениям относятся:

• сверху бака;
• на высоковольтных вводах;
• в обмотках.

Он имеет два этапа — первый включает резервные вентиляторы или другие средства охлаждения. Второй, если первому не удалось сбросить перегрев ниже предельного значения, отключает трансформатор.

Токовая отсечка

Рис. 4. Пример отключения питания

Этот тип защиты используется для предотвращения повреждения, которое могло произойти внутри трансформатора. Он расположен со стороны вводов защищаемого трансформатора, но удар охватывает все обмотки, с которых может быть подано напряжение. Особенностью приложения является схема питания, используемая в соответствующей линии.

Так для трехфазных цепей с изолированной нейтралью автоматический выключатель необходимо ставить на две фазы. А при использовании цепей с глухозаземленной нейтралью необходимо использовать защиту в каждом фазном соединении. При выключенном трансформаторе временной задержки нет вообще.

Недостатком отсечки является то, что она работает исключительно на больших токах. Таким образом, любое межфазное, межвитковое замыкание или замыкание на землю в цепи с изолированной нейтралью может остаться незамеченным. На практике это один из самых простых способов отключить трансформатор в аварийном режиме.

Струйная защита

Применяется в трансформаторах с первичной и вторичной обмотками на 110, 35, 10, 6, 3,3 кВ, где имеется возможность изменения напряжения под нагрузкой. Устройство РПН обычно располагается в отдельном баке внутри основного бака, что изолирует его от обмоток высокого напряжения.

Положения переключения устройства РПН могут вызывать как нормальные явления переключения, так и аварийные ситуации. Последнее приводит к выбросу масла из бака в расширитель.

Для реагирования на такое повреждение устанавливается струйная защита, так как поток масла от ступенчатого переключателя приводит в действие измерительный датчик. Затем переключатель выключается, что обесточивает обмотки трансформатора.

Максимальная токовая защита

Рис. 6. Пример защиты от перегрузки по току

Защита от перегрузки по току используется для срабатывания в ответ на токи короткого замыкания, расположенные в непосредственной близости от источника. Сюда входят повреждения как обмоток, так и шин, ближайших к электростанции, в окружающем оборудовании и т.д.

На практике существует большое количество вариантов исполнения МТЗ:

• От внутренних и внешних коротких замыканий;
• МТЗ с комбинированным пуском по напряжению;
• Защита от перегрузки по току с триггером по напряжению и фильтром по напряжению обратной последовательности;
• Обратная последовательность в сочетании с устройством против трехфазных коротких замыканий;

В дополнение к режимам аварийной защиты от перегрузки по току можно установить режим защиты от перегрузки. Для этого рабочий ток устанавливается в определенных пределах. Настройка выбирается исходя из максимального значения нагрузки, чтобы автоматический выключатель не отключался при нормальной работе.

Токовая защита нулевой последовательности

Рис. 7. Пример защиты по току нулевой последовательности

Предназначен для защиты трансформатора от возможного замыкания как одной, так и двух фаз на землю. Это ситуации, когда в трехфазной системе нарушается симметрия нагрузки, и относительно нулевой точки сумма токов уже не будет равна нулю.

Баланс системы будет нарушен, что спровоцирует отключение через заданный промежуток времени. Часто сочетается с автоматическим повторным включением, поэтому через несколько секунд автоматический выключатель снова замыкается, если короткое замыкание устранено само по себе.

Специальная резервная защита

Специальная резервная защита предназначена для автономного резервирования максимальной токовой защиты в силовых цепях. Может использоваться как на высокой, так и на низкой стороне трансформатора.

Их действие направлено на первичные и вторичные максимальные токи, которые могут возникнуть в непосредственной близости от защищаемого объекта. Срабатывание СРЗ обычно имеет выдержку времени по отношению к главной МТЗ на стороне 110 — 220 кВ.

Токовая ступенчатая защита

Как и в предыдущем варианте, есть своеобразная защита от перегрузки по току, которая встроена в ключ последовательности срабатывания разных обмоток. Широко используется в цепях, где потребители подключены к источнику с большим пусковым током.

Однако максимальная чувствительность защиты дополнительно привязана к напряжению, что обеспечивает блокировку автоматического отключения при слишком большой нагрузке, поскольку падение напряжения не достигает установленного предела.

Ступени регулируются с таким временным интервалом, чтобы выключатели нагрузки срабатывали после основной токовой защиты.

Защита от минимального напряжения

В случае снижения питающего напряжения возможны два сценария — внешнее короткое замыкание, которое другими защитами распознается как большая нагрузка, или подключение слишком большой суммарной нагрузки.

Оба варианта негативно влияют на работу трансформатора, поэтому и в аварийном режиме, и при перегрузке устанавливается выдержка времени, по истечении которой происходит один из следующих вариантов:

• закрытие отделения неотложной помощи;
• отстранение от работы неприоритетных потребителей;
• автоматическое включение резерва.

Рекомендации по защите трансформаторов

Предохранители используются для защиты силовых трансформаторов. При выборе предохранителя нужно руководствоваться некоторыми рекомендациями, которые я нашел в каталоге КЭАЗ. Я уважаю производителей, которые предоставляют такую ​​информацию дизайнерам.

При выборе предохранителей необходимо соблюдать следующие условия:

1. Предохранитель должен выдерживать номинальный ток трансформатора Int и возможные перегрузки трансформатора 1,3-1,4 Int;
2. Ток переключения обычно 8-12. Int не должен расплавлять плавкий элемент быстрее, чем за 0,1 с;
3. Ток короткого замыкания должен быть меньше максимального тока отключения, а ток короткого замыкания должен быть больше минимального тока отключения предохранителя.

Исходя из этих условий и номинальной мощности трансформатора, в таблице приведены рекомендуемые значения номинального тока предохранителя для трансформаторов 6/10 кВ.

Условия выбора плавких предохранителей

В наше время все большую популярность приобретают автоматические выключатели (АВ) как зарубежных, так и отечественных производителей, в первую очередь это связано с тем, что в АВ отсутствуют перегорания предохранителей. Но несмотря на все свои недостатки, предохранители до сих пор активно используются, так как это самый дешевый вариант защиты соединения.

При выборе предохранителя необходимо соблюдать следующие условия:

• номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению сети:

Unom = сеть Unom (1)

• номинальный ток отключения предохранителя должен быть не менее максимального тока короткого замыкания в месте установки:

В поездке > Карта Имакс (2)

Условия выбора плавких вставок:

• ток плавкой вставки должен быть больше максимального тока защищенной вставки:

Я. Вс. > Iраб.макс. (3)

• при защите одиночного асинхронного двигателя ток плавкой вставки выбирают с учетом пуска двигателя:

I.Вс. > Iстарт.мотор/к (4)

куда:

k — коэффициент, принимаемый равным 2,5 согласно [Л1. С. 124.125], что соответствует п. 5.3.56 ПУЭ, для электродвигателей с короткозамкнутым ротором с малой частотой коммутации и легкими условиями пуска (tп = 2-2,5 с.).

Обычно этот коэффициент принимают для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Для двигателей с тяжелыми условиями пуска (tp > 10-20 сек.), например для двигателей мешалок, дробилок, центрифуг, шаровых мельниц и т.п. А также для двигателей с высокой частотой коммутации, т.е для двигателей кранов и других механизмов прерывистого действия операции коэффициент k принимается равным 1,6 — 2.

Для двигателей с фазным ротором коэффициент k принимается равным 0,8 — 1.

При выборе тока плавкой вставки по условию (4) следует учитывать, что защитные свойства плавкой вставки со временем ухудшаются, в связи с этим существует вероятность ложного сгорания плавкой вставки при пуске двигателя. В результате двигатель может вообще не запускаться или работать в 2 фазы, что приводит к перегреву двигателя.

А если защита от перегрузок не предусмотрена, мотор может выйти из строя.

Решением этой проблемы является выбор большего тока плавкой вставки, чем по условию (4), если это допустимо по чувствительности к токам короткого замыкания.

При защите устройства ток плавкой вставки выбирают по трем условиям:

• для максимального непрерывного тока:

• при полной загрузке агрегата и запуске самого мощного двигателя:

• при запуске двигателей:

где: k — коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя;

— сумма пусковых токов самозапускающихся двигателей;

— сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током Iпуск.макс.;

Для проверки надежной работы предохранителя на конце защищаемой линии необходимо выполнить короткое замыкание токораспределителя и учесть время отключения.

В справочной литературе можно встретить такое утверждение, что для надежного и быстрого перегорания плавкой вставки требуется, чтобы в случае короткого замыкания на конце защищаемого провода необходимый коэффициент тока короткого замыкания был при условии, т е отношение между током короткого замыкания Iкз и номинальным током плавкой вставки В .vs.

Это условие взято из старого ПУЭ образца 1986 г., раздел 1.7.79 (для невзрывоопасной среды: ккз = Икз/Ин.вс (ккз > 3), этот пункт в ПУЭ 7-го издания изменен, и теперь необходимо учесть время выключения в системе TN, согласно таблице 1.7.1.

Для взрывоопасной среды согласно ПУЭ 7 издание п. 7.3.139 должно выполняться условие кратности тока короткого замыкания: ккз = Iкз / In.vs (ккз > 4). Этот раздел остался без изменений по сравнению с ПУЭ 1986 года, что очень странно, учитывая, что в раздел 1.7.79 внесены изменения.

Если не известны значения пусковых токов двигателя, в виде исключения можно подобрать номинальные токи плавких вставок для двигателей мощностью до 100 кВт и частотой пусков не более 10 -15 в час следующим образом [L2. С. 15]:

• при Un.уст = 500 В In.vs = 4,5*Rn;
• при Un.уст = 380 В In.vs = 6*Rn;
• при Un.уст. = 220 В In.vs = 10,5*Rn.

После выбора предохранителя нужно проверить селективность (избирательность) плавких предохранителей, включенных последовательно друг с другом, и учесть характеристики защиты.

Это означает, что в случае короткого замыкания должны перегореть только предохранитель и предохранитель, ближайший к месту неисправности. Как показывает практика, для обеспечения селективности между двумя последовательно включенными предохранителями.

Необходимо, чтобы предохранители отличались друг от друга на две ступени по шкале номинальных токов. При этом вставки должны иметь одинаковые защитные свойства, поэтому необходимо выбирать предохранители одного типа.

Вот в принципе и все, что вам нужно знать о выборе предохранителей, если этой информации вам недостаточно, рекомендую ознакомиться с литературой, которой я пользовался при написании данной статьи. В следующей статье я приведу примеры выбора предохранителей для различных электроприемников.