Защита плавкими предохранителями

Глава третья

Релейная защита систем электроснабжения

Основные положения

Системы электроснабжения должны быть надежными, экономичными, удобными и безопасными в эксплуатации и обеспечивать потребителей электроэнергией требуемого качества. Большую роль в выполнении этих требований играют устройства релейной защиты и автоматики.

Кроме того, системы электроснабжения должны обеспечивать функционирование основных производств предприятия в послеаварийном режиме (после всех необходимых оперативных переключений) с учетом допустимых кратковременных перерывов питания приемников электроэнергии, возможных ограничений мощности, перегрузки элементов системы электроснабжения и т.д.

В системах промышленного электроснабжения (СПЭ) могут возникать нарушения нормального режима и аварии. К нарушениям нормального режима относятся токовые перегрузки, замыкания на землю в сетях с незаземленной нейтралью (или заземленной через реактор), медленное газообразование в масляных трансформаторах и т.д. В этих случаях защита, как правило, действует на сигнал дежурному персоналу для принятия конкретных мер.

Основным видом аварий в СПЭ являются КЗ, поэтому аппараты отключения должны обладать соответствующей отключающей способностью. К таким аппаратам относятся плавкие предохранители высокого (ВН) и низкого (НН) напряжений, автоматические выключатели НН, выключатели ВН, управляемые встроенными в привод расцепителями или релейной защитой соответственно.

Наиболее часто в СПЭ применяют следующие защиты: максимального тока, минимального напряжения, дифференциальную, направленную, газовую, термическую.

Для каждого элемента СПЭ обычно предусматривают основную и резервную защиты; причем последняя должна действовать при отказе основной защиты.

Защита должна обладать:

1) избирательностью (селективностью), т.е. отключать только поврежденный элемент;

2) быстротой (мгновенная 0,05 с; быстродействующая 0,05с 0,05с; замедленная 0,5 с);

3) чувствительностью

; (3.1)

4) надежностью, т.е. срабатывать во всех необходимых случаях; надежность характеризуется вероятностью безотказной работы. Здесь: — время срабатывания защиты; — коэффициент чувствительности; — минимальный токКЗ, т.е. ток двухфазного КЗ, определяемый по трехфазному току КЗ , а именно: / ; — ток срабатывания защиты (для максимальной токовой защиты — это минимальный ток, при котором защита срабатывает).

Защита плавкими предохранителями

Плавкие предохранители считаются одними из наиболее простых и надежных по конструкции аппаратов защиты максимального тока в сетях НН и ВН.

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрооборудования от токов КЗ и перегрузок. Основными его характеристиками являются номинальный ток плавкой вставки , номинальный ток предохранителя , номинальное напряжение предохранителя , номинальный ток отключения предохранителя , времятоковая характеристика предохранителя.

Выбор предохранителей производятпо условиям:

; (3.2)

;

.

Плавкую вставку для инерционных предохранителей выбирают по длительно допустимому току линии

, (3.3)

а для безынерционных предохранителей с учетом следующих условий:

; (3.4)

/ ,

где — номинальное напряжение сети; — максимальный ток КЗ сети; — максимальный рабочий ток сети; — пусковой ток одного двигателя; — кратность пускового тока; — коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска и принимаемый 1,6—2 для тяжелых и 2,5 для легких условий пуска; — номинальный ток двигателя.

Для группы двигателей вместо принимают пиковый ток :

, (3.5)

где — наибольший из пусковых токов двигателей; — расчетный ток группы двигателей; — коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток; — номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током.

Ток плавкой вставки предохранителя, защищающего конденсаторную батарею, выбирают с учетом отстройки от токов включения и разряда конденсаторов:

, (3.6)

где — общее количество конденсаторов в батарее во всех фазах, шт.;

— номинальная мощность одного конденсатора, квар;

— линейное напряжение сети, кВ.

Достоинством плавких предохранителей, кроме простоты и надежности конструкции, считают также возможность обеспечения избирательности срабатывания при сохранении быстродействия защиты в разомкнутых и замкнутых сетях, а также малую стоимость.

К недостаткам плавких предохранителей следует отнести следующие:

возможность работы защищаемых приемников в неполно-фазных режимах, вызванных отключением одной или двух фаз, обусловленным независимой работой предохранителей каждой фазы;

одноразовость срабатывания предохранителя и, как следствие, значительное время на замену предохранителя;

сложность обеспечения избирательности действия при работе с другими защитными аппаратами из-за нечеткости срабатывания плавкого предохранителя, вызванной разбросом характеристики .