Exitonservice.ru

Экситон Сервис
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое токовая отсечка автоматического выключателя

Принцип действия и виды токовой отсечки

С помощью релейной защиты можно создать довольно надёжное и вполне безопасное функционирование электрических сетей. Из большого разнообразия защитных приспособлений можно выделить токовую отсечку, которую применяют очень широко. Эти устройства являются предохранительными мерами быстрого действия. У них можно настраивать максимальное значение показателей тока, при которых произойдёт срабатывание механизма.

  • Необходимость отсечки
  • Понятие, виды и принцип действия
  • Устройство незамедлительного срабатывания

Устройство и принцип действия

Конструктивно МТЗ состоят из двух важных узлов: автоматического выключателя и реле времени. Они могут быть объединены в одной конструкции либо размещаться отдельными блоками.

Отличия от токовой отсечки

Из всех видов защиты по надёжности лидирует токовая отсечка. Примером может служить защита бытовой электросети устройствами с применением плавких предохранителей или пакетных автоматов. Метод токовых отсечек гарантирует обесточивания защищаемой цепи в аварийных ситуациях. Но для возобновления подачи электроэнергии необходимо устранить причину отсечения и заменить предохранитель, либо включить автомат.

Недостатком такой системы является то, что отключение может происходить не только вследствие КЗ, но и в результате даже кратковременного превышения параметров по току нагрузки. Кроме того, требуется участие человека для восстановления защиты. Эти недостатки не критичны в бытовой сети, но они неприемлемы при защите разветвлённых линий электропередач.

Благодаря тому, что в конструкциях МТЗ предусмотрены реле времени, задерживающие срабатывание механизмов отсечения, они кратковременно игнорируют перепады напряжений. Кроме того, токовые реле сконструированы таким образом, что они возвращаются в исходное положение после ликвидации причины, вызвавшей размыкание контактов.

Именно эти два фактора кардинально отличают МТЗ от простых токовых отсечек, со всеми их недостатками.

Принцип действия МТЗ

Между узлом задержки и токовым реле существует зависимая связь, благодаря которой отключение происходит не на начальной стадии возрастания тока, а спустя некоторое время после возникновения нештатной ситуации. Данный промежуток времени слишком короткий для того, чтобы величина тока достигла критического уровня, способного навредить защищаемой цепи. Но этого хватает для предотвращения возможных ложных срабатываний защитных устройств.

Принцип действия систем МТЗ напоминает защиту токовой отсечки. Но разница в том, что токовая отсечка мгновенно разрывает цепь, а МТЗ делает это спустя некоторое, наперёд заданное время. Этот промежуток, от момента аварийного возрастания тока до его отсечения, называется выдержкой времени. В зависимости от целей и характера защиты каждая отдельная ступень времени задаётся на основании расчётов.

Наименьшая выдержка времени задаётся на самых удалённых участках линий. По мере приближения МТЗ к источнику тока, временные задержки увеличиваются. Эти величины определяются временем, необходимым для срабатывания защиты и именуются ступенями селективности. Сети, построенные по указанному принципу, образуют зоны действия ступеней селективности.

Такой подход обеспечивает защиту поврежденного участка, но не отключает линию полностью, так как ступени селективности увеличиваются по мере удаления МТЗ от места аварии. Разница величин ступеней позволяет защитным устройствам, находящимся на смежных участках, оставаться в состоянии ожидания до момента восстановления параметров тока. Так как напряжение приходит в норму практически сразу после отсечения зоны с коротким замыканием, то авария не влияет на работу смежных участков.

Примеры использования защиты

  • с целью локализации и обезвреживания междуфазных КЗ;
  • для защиты сетей от кратковременных перегрузок;
  • для обесточивания трансформаторов тока в аварийных ситуациях;
  • в качестве протектора при запуске мощного, энергозависимого оборудования.

Задержка времени очень полезна при пуске двигателей. Дело в том, что на старте в цепях обмоток наблюдается значительное увеличение пусковых токов, которое системы защиты могут воспринимать как аварийную ситуацию. Благодаря небольшой задержке времени МТЗ игнорирует изменение параметров сети, возникающие при пуске или самозапуске электродвигателей. За короткое время показатели тока приближаются к норме и причина для аварийного отключения устраняется. Таким образом, предотвращается ложное срабатывание.

Читать еще:  Автоматические выключатели защита двигателей от перегрузок

Пример подключения МТЗ электродвигателя иллюстрирует схема на рисунке 1. На этой схеме реле времени обеспечивает уверенный пуск электромотора до момента реагирования токового реле.

Рисунок 1. МТЗ с выдержкой времени

Аналогично работает задержка времени при кратковременных перегрузках в защищаемой сети, которые не связаны с аварийными КЗ. Отсечка действует лишь в тех случаях, когда на защищаемой линии возникает значительное превышение номинальных значений, которое по времени превосходит величину выдержки.

Для надёжности защиты на практике часто используют схемы двухступенчатой и даже трёхступенчатой защиты участков цепей. Стандартная трёхступенчатая защитная характеристика выглядит следующим образом (Рис. 2):

Рис. 2. Карта селективности стандартной трёхступенчатой защиты

На абсциссе отмечено значения тока, а на оси ординат время задержки в секундах. Кривая в виде гиперболы отображает снижение времени защиты от возрастания перегрузок. При достижении тока отметки 170 А включается отсчёт времени МТЗ. Задержка времени составляет 0,2 с, после чего на отметке 200 А происходит отключение. То есть, разрыв цепи происходит в случае отказа защиты остальных устройств.

Автоматические вакуумные выключатели ВВА-1,14-20/1000

  • Версия для печати

Выключатели вакуумные автоматические типа ВВА-1,14-20/1000У3 открытого исполнения с естественным воздушным охлаждением, предназначены для проведения тока в номинальном режиме, для защиты при токах короткого замыкания, токах перегрузки и недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастого оперативного включения и отключения приемников электрической энергии. Автоматические вакуумные выключатели характеризуются небольшими габаритными размерами и малой массой. Они рассчитаны на длительный срок службы при минимальных затратах на обслуживание.

Условное обозначение

ВВАХ-1,14-20(31,5)/1000(1250) У3
ВВВакуумный выключатель
ААвтоматический
ХНомер разработки вакуумных выключателей
1,14Номинальное напряжение вакуумных выключателей, кВ
20 (31,5)Номинальный ток отключения вакуумных выключателей, кА
1000 (1250)Номинальный ток вакуумных выключателей, А
У3Вид климатического исполнения вакуумных выключателей и категория размещения по ГОСТ 15150-69
  • Характеристики
  • Особенности
  • Принцип работы
  • Фото, видео, схемы

Технические характеристики

ПараметрВакуумные выключатели
ВВА-1,14ВВА2-1,14
Номинальное напряжение, В380; 660; 1140
Номинальный ток отключения, кА2031.5
Номинальный переменный ток 50 Гц главной цепи, А630; 10001250
Номинальное напряжение цепи управления приводом, В220/220
Номинальный ток вспомогательных контактов, А10
Коммутируемые токи вспомогательных контактовU, B1224110220440
АС, А4,53,52,81,60,5
ДС, А1,00,50,120,060,03
Собственное время включения, с, не более0,060,08
Собственное время отключения, мс, не более0,04
Номинальный ток максимального расцепителя, А400; 500; 630; 800; 1000; 1250
Ток потребления электромагнита включения, А не более1015/50
Ток потребления электромагнита отключения, не более1,01,2
Диапазон рабочих температур окр. среды, °C+40 / -40
Ресурс по механической стойкости, циклов ВО25000
Ресурс по коммутационной стойкости, циклов ВО25000
Масса выключателя, кг, не более
без блока управл./с блоком управл.
45/5555/60

Условия эксплуатации

  1. Климатическое исполнение выключателя У3 по ГОСТ 15150-69
  2. Высота над уровнем моря до 1200 м
  3. Верхнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации плюс 40°С
  4. Нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации минус 45°С

Требования к надежности

  1. Механическая износостойкость, циклов ВО — 25 000
  2. Коммутационная износостойкость, циклов ВО — 25 000

Автоматическая защита

Вакуумные выключатели поставляются как с блоком электронной токовой защиты, так и без блока (для применения в горнорудной и др. отраслях, где токовая защита применяется своя). Электронная токовая защита в выключателях обеспечивает следующие виды защит (одну или несколько в зависимости от типоисполнения выключателя или без защит):

  • максимальная токовая защита каждой из фаз по перегрузу с выдержкой времени, зависимой от тока;
  • максимальная токовая защита каждой из фаз по перегрузу с выдержкой времени, независимой от тока;
  • токовая отсечка в зоне коротких замыканий с выдержкой времени, зависимой от тока;
  • токовая отсечка в зоне коротких замыканий с выдержкой времени, независимой от тока;
  • токовая отсечка в зоне коротких замыканий без выдержки времени;
  • токовая защита по току утечки на землю с выдержкой времени, независимой от тока;
  • минимальная защита каждой из фаз по напряжению, с выдержкой времени;
  • нулевая защита каждой из фаз по напряжению, с выдержкой времени. Устройство обеспечивает оперативную установку
    пороговых уровней защиты
Читать еще:  Автоматический выключатель ввод сверху или снизу
Параметр выключателяЗначение
Номинальный ток выключателя, А630; 1000; (1250)
Номинальный рабочий ток Iнр в долях от номинального тока выключателя0,63; 0,8; 1,0
Уставка по времени в зоне токов перегрузки с выдержкой времени, зависимой от тока ( при токе 6 ґ Iнр ) – t1, с4; 8; 16
Уставка по времени в зоне токов перегрузки с выдержкой времени, независимой от тока – t1*, сОт 0 до 128 сек. с шагом 1 сек.
Уставка по току отсечки в зоне коротких замыканий с выдержкой времени – I2, кратная Iнр2; 3; 5; 7; 10
Уставка времени задержки срабатывания защиты по току отсечки с токозависимой выдержкой времени (при токе – I2 ) – t2, с0,1; 0,2; 0,3; 0,4
Уставка времени задержки срабатывания защиты по току отсечки с токонезависимой выдержкой времени – t2*, сОт 0 до 1,0 сек. с шагом 0,1 сек.
Уставка по току отсечки в зоне коротких замыканий без выдержки времени – I3, кратная Iнр3; 5; 7; 10; 12; 16
Уставка по току утечки на землю, в долях от Iнр0,4; 0,6; 1,0
Уставка по времени задержки срабатывания защиты по току утечки на землю – t3, с0,1; 0,2; 0,4; 0,8
Номинальное напряжение минимального расцепителя220; 230; 380; 400; 415; 660; 690; 725
Уставка по времени задержки срабатывания защиты по нулевому и минимальному напряжению – t4, с0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0

* При поставке уставки по току отсечки и току перегрузки с выдержкой времени зависимой от тока программируются неутключаемые уставки.

Примечание:

  1. Выделенные уставки устанавливаются заводом-изготовителем, уставки могут перенастраиваться в процессе эксплуатации.
  2. При отдельном заказе программируются другие значения уставок по требованию потребителя.

Устройство и работа

Вакуумные выключатели состоят из трех дугогасительных полюсов, закрепленных на корпусе, который является основной несущей и изоляционной деталью. Каждый полюс выключателя содержит вакуумную дугогасительную камеру (КДВ), механизм дополнительного поджатия контактов КДВ и тоководы, конструктивно расположенные непосредственно в корпусе выключателя.

Электромагнитный привод выключателя через систему рычагов замыкает и размыкает контакты КДВ.

Электрическая схема блока питания и управления вакуумным выключателем собраны на панели, закрепленной на корпусах дугогасительных блоков выключателя.

Выключатель вакуумный имеет в своем составе микропроцессорный блок защиты и встроенные (на верхних тоководах) блоки трансформаторов, отслеживающих токи и напряжения главной цепи.

Включение устройства

Для включения вакуумного выключателя необходимо подать напряжения управления на разъем РП 10-22 контакты, управление выключателем производится через контакты разъема РП 10-22. При этом электромагнит включения включается и своим штоком приводит в движение рычажную систему выключателя. Она через вал привода, шпильку, изолятор замыкает контакты камеры, затем, перемещаясь дальше обеспечивает контактное поджатие через пружину. Рычажная система выключателя встает на защелку, и контакты размыкаются, и питание электромагнита снимается. Выключатель включен.

Читать еще:  Отличие масляного выключателя от вакуумного

Отключение устройства

Отключение выключателя производится электромагнитом отключения кнопкой отключения или расцепителями в аварийных ситуациях.

При отключении подается команда на один из выше перечисленных объектов, вал механизма защелки поворачивается, фиксатор освобождает рычаг рычажной системы. Рычажная система под действием пружин и возвращается в отключенное положение и через шпильку размыкает контакты камер. После отключения рычажная система под действием пружин самовзводится, выключатель готов к работе.

Аварийное отключение выключателя производится микроблоком защиты, который отслеживает сигналы с блоков трансформаторов. При обнаружении аварийной ситуации (ток перегрузки, ток короткого замыкания, пониженное напряжение) блок защиты отключает выключатель, подавая напряжение заряженного конденсатора на оперативный электромагнит отключения. Блок защиты питается от оперативного напряжения управления, а при его отсутствии от блоков трансформаторов, установленных в главной цепи.

Особенности

Величина электрического тока, протекающего через цепь во время короткого замыкания, зависит от того, в каком месте это замыкание произошло. Чем это место ближе к источнику тока, тем больше величина силы тока. Это свойство позволяет обеспечивать данной защитой требование селективности.[стиль] Для того, чтобы защита срабатывала непосредственно на том участке, на котором она установлена, её уставку принимают большей, чем значение силы тока короткого замыкания вне защищаемого участка. В этом случае защита не сработает, если короткое замыкание произойдёт вне защищаемого участка. Благодаря этому, токовую отсечку называют защитой с абсолютной селективностью.

В отдельных случаях токовая отсечка может быть выполнена неселективной. В этом случае она защищает не отдельный участок линии, а всю линию целиком. Выполнение такой защиты оправдано тем, что сразу после её действия начинает работать устройство автоматического повторного включения (АПВ). Если АПВ оказывается неуспешным, то срабатывает дифференциальная защита шин.

Токовая отсечка трансформатора

Токовая отсечка трансформатора является самой простой защитой трансформатора, которая защищает его от однофазных и междуфазных коротких замыканий. Принцип действия аналогичен принципу действия токовой отсечки линии.

Отсечка не будет срабатывать при повреждениях, сопровождаемых малыми токами, например, витковые замыкания, замыкания на землю в обмотке. Устанавливается токовая отсечка на трансформаторах мощностью менее 6300кВА. Если на трансформаторе установлена дифференциальная защита, то токовая отсечка не требуется.

Перейдем к расчету параметров защиты. Начнем с тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от броска тока намагничивания и от максимального тока короткого замыкания за трансформатором. Бросок тока намагничивания, который появляется при пуске трансформатора, составляет 3-5 от номинального.

  • kН – коэффициент надежности, зависит от типа реле
  • IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания за трансформатором
  • IНАМ – ток намагничивания трансформатора, равный 3-5 от номинального тока трансформатора

Ток срабатывания реле (уставка) определяется по выражению ниже:

  • kСХ – коэффициент схемы
  • IС.З. – ток срабатывания защиты
  • nТТ – коэффициент трансформации ТТ

Коэффициент чувствительности токовой отсечки трансформатора

К преимуществам отсечки относится её быстродействие. Мгновенное отключение позволяет уменьшить возможные повреждения трансформатора и оборудования, запитанного от трансформатора.

К недостаткам можно отнести то, что зона действия отсечки ограничена. Поэтому отсечка вместе с газовой защитой трансформатора и максимальной токовой защитой составляют защиту трансформаторов малой мощности.

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector