2-7. ВЫБОР АППАРАТУРЫ ПО ПРЕДЕЛЬНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ
Аппаратура должна быть выбрана так, чтобы токи, могущие возникнуть в месте установки аппарата в соответствующие моменты времени, не были больше токов, определяющих ее предельную коммутационную способность.
Если в информационных материалах разрывная способность при переменном токе выражается предельно допустимым действующим значением периодической составляющей тока короткого замыкания, то обычно имеется в виду, что аппарат испытывался в цепи, питаемой от трансформатора, приключенного к мощной энергосистеме. В этом случае при выборе аппаратуры для работы в аналогичных условиях достаточно сопоставить величины периодической составляющей, указанной в информационных материалах, с Л которая может быть в эксплуатации. Если разрывная способность выражена амплитудным значением тока, то вообще для выбор3 аппаратуры надо знать величины амплитуд полного тока коренного замыкания, которые могут быть в установке в разные моменты времени. Точный расчет этих токов сложен, так как надо знать постоянные времени в каждой точке сети, где установлен аппарат. Для тех редких специальных случаев, когда установка питается непосредственно от генераторов низкого напряжения, затруднительно дать упрощенный способ выбора аппаратуры и надо применять точный расчет. Для аппаратуры, устанавливаемой на понизительных трансформаторных подстанциях и в цехах заводов, можно приближенно определить амплитуду полного тока короткого замыкания, умножив амплитуду периодической слагающей тока на величину р, приведенную в табл. 2-5.
Таблица 2-5
Значение величины /*=1+в
В случае установки аппаратуры в цехе даже при небольшом удалении от подстанции значение р очень близко к единице (§ 2-2). Для примера укажем, что на зажимах трансформатора мощность» 560 КВ*А р=1,36, а на конце трехфазной линии длиной 27 м сечением 70 мм2, допускающей прохождение 20%-ного номинального тока этого трансформатора, р=1,1- Данные о временах срабатывания и о величине разрывной способности аппаратов приведены в соответствующих главах и в приложениях. Из этих данных следует, что tс универсальных автоматов более 0,04 сек, поэтому при выборе этих автоматов по разрывной способности надо брать величину р— 1.
Плавкие предохранители и установочные автоматы при наибольшем допустимом токе имеют при включении с холодного состояния tс как менее 0,01 сек, так и более 0,01 сек. У этих аппаратов время отключения зависит от температуры реагирующего органа до момента начала короткого замыкания. Если они предварительно нагреты током, время отключения может значительно уменьшиться и во всех случаях стать менее 0,01 сек. Поэтому при выборе установочных автоматов и предохранителей по разрывной способности надо брать в табл. 2-4 величину для интервала времени менее 0,015 сек.
При выборе аппаратуры надо проверить достаточность ее включающей способности. Если аппаратура испытывалась при питании от трансформатора, а в эксплуатации будет работать в цепи генератора, то без такой проверки выбор может быть неправилен, например, если автомат с выдержкой времени 1 сек (см. линию ББ на рис. 2-2) выбран только по данным о разрывной способности, то может оказаться, что при испытании он включал токи, только на 40% большие амплитудного значения отключаемого тока (см. рис. 2-1,6), а в эксплуатации ему придется включать токи, в 5 раз большие амплитудного значения отключаемого тока. Поэтому вполне естественно ожидать, что контакты такого автомата приварятся при включении цепи, в которой имеется короткое замыкание.
Часто можно пренебречь токами, генерируемыми двигателями. В этом случае при питании от понизительного трансформатора, если известен коэффициент мощности cosφ при коротком замыкании, то отношение р первой наибольшей возможной (при данном cos ф) амплитуды тока /Mi к амплитуде установившегося тока короткого замыкания /м. п удобно определять по кривой рис. 2-7, которая может быть рассчитана для кривой изменения тока, определяемой уравнением (2-8).
Рис. 2-7. Зависимость коэффициента амплитуды от коэффициента мощности при коротком замыкании трансформатора.
В случае если аппарат благодаря своему быстродействию ограничивает величины токов короткого замыкания в системе, все нижестоящие аппараты могут выбираться с учетом этого ограничения. Если два автоматических выключателя включены последовательно, то нижестоящий (расположенный дальше от источника энергии) может иметь меньшую разрывную способность, чем это требуется, исходя из величин токов, возникающих в месте его установки, если вышестоящий имеет требуемую разрывную способность. При этом надо, чтобы уставка мгновенного срабатывания вышестоящего выключателя была не выше 80% разрывной способности нижестоящего выключателя. Рекомендуется, чтобы разрывная способность нижестоящего выключателя была не менее 50% величины тока, могущего возникнуть в месте его установки. Однако при этом предельная способность включения каждого выключателя должна соответствовать токам, возникающим в месте его установки.
Применяемая аппаратура должна иметь достаточную термическую устойчивость. Это значит, что она должна быть способна, не перегреваясь чрезмерно, пропустить токи короткого замыкания в течение всего времени их существования. Мерой термостойкости является интеграл i2dt, предельно допустимый для аппарата в течение короткого времени, когда процесс нагрева можно считать адиабатическим. При выборе аппаратуры не требуется делать проверки на термическую устойчивость, если необходимость ее не оговорена в каталоге, так как это означает, что при испытании аппарата на предельную коммутационную способность проверкой температур частей установлено, что термическая устойчивость не ограничивает предельной коммутационной способности при временах отключения, определяемых защитной характеристикой аппарата. Проверка термической устойчивости может потребоваться, если отключение токов короткого замыкания производится с выдержкой времени при наличии токоведущих частей малого сечения (катушек максимальных расцепителей на малые токи). В этом случае должна быть ограничена величина \i2dt. Она указывается в каталогах. Ограничения по термической устойчивости могут оговариваться также при наличии широкой регулировки времени срабатывания аппарата.
