Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Аппараты распределительных устройств низкого напряжения

Величины токов короткого замыкания в установках - Аппараты распределительных устройств низкого напряжения

Оглавление
Аппараты распределительных устройств низкого напряжения
Требования, предъявляемые к аппаратуре
Допустимое превышение температуры токоведущих частей аппаратов
Требования к изоляции
Экономия дефицитных материалов
Прочие требования
Предельная коммутационная способность
Определение предельной коммутационной способности
Величины токов короткого замыкания в установках
Выбор аппаратуры по предельной коммутационной способности
Основные закономерности, определяющие размеры и конструкцию
Влияние разных факторов на гашение дуги постоянного тока
Гашение дуги переменного тока
Гашение дуги в дугогасительных камерах
Износ контактов при замыкании цепи
Износ контактов при размыкании цепи
Приваривание контактов
Длительное прохождение тока через контакты
Назначение и классификация автоматических выключателей
Устройство автоматов
Устройство быстродействующих автоматов
Автоматы ВАБ-2
Автоматы ВАБ-28 и ВАБ-20-М
Автоматы 6ХВАБ10 и 6ХВАБ15
Быстродействующие короткозамыкатели
Автоматы серии АВ
Автоматы серии АМ
Установочные автоматы
Перспективы развития серий универсальных и установочных автоматов
Бытовые автоматы
Автоматы защиты сетей постоянного тока на до 24 В
Автоматы АГП
Веса и габаритные размеры автоматов
Обзор развития конструкций контактных систем
Рекомендации по конструкции контактных систем
Дугогасительные камеры
Приводы универсальных и установочных автоматов
Механизм универсальных и установочных автоматов
Механизм свободного расцепления
Конструкции расцепителей максимального тока
Сравнение расцепителей максимального тока
Расчет электромагнитных расцепителей
Расчет тепловых термобиметаллических расцепителей
Расцепители независимые и минимального напряжения
Плавкие предохраннтели-расцепители
Назначение и классификация плавких предохранителей
Плавкие вставки
Предохранители без патрона и с полузакрытым патроном
Наполнитель предохранителей с закрытым патроном
Длина плавкой вставки в предохранителях с наполнителем
Перенапряжения в предохранителях с наполнителем
Энергия, выделенная дугой в предохранителях с наполнителем
Предохранители высокой разрывной способности с наполнителем
Предохранители высокой разрывной способности с закрытым патроном без наполнителя
Предохранители низкой разрывной способности с закрытым патроном без наполнителя
Инерционные предохранители
Быстродействующие предохранители
Быстродействующие предохранители взрывного типа
Блоки предохранитель—выключатель
Тепловой расчет плавких вставок
Рубильники
Пакетные выключатели
Распределительные устройства
Распределительные устройства, осуществляющие разветвления
Выбор аппаратуры
Проверка защищенности элементов установки при коротком замыкании
Испытание аппаратуры распределительных устройств
Определение величии срабатывания аппаратов
Испытание на нагревание
Испытание изоляции
Испытание оболочек
Испытание на коммутационную способность
Испытание на механический износ и при разных температурах
Испытание контактов на подпрыгивание
Приложения

2-6. ВЕЛИЧИНЫ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В УСТАНОВКАХ

Если не учитывать сопротивления места короткого замыкания, то величины токов короткого замыкания могут быть достаточно

точно рассчитаны известными способами [Л. 2-4], для чего в сетях низкого напряжения надо учитывать как индуктивное, так и активное сопротивление проводников, аппаратов и машин. Иногда на- до также учесть токи, генерируемые двигателями. Сопротивление места короткого замыкания не поддается расчету.

Если полное сопротивление цепи мало и возможные токи короткого замыкания велики, то сопротивление места короткого замыкания обычно весьма существенно снижает ток, так как большие электродинамические силы так быстро удаляют перемкнутые между собой части и выдувают электрическую дугу, что обычно ток ограничивается сопротивлением дуги. При токах 100 кА в практических случаях в месте короткого замыкания возникают усилия порядка 1 Г [Л. 2-9].

Испытания [Л. 2-8] показали, что при напряжении 500 в в сети, в которой действующее значение расчетного тока короткого замыкания, определенного но (2-17), достигало 58 кА, при испытании удавалось получить этот ток только при наличии толстой медной перемычки, привинченной надежно к шинам. В остальных случаях ток был меньше и достигал следующей величины в процентах от максимальной:

для случая привинченной медной перемычки сечением

6 — 25 мм2 соответственно 60—87%

для случая свободно лежащего на шинах медного бруса

(независимо от сечения) 56%

для случая свободно лежащего на шинах стального бруса (независимо от сечения) 68%

для случая перекрытия по изоляции 32 — 56%

Другие испытания [Л. 2-10] показали, что токи короткого замыкания при напряжении 220 в постоянного тока достигали величины, не большей 80% при расчетных значениях 50 кА и 70% при расчетных значениях 80 кА.

Существует мнение, что токи короткого замыкания более 100 кА практически не могут возникнуть, и требовать, чтобы автоматы имели разрывную способность больше 100 кА, не следует [Л. 2-9]. Однако надо учитывать возможность возникновения больших токов при неправильном включении автоматов. Кроме того, трудно предвидеть все возможные случаи короткого замыкания. Испытания при токе 220 кА, фактически проходившем через автомат, производились в США (Л. 2-11].

При амплитудном значении расчетного тока порядка 20 кА сопротивлением места короткого замыкания, по-видимому, можно пренебречь, а при расчетном токе 60—80 кА для учета сопротивления места короткого замыкания можно снижать ток на 20%. Нет достаточных оснований считать, что в установках не могут появиться токи свыше 100 кА и что защитные устройства во всех случаях не надо рассчитывать на токи, большие 100 кА.

Величины максимальных токов короткого замыкания в установках изменяются в весьма широких пределах, в зависимости от мощности источников энергии, трансформаторов и сопротивления участка цепи до места короткого замыкания. Наибольшие возможные расчетные токи короткого замыкания в существующих установках достигают нескольких сотен килоампер. Для отключения указанных выше наибольших токов изготовляются специальные аппарата индивидуального исполнения. Коммутационная аппаратура массового и серийного исполнения устанавливается преимущественно в промышленных предприятиях и рассчитывается на могущие быть в этих установках токи короткого замыкания. Наши промышленные предприятия обычно питаются от мощных энергосистем. Поэтому при расчете тока короткого замыкания можно не считаться с уменьшением периодической слагающей. В громадном большинстве случаев мощность трансформаторов не превышает 1 000 КВ*А при напряжении 380 в и 560 КВ*А при напряжении 220 в, что соответствует номинальному току около 1 500 а. Наиболее тяжелые условия имеют место при трехполюсном коротком замыкании, при этом действующее значение периодической составляющей тока определяется по уравнению

(2-18)

где U — действующее значение линейного напряжения; х — индуктивное сопротивление фазы; г — активное сопротивление фазы; 2 — полное сопротивление фазы.

Амплитудное значение тока, по которому в соответствии с вышеуказанным должна выбираться аппаратура по предельной коммутационной способности, определяется по уравнению

где t — время, соответствующее концу каждого нечетного полупериода (при 50 Гц t = 0,01; 0,03; 0,05 сек); Т — постоянная времени, определяемая уравнением

(2-20)

Величины тока короткого замыкания на выводах трансформатора 10 000/400 в, определенные по вышеуказанным формулам без учета сопротивления места короткого замыкания, приведены в табл. 2-4. Для учета тока, генерируемого асинхронными двигателями, принято, что трансформатор полностью загружен асинхронными двигателями, расположенными вблизи него в цехе. При этом можно считать i[ Л. 2-4], что действующее значение периодической слагающей тока генерируемого двигателя через 0,01 сек равно пятикратному номинальному току трансформатора, а через 0,03 сек оно так мало, что его можно не учитывать. Амплитудное значение этого тока в |/2 раз больше действующего. Апериодическую слагающую тока, генерируемого асинхронными двигателями, можно не учитывать, так как она уменьшается очень быстро.

Таблица 2-4

Токи при трехполюсном коротком замыкании на зажимах трансформатора 400 в

Мощность трансформатора , КВ*А

180

320

560

750

1 000

Мощность короткого замыкания со стороны высокого напряжения, квй

Номинальный ток, а

274

487

852

1 140

1 520

Постоянная времени, сек

0,007

0,0085

0,0099

0,0102

0,0112

Действующее значение периодической слагающей тока короткого замыкания <без учета тока, генерируемого двигателями), кА

4,2

6,8

10,4

13

15,1

25 000

4,6

7,9

13,3

17,8

22,1

100 000

4,7

8,2

14

19

23,9

200 000

4,8

8,4

14,7

20,3

26,1

со

Амплитудное значение полного тока короткого замыкания, кА

<=0,01 сек

С учетом двигателей

10,4

19

34,4

47,3

63,2

оо

Без учета двигателей

8,4

15,6

28,3

39,3

52,4

со

t= 0,03 сек

6,9

12,3

21,8

30,2

39,5

со

t=0,05 сек

6,8

11,9

20,8

28,7

36,9

со

Значения такое, указанные в табл. 2-4, являются предельно возможным. Фактически, как отмечалось, из-за сопротивления места замыкания они будут меньше. К концу третьего полупериода (и для больших времен) практически можно считать, что апериодическая составляющая тока переходного режима трансформатора равна нулю, и надо учитывать только периодическую составляющую.

Величины возможных токов короткого замыкания резко уменьшаются при удалении места короткого замыкания от выводов трансформатора. Так, для трансформаторов мощностью 560 и 1 000 КВ*А, присоединенных к бесконечно мощной сети, ошиновка длиной 10 м, рассчитанная на номинальный ток трансформатора, снижает периодическую составляющую тока соответственно на 11 и 18%, а пик тока соответственно на 14 и 20%. 20 м медных проводов в трубах, рассчитанных на 20% номинального тока трансформатора, вызывают снижение периодической составляющей тока короткого замыкания вышеуказанных трансформаторов на 19% и снижение пика тока на 32% (без учета снижения от ошиновки). Такое большое снижение пика тока в последнем случае вызвано уменьшением постоянной времени вследствие того, что активное сопротивление проводов в трубах значительно выше их индуктивного сопротивления.

Коммутационные аппараты, применяемые в настоящее время в промышленных установках переменного тока на номинальный ток до 1 5С0 а, должны иметь коммутационную способность, близкую к предельным значениям, приведенным в табл. 2-4, или несколько меньшую их (с учетом дуги в. месте замыкания и наличия ограниченной мощности короткого замыкания со стороны высокого напряжения). Эти предельные значения амплитудного тока равны 63 кА при /с<0,01 сек, 40 кА при =0,03 сек, 37 кА при гс5г0,05 сек. При испытании от трансформатора мощностью 1 000 КВ*А, присоединенного к мощной энергосистеме и не нагруженного асинхронными двигателями, это соответствует действующему значению периодической составляющей 33 кА при с<0,01 сек и 26 кА при >0,03 сек. Первая цифра выше из-за учета тока, генерируемого двигателями, которые, как правило, имеются в эксплуатации.

Так как вышеуказанные токи в общепромышленных установках могут быть только в очень ограниченной зоне (на выводах трансформаторов 1 000 КВ*А при металлическом коротком замыкании), а подавляющее большинство аппаратов установлено в местах, в которых токи гораздо меньше, наибольшее количество аппаратов в настоящее время изготовляется на меньшую коммутационную способность, причем тем меньшую, чем меньше номинальный ток аппарата. При этом исходят из того, что основная потребность в аппаратах на данный номинальный ток должна покрываться аппаратами с меньшей коммутационной способностью, а когда требуется большая коммутационная способность, то должен применяться аппарат на следующий больший номинальный ток с реагирующим органом на требуемый ток.

Следует учесть тенденцию к широкому применению трансформаторов мощностью 1 800 КВ*А. В этом случае автомат на ток 1 500 а, установленный на фидере, питаемом от этого трансформатора, должен иметь большую разрывную способность — порядка 100 кА (пик тюка).



 
« Агрегаты питания электрофильтров   Архивы 2001 »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.