Сьогодні вашій увазі хочу запропонувати дуже обговорювану тему селективного захисту автоматичних вимикачів. Якщо ви думаєте, що тут все просто і однозначно, то це не зовсім так. У чому ж особливість селективного захисту?
У наших нормативних документах про селективну захист практично нічого не сказано.
Однак, в італійському Стандарті CEI 64-8 "Електричні установки з номінальною напругою нижче 1000 В змінного струму та 1500 В постійного струму" щодо установок низької напруги в частині 5 "Вибір і монтаж електричних компонентів" написано:
"Вибірковість між пристроями захисту від надструмів (536.1).
Коли кілька захисних пристроїв встановлені послідовно, і це виправдано вимогами експлуатації, їх робочі характеристики повинні вибиратися таким чином, щоб можна було відключати тільки частина установки, де виникла несправність. "
"Робочі ситуації, що вимагають селективності, визначаються користувачем або проектувальником установки."
З цього випливає, що Стандарт вказує на те, що робочі характеристики повинні бути обрані з забезпеченням селективності, коли це виправдано вимогами експлуатації.
А тепер розглянемо проблеми, які можуть виникнути при виборі автоматичних вимикачів з урахуванням селективного захисту.
Основна маса автоматичних вимикачів приблизно до 400А застосовується без регульованих расцепителей, не кажучи вже про модульну серію. Зупинимося на автоматичних вимикачах модульної серії, тобто до 125А.
Діапазони струмів миттєвого розчеплювача
Як відомо, автомат захищає від перевантаження і короткого замикання. Модульні автоматичні вимикачі можуть мати електромагнітні розчеплювача з характеристиками B, C, D.
Залежність часу спрацьовування ВА від струму в його ланцюга
Час-струмовий характеристика автоматичного вимикача ВА47-29 16С
Зона між червоними лініями нам показує інтервал часу спрацьовування автомата. Наприклад, при струмі 2,55 * 16 = 40,8А даний автомат спрацює за час від 1 до 60 сек.
У своїх проектах повну селективність я практично ніколи не забезпечую, оскільки забезпечити її вкрай важко на автоматичних вимикачах модульної серії.
Селективність можна розділити на дві зони:
- селективність в зоні перевантаження;
- селективність в зоні короткого замикання.
Селективність в зоні перевантаження я забезпечую завжди у всіх проектах без винятку. Тут все просто. Якщо групою автомат 16С, то автомат вище буде як мінімум 20С. Таку розстановку вимикачів все, і я в тому числі, називаємо селективність. Але якщо розібратися, то в зоні короткого замикання такі автомати не селективними.
Щоб модульні автоматичні вимикачі були селективними, то співвідношення їх номіналів має бути приблизно 2,5 за умови, що автомати з однаковими електромагнітними расцепителями. На наступній діаграмі наведені час-струмові характеристики автоматів D6, D16, D40.
Співвідношення модульних автоматів
Як бачимо, навіть у цих автоматів є невеликих загальні зони спрацьовування.
У наступному прикладі порівняємо B6, C20, D63.
Порівняння B6, C20, D63
Тут уже загальних пересічних зон не спостерігається. Співвідношення номінальних струмів близько 3,2.
До речі, щоб забезпечити селективність запобіжників їх співвідношення має бути приблизно 2,5.
Сенс усієї цієї статті в тому, що в 99% випадках повна селективність нам і не потрібна. У наших проектах у нас виконується лише часткова селективність в зоні перевантаження.
Селективність потрібно там, де це може спричинити серйозні наслідки. А якщо у нас від к.з. спрацюють 2-3 послідовно включених автомата, то ніякої трагедії не станеться. Тим більше, що короткі замикання відбуваються не так часто.
Щоб не завищувати автоматичні вимикачі, як комутаційного апарату на введенні розподільних щитів можна встановлювати вимикачі навантаження або рубильники.
Раджу почитати:
На жаль, але навіть використовуючи автомати з електронними расцепителями з витримками часу, не завжди можна домогтися повної селективності.
Наприклад, для серії Compact NSX з струмами 100. 630 А з расцепителем Micrologic 5.
У нього регулюються уставки по перевантаженню, селективна струмовий відсічення з витримкою часу і миттєва струмовий відсічення.
Проблема в миттєвої струмового відсічення Ii.
Струми короткого замикання можуть перевищувати максимальну значення уставки Ii.
В цьому випадку селективності не буде.
Наприклад, для NSX100 Ii = 15 * In = 15 * 100 = 1500 А.
Такі струми КЗ дуже ймовірні для шин ВРУ, а часто можуть бути істотно більше (наприклад, поблизу підстанції).
При цьому для струмів до 630 А багато моделей автоматів не дозволяють вивести з роботи миттєву струмовий відсічення (Ii - off).
Ось і виходить, що навіть застосовуючи для РУ-0,4 кВ підстанцій і ВРУ-0,4 кВ будівель автомати з електронними расцепителями селективність буде частковою.
У «Шнайдера» є хороша онлайн-програма.
В'ячеслав! Сумніваюся. «Шнайдер» пише, що при ТКЗ більш Ii селективність неповна, часткова. Повна селективність там, де Ii можна відключити (Ii - off).
Регулювати Ii можна. Але при токах Ir близьких до In це мало що дасть. Див. Приклад вище. Для NSX100 максимальне Ii = 15 * In = 15 * 100 = 1500 А.
При ТКЗ в 3000 А можуть спрацювати обидва автомата.
Тоді треба спеціально завищувати In, щоб Ii було більше.
Але це не завжди можливо і не завжди виправдане. У будь-якому випадку при больши х ТКЗ навіть цього заходу не вистачить.
Єдиний плюс в даному випадку наступне. Часто (але не завжди) для розподіл. мереж з великими розрахунковими струмами
1-фазне ТКЗ знаходиться в межах Isd і Ii.
З огляду на, що 1-фазне КЗ частіше трифазного, селективність буде.
Але якщо мінімальне 1-фазне КЗ більше Ii (характерно для точок близьких до підстанцій), то селективності не буде.
В принципі Ii взагалі не потрібна, але у багатьох автоматів її не можна відключити (на форумі Colan це питання вже піднімав).
Хочу задати питання про селективності автоматів 0,4 кВ в живильних мережах.
Прописано в якомусь документі вимога, що уставка спрацьовування розчеплювача апарата захисту на живильному фідері в ВРУ будівлі повинна бути більше уставки спрацьовування розчеплювача апарата захисту на вводі ВРУ, тобто з іншого боку?
На цей рахунок у мене виникли розбіжності з інспектором нагляду.
Для електропостачання промпідприємства запроектована комплектна ТП, від якої живляться 8 ВРУ-0,4 кВ. Причому спочатку запроектована саме КТП (вимога замовника). Адже по-хорошому, спочатку повинен виконуватися проект внутрішнього електропостачання, а вже після - проект по КТП (див. Статтю Порядок проектування електроустановок).
Попередньо пораховані навантаження на стадії А (архітектурний проект, РБ), на підставі чого виконаний проект по комплектної ТП з урахуванням розроблених спільно з замовником рішень по внутрішньому електропостачанню.
Проект по ТП на стадії С (будує. Проект) погоджено в РЕМ, філіях Енергонагляд і Енергозбут і переданий замовнику.
Минув час, закінчений і проект по внутрянка, в результаті чого уточнені навантаження по кожному ВРУ.
До того ж спочатку розрахункові коефіцієнти потужності (cos) всіх ВРУ були завищені (особливості розрахунку навантажень по РТМ - в розрахунку Qр для живильних мереж не фігурує коефіцієнт Кр, см. П. 3.2.8, що завищує cos) - замість початкових 0,94 вийшло 0,84 (приклад для одного ВРУ). Відповідно випрослі розрахункові струми, в зв'язку з чим довелося коригувати уставки АВ-0,4 кВ на КТП. Вніс зміни, поїхав на узгодження коригувань по всіх інстанціях. Дійшов до Енергонагляду.
Починаю пояснювати інспектору, що за результатами виконання проекту по внутрішньому електропостачання підприємства потрібно підняти уставки на АВ в РУ-0,4 кВ КТП. Показую як приклад:
- «Розглянемо ВРУ-5, у якого спочатку передбачена уставка апарату на вводі (ВА88-37 + МР211) - 320А, при цьому уставка автомата на живильному фідері від ТП до ВРУ-5 - теж 320 А (Eaton NZM3). Чи не добре, не забезпечується селективність спрацьовування автоматів. Для цього я підняв уставку до 400 А ».
Інспектор: - «Покажіть нормативний документ або дайте на нього посилання, де сказано, що в мережах до 1 кВ уставка АВ на живильному фідері від ТП до ВРУ повинна бути більше уставки вступного автомата на введенні цього ВРУ? Я вважаю, що вони можуть бути однаковими, а відключиться першим той, у якого чутливість вище. Доведіть протилежне ».
- «Я керуюся, в першу чергу, логікою. Дозволену потужності ми не перевищуємо. При цьому якщо в результаті перевантаження лінії живлення відключиться апарат захисту в голові лінії (на фідері в ТП), то обслуговуючому персоналу доведеться йти в КТП для його включення. А якщо обслуговуємо займається стороння організація, то час на включення значно збільшується ».
-"Не бачу проблеми. Доведіть протилежне. Ще питання є?" - такою була відповідь інспектора.
І я не зміг підтвердити вимога селективності нічим, крім втрати часу на включення автомата в КТП.
Які у вас міркування з цього приводу? Де прописані такі вимоги?
А ще він сказав, що для знову проектованих об'єктів в РБ коефіцієнт потужності повинен бути не нижче 0,9. А де про це написано, я у нього не запитав.
В принципі Ви праві, прийшла відповідь від інженерів IEK:
Зазначені в запиті модульні автоматичні вимикачі ВА47-29 і ВА47-100 х-ка С не мають пристроїв настройки селективності і виконують функції часткової селективності по току.
Автоматичні вимикачі ВА47-29 і ВА47-100 х-ка С мають конструктивні відмінності.
Причину, через яку автоматичний вимикач ВА47-100-3Р 63А х-ка С ТДМ не спрацював, слід уточнити у компанії ТДМ.
В якості прикладу:
Ми виконали спрощений розрахунок ТОКЗ віртуального приєднання з наступними параметрами лінії: трансформатор 400 кВА, далі кабель АСБ-3 × 185 + 1 × 95-100 м до ВРУ, далі кабель ВВГ-4 × 50 + 1 × 25-20 м до ЩЕ, далі кабель ВВГ-3 × 4-15 м до Щита квартири (ЩК), далі кабель ВВГ-3 × 2,5-20 м до розетки, сумарний опір перехідних контактів 40 мОм.
В результаті розрахунку було отримано струм 422 А.
При установці в лінії автоматичних вимикачів ЩК-С16; ЩЕ-С32; ВРУ-С63 повинні спрацювати С16 (26 Iном) і С32 (10,5 Iном) за час не більше 0,02 с, а С63 (6,7 Iном) може відключитися за час від 0,01 до 18 с в залежності різних факторів .
При відстані від ЩК до розетки 5 м отримуємо ТОКЗ 709 А, відповідно, за час не більше 0,02 с повинні відпрацювати всі три автомати С16 (44 Iном), С32 (18 Iном), С63 (11 Iном).
При відстані від ЩК до розетки 50 м отримуємо ТОКЗ 233 А, відповідно, повинні спрацювати С16 (14,5 Iном) за час не більше 0,02 с, С32 (7 Iном) може відключитися за час від 0,01 до 18 з в залежно різних факторів, а С63 (3,7 Iном) може відключитися за час від 1 до 50 з в залежності різних факторів.