Защита для совместной работы с управляемым предохранителем

Управляемый предохранитель имеет привод, на который практически может воздействовать любая релейная защита. Однако в сетях напряжением до 1000В экономически оправдано применение простейшей защиты, имеющей лучшие, чем у предохранителей и расцепителей автоматических выключателей, защитные характеристики. Недостатком токовых защит является, в частности, их реагиро­вание только на ток, они не реагируют на температуру нагрева проводников защищаемой линии. Поэтому практически невозможно получить требуемую по условиям нагрева проводников защитную характеристику.

Более приемлемую защитную характеристику имеет защита, которая непо­средственно реагирует на температуру нагрева проводников, т. е. температурная защита. Одна из возможных схем такой защиты показана на рис. 5.8, а. Термо­резистор R1 с отрица­тельным температурным коэффициентом сопротив­ления вмонтирован в за­щищаемую кабельную линию; его температура равна температуре изоля­ции жил кабеля. С повы­шением температуры со­противление терморезистора уменьшается, а на­пряжение U _рна выходе моста R1— R4, в одно из плеч которого включен терморезистор, увеличи­вается (рис. 5.8, б): мост подключен к напряже­нию U _~ питания. Напряжение срабатывания реле U_с.р выбирается исходя из допустимой температуры нагрева — температуры срабатыва­ния реле Т_{е. р}. При Т _с.р. = 100 °С напряже­ние U_{c. p} = 7,5 В. Для этого случая на рис. 5.8, в даны защитная характе­ристика 1, расчетная ха­рактеристика 2, рекомендуемая для всех проводников, и защитная характеристика 3 предохраните­ля ПН-2. Совместная работа температурной защиты и управляемого предохра­нителя, рассмотренного выше (см. § 4.3), позволяет получить комбинированную защитную характеристику. При перегрузках кабель надежно защищается тем­пературной защитой (характеристика 1), воздействующей на привод управляе­мого предохранителя. Короткие замыкания отключаются в соответствии с за­щитной характеристикой 3 предохранителя, так как начиная с трехкратного зна­чения тока плавкая вставка перегорает раньше, чем срабатывает защита.

§ 5.9. Устройства автоматического включения резерва в сетях напряжением до 1000 В

В системах электроснабжения при наличии двух (и более) ис­точников питания часто целесообразно работать по разомкнутой схеме. При этом все источники включены, но не связаны между собой; каждый из них обеспечивает питание выделенных потреби­телей. Такой режим работы сети объясняется необходимостью уменьшить токи к. з., упростить релейную защиту, создать необхо­димый режим по напряжению и т. п. Однако при этом надежность электроснабжения в разомкнутых сетях оказывается более низкой, чем в замкнутых, так как отключение единственного источника приводит к прекращению питания всех его потребителей. Электро­снабжение потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением к другому источнику питания с по­мощью устройства автоматического включения резервного источни­ка (УАВР).

Применяют различные схемы УАВР, однако все они должны удовлетворять основным требованиям:

находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормального напряжения на другом, резервном для данных потребителей источнике питания; чтобы не допустить включения резервного источника на короткое замыкание, линия ра­бочего источника к моменту действия УАВР должна быть отключе­на со стороны шин потребителей; признаком прекращения питания является исчезновение напряжения на шинах потребителей, поэто­му воздействующей величиной устройства АВР обычно является напряжение; при снижении напряжения до определенного значения УАВР приходит в действие;

иметь минимально возможное время срабатывания t _авр. Это не­обходимо для сокращения продолжительности перерыва питания потребителей и обеспечения самозапуска электродвигателей; мини­мальное время t_авр определяется необходимостью исключить сра­батывания УАВР при коротких замыканиях на линиях, связанных с рабочим источником питания, если напряжение на резервируемых шинах станет ниже напряжения срабатывания устройства АВР; эти повреждения отключаются быстродействующими защитами линий;

обладать однократностью действия, что необходимо для предотвращения многократного включения резервного источника на устойчивое короткое замыкание;

обеспечивать вместе с защитой бы­строе отключение резервного источни­ка питания и его потребителей от по­врежденной резервируемой секции шин и тем самым сохранять их нормаль­ную работу.

В установках напряжением до 1000 В устройства АВР наиболее про­сто выполняют на контакторах. В схе­ме, приведенной на рис. 5.9, а, б, в потребители получают питание от ра­бочего источника по линии Л1. Кон­тактор КМ1 удерживается во включенном положении катушкой, которая находится под полным рабочим напряжением линии. При этом его вспомогательный контакт К.М1.2 в цепи катушки контактора КМ2 разомкнут, поэтому контактор КМ2 отключен. Он включается и переводит питание на резервный источник только при отключенном контакторе КМ1, когда замкнет­ся вспомогательный контакт К.М1.2. Контактор КМ1 отключается при исчезновении напряжения на линии Л1, так как при этом пре­кращается питание его удерживающей катушки. Устройство АВР автоматически восстанавливает питание от рабочего источника пос­ле появления напряжения на линии Л1. На время ремонта шин накладки SX1 и SX2 снимаются.

С помощью контакторов можно выполнить и более сложные схемы автоматики, например УАВР двустороннего действия (рис. 5.10). Нормально контакторы КМ1 и КМЗ включены, при этом подстанция Л получает питание по линии Л1, а подстанция Б — по линии Л2. Линия ЛЗ является резервной, нормально она включена только на одной из подстанций, например на подстан­ции А. Схема УАВР выполнена так, что обеспечивается автомати­ческое включение резервного питания любой из подстанций при от­ключении ее питающей линии.

Схема работает следующим образом. При исчезновении напряжения, напри­мер на линии Л2 и шинах подстанции Б, удерживающая катушка контакто­ра КМЗ обесточивается и контактор отключается (рис. 5.10, а, г). При этом его вспомогательные контакты КМЗ. и КМ3.2 в цепи удерживающей катушки кон­тактора КМ4 замыкаются, а вспомогательные контакты КМЗ.З и КМ3.4 размы­каются (рис. 5.10,6). Так как резервная линия ЛЗ находится под напряжением со стороны подстанции А, то контактор КМ4 включается и удерживается во включенном состоянии, его вспомогательные контакты КМ4.] и КМ4.2 замыка­ются, а контакты KL2.1 и KL2.2 промежуточного реле KL2 остаются разомкну­тыми. Подстанция Б получает питание по резервной линии. При восстановлении напряжения на линии Л2 автоматически включается контактор КМЗ, его вспо­могательные контакты КМ3.1 и КМ3.2 разрывают цепь удерживающей катушки контактора КМ4 и он отключается. Схема приходит в исходное состояние. В данном случае устройство АВР действует без участия промежуточного ре­ле KL2.

Необходимость наличия реле KL2 в схеме УАВР проявляется в случае ис­чезновения напряжения на линии Л1. При этом, несмотря на отключение контак­тора КМ1 (рис. 5.10,6) и замыкание его вспомогательных контактов КМ].] и К.М1.2 в цепи удерживающей катушки контактора КМ2, последний включиться не может, так как исчезает напряжение и на шинах подстанции А, и на резерв­ной линии ЛЗ. Состояние схемы включения катушки контактора КМ2 для дан­ного случая показано на рис. 5.10, в. На подстанции Б контактор К.МЗ включен и на шинах имеется напряжение. Вспомогательные контакты К.М3.1 и КМ3.2 (рис. 5.10, д) разомкнуты, а вспомогательные контакты К.МЗ.З и КМ3.4 замкну­ты. При исчезновении напряжения на линии ЛЗ реле K. L2 обесточивается и замы­кает контакты KL2.1 и KL2.2. Контактор КМ4 включается и на линию ЛЗ пода­ется напряжение. При этом реле срабатывает и размыкает контакты K. L2.1 и KL2.2, а контактор КМ4 остается включенным, так как цепь его удерживающей катушки замкнута вспомогательными контактами КМЗ.З, КМ3.4, КМ4.1 и КМ4.2.

Появление напряжения на линии ЛЗ сопровождается включением контак­тора КМ2 на подстанции А. Таким образом обеспечивается резервное питание подстанции А при исчезновении напряжения на линии Л1.

Полное время действия рассмотренных схем АВР (время от­ключения рабочего и время включения резервного контактора) составляет t _авр = 0,2÷0,3 с. При этом кратковременные снижения напряжения вследствие короткого замыкания в сети не вызывают срабатывания устройства АВР, так как время перегорания предо­хранителей на поврежденном участке сети меньше времени отклю­чения контактора.

Недостатком рассмотренных схем является то, что во включен­ном положении контактор удерживается катушкой, которая нахо­дится под полным рабочим напряжением. При этом магнитная си­стема контактора создает излишний нагрев, вибрацию и гудение. В ряде случаев это недопустимо. Кроме того, катушки контакторов создают дополнительные потери электроэнергии. Указанные недо­статки отсутствуют в устройствах АВР, использующих контакторы с механической защелкой, которая удерживает контактор во вклю­ченном положении и при обесточенной катушке.

Глава 6