Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА ПЕРВАЯ. Электрические сети осветительных установок 12
1.1. Краткие сведения об осветительных установках 12
1.2. Коммутационно-защитная аппаратура для защиты осветительных сетей 22
1.3. Основные требования ПУЭ по модернизации существующей защитной аппаратуры в сетях до 1кВ 27
ГЛАВА ВТОРАЯ. Особенности нерегулируемых автоматических выключателей 40
2.1. Методы обеспечения селективности на напряжении до 1кВ 40
2.2. Современные нерегулируемые автоматические выключатели в сетях до 1 кВ 48
2.3. Селективность при совместном использовании нерегулируемых автоматических выключателей 59
2.4. Влияние внешних факторов на работу автоматических выключателей 62
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Определение времени срабатывания автоматических выключателей в зоне токов короткого замыкания 67
3.1. Организация эксперимента. Выбор места проведения эксперимента 67
3.2. Описание аппаратов защиты. Постановка эксперимента 72
3.3. Математическая обработка результатов эксперимента. Проверка нормальности распределения времени срабатывания при фиксированном значении тока КЗ 80
3.4. Определение вида функциональной зависимости между временем срабатывания и током КЗ 89
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Анализ взаимозаменяемости нерегулируемых автоматических выключателей 99
4.1. Определение диапазонов ложных срабатываний автоматических выключателей в зоне КЗ 99
4.2. Оценка ВТХ автоматических выключателей в зоне КЗ при их совместной работе 104
4.3. Способы улучшения взаимной работы нерегулируемых автоматических выключателей 110
Результаты и выводы 114
Акт внедрения результатов диссертационных исследований от ОАО «Химкинская электросеть» 116
Акт внедрения от главного инженера завода «ВЕКА Рус» 118
Список литературы 119
Приложения
- Краткие сведения об осветительных установках
- Современные нерегулируемые автоматические выключатели в сетях до 1 кВ
- Математическая обработка результатов эксперимента. Проверка нормальности распределения времени срабатывания при фиксированном значении тока КЗ
- Определение диапазонов ложных срабатываний автоматических выключателей в зоне КЗ
Введение к работе
В настоящее время основным направлением экономического и социального развития России предусматривается перевод народного хозяйства на принципиально новый научно-технический и организационно-экономический уровень, перевод его на рельсы интенсивного развития достижений внешнего мирового уровня производства, качества продукции, а также значительное повышение производства ЭЭ.
В последние годы особое внимание уделяется пробелам экономии ЭЭ [25], а также надежности работы ЭС. Данные проблемы являются важными и актуальными особенно сегодня, когда современное производство достигло высокого уровня, и вместе с этим резко возросло энергопотребление.
Возможности повышения выработки ЭЭ определяется значительными результатами, достигнутыми на основе непрерывного осуществления технического прогресса в энергетике, за счет укрупнения единичной мощности агрегатов, роста мощности тепловых электростанций, строительства крупнейших в мире гидроэлектростанций. ]
СЭС сложный организм, обеспечивающий ЭЭ разнородные ЭП, требования которых к количеству и качеству ЭЭ могут быть различными. В зависимости от этих требований выполняется классификация ЭП. В один из таких классов выделены ОУ. Они чрезвычайно специфичны: ОУ представляет собой систему одинаковых однофазных ЭП (источников света), располагаемых равномерно по площади производственного помещения. ИС требуют высокой стабильности напряжения, их режим работы предполагает два состояния - включено-выключено, поэтому для разрядных ламп обычно предусмотрена индивидуальная компенсация реактивной мощности в каждом светильнике. ОС протяженные, сильно разветвленные с разным числом проводов от четырех до двух проводных. Каждая ступень ОС должна иметь возможность независимого отключения в рабочем и аварийном режимах, что обеспечивается применением соответствующих коммутационно-защитных аппаратов - АВ, плавких предохранителей и рубильников.
Как показывает опыт эксплуатации, основными характеристиками, определяющими работоспособность электрооборудования, являются следующие [1,31]:
1) Механическая прочность;
2) Износоустойчивость контактов при включении тока;
3) Износоустойчивость контактов при отключении тока;
4) Стойкость контактов против сваривания;
5) Коммутационная способность, а также термическая и динамическая прочность;
6) Надежность контактирования (стабильность переходного контактного сопротивления);
7) Сохраняемость свойств изоляции;
8) Стабильность характеристик срабатывания.
Указанные выше характеристики работоспособности оборудования в основном определяют их надежность.
Все отказы в работе оборудования объясняются неудовлетворительным уровнем или состоянием перечисленных характеристик, которые являются физическими составляющими главного свойства надежности - безотказности в работе. Эти характеристики работоспособности имеют различную важность для разного оборудования. Надежность СЭС определяется в первую очередь надежностью коммутационно- защитной аппаратуры и их правильной настройкой [30,35,41,49,50].
Так, работоспособность АВ, контакторов и магнитных пускателей на 100% зависит от этих характеристик; работоспособность плавких предохранителей - на 45%, тепловых реле - 30%, рубильников - на 20% и т.д.
Коммутационные аппараты также могут отказывать при необходимости отключения (включения), т.е. при заявке на срабатывание. Кроме того, не каждый элемент в СЭС оборудован с двух сторон автоматическим коммутационным аппаратом, способным локализовать его отказ. Поэтому зона его действия на системы в зависимости от схемы коммутации может быть весьма обширной, даже при отказе одного независимого элемента.
Отказы электрооборудования в СЭС наносят ущерб не только потребителям, которые могут быть отключены от источников электроснабжения, но и самим СЭС, прежде всего потому, что приводят к внеплановым и аварийным ремонтам и ревизиям электрооборудования, связанным с расходами на производство и содержание ремонтного персонала.
Последние три состояния вызывают соответственно три вида отказов устройств релейной защиты и автоматики [13,30,35,41]:
а) отказы в срабатывании при появлении повреждения или ненормального режима;
б) неселективные (неизбирательные) срабатывания при повреждениях на соседнем участке;
в) ложные срабатывания при отсутствии повреждений и ненормальных режимов.
При выборе электрооборудования необходимо исходить из следующих основных приложений: электрооборудование должно удовлетворять условиям длительной номинальной работы, режиму перегрузки (форсированный режим), режиму возможных КЗ (стойкость при сквозных КЗ) перенапряжений и соответствовать условиям окружающей среды (открытая или закрытая установка, температура, задымленность, влажность и др.)[40,42]
Совершенствование технологий промышленного производства в направлении низковольтного электрооборудования и повышение требований нормативных документов на это электрооборудование выдвигает задачу повышения уровня надежности сетей, и в частности, осветительных сетей (ОС), которым отводится значительная роль в СЭС ПП, организаций и учреждений. ОС относятся к ответственным и долговременным элементам СЭС. Кроме того, для ряда отраслей промышленности ОС относятся к потребителям I и II категории. Поэтому надежность работы ОС - одна из важнейших задач бесперебойного электроснабжения потребителей.
Когда речь идет о надежности сетей, то рассматриваются все элементы СЭС (коммутационно-защитная аппаратура, кабельные линии, системы управления, автоматики и т.п.). Одними из таких элементов, входящих в состав ОС, являются АВ, предназначенные для защиты и коммутации от ненормальных режимов. Они являются наиболее распространенными в ОС коммутационно-защитными аппаратами по сравнению с плавкими предохранителями, которые также служат для защиты ОУ от аварийных режимов. Естественно это связано с рядом преимуществ АВ: они более удобны, эргономичны и универсальные в процессе эксплуатации сети, обеспечивают многократное использование и минимальный перерыв электроснабжения за счет внедрения резерва при аварийных отключениях.
Однако, на сегодняшний день, существует ряд негативных факторов, связанных с работой современных АВ в ОС. Это обусловлено, в первую очередь, тем, что АВ на малые токи (10-63А), защищающие ОС не имеют способности к регулированию уставки. Производители, выпускающие АВ на малые токи не регламентируют ВТХ в зоне КЗ, что очень осложняет выбор АВ на каждой из ступеней, то есть не дает расширенной карты селективности.
В настоящее время, при наличии на российском рынке множества фирм-производителей данного типа оборудования усложняется и усугубляется вопрос обеспечения полной селективности срабатывания АВ при их взаимном применении.
При таких условиях появляются ложные срабатывания АВ при возникновении режима КЗ, что влечет за собой расширение аварийной ситуации и большие материальные потери. Как уже отмечалось выше, это недопустимо, особенно в тех случаях, когда ОС относятся к потребителям I и II категории надежности.
Вышеизложенное обусловило актуальность научной проблемы в решении важной задачи в электроснабжении - повышение надежности работы ОС ПП путем внесения ряда рекомендаций по построению ОС, обеспечивающих необходимые условия надежности работы таких сетей, с помощью исследований ВТХ АВ в зоне КЗ при выявлении реального времени срабатывания.
Целью диссертационной работы является разработка рекомендаций по улучшению способов построения ОС и внедрение рекомендаций, обеспечивающих высокую надежность срабатывания АВ по ступеням.
Для достижения указанной цели решалась задача исследования условий срабатывания АВ по ступеням с различными номинальными токами для возможных ожидаемых токов КЗ для ОС при отсутствии регулирования токов уставки.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1. Выделены проблемы обеспечения надежности ОС;
2. Выполнен анализ применяемости нерегулируемых АВ в ОС;
3. Выявлено реальное время срабатывания нерегулируемых АВ в режимах КЗ и установлено отсутствие селективности по времени срабатывания ряда АВ. Получены ВТХ АВ в зоне КЗ.
Практическая ценность работы заключается в разработке рекомендаций, обеспечивающих необходимый уровень срабатывания аппаратов защиты в режимах КЗ, обеспечивший выбор АВ одной или разных фирм, гарантирующих время срабатывания для АВ обследованных фирм. На уровне ПП, общественных зданий и учреждений это позволяет разработать рекомендации по взаимному применению АВ, выпускаемых различными фирмами-производителями, повысить эффективность их взаимного использования. Защищаемые положения позволяют целенаправленно проводить инструментальный (практический) подход к решению вопросов обеспечения полной селективности срабатывания АВ как по току так и по времени.
Материалы диссертации и отдельные ее вопросы докладывались автором и обсуждались на семинарах в Московском институте энергобезопасности и энергосбережения при Московском отделении РОСТЕХНАДЗОРА, на научных семинарах кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ИЭТ Московского энергетического института (Технического университета) в 2003-2006 гг..
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста с 25 рисунками, 12 таблицами и 4 иллюстрациями. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и 7 приложений. Приложения представлены на 55 страницах. Список использованной литературы включает 58 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
Краткие сведения об осветительных установках
Проект ОУ состоит из светотехнической и электрической частей. Светотехническая часть содержит материал по выбору системы освещения, ИС, светильников и их расположение в освещаемом помещении [8,13,34].
Электрическая часть ОУ может выполняться только после проектирования светотехнической части. В электрическую часть ОУ входят: выбор источников питания сети, проводников и коммутационно-защитной аппаратуры.
Для обеспечения ЭЭ ИС из числа многих возможных вариантов выполнения сетей должен быть выбран наиболее [5,14,53] экономичный вариант, который, кроме того, должен обеспечивать: 1. надежность действия ОУ; 2. постоянство напряжения у источников света; 3. индустриал ьность выполнения монтажа и удобство эксплуатации; 4. пожарную безопасность; 5. защиту от поражения электрическим током.
Уровни освещенности и требования к ОУ предприятий различных отраслей промышленности, общественных и жилых помещений определяется рядом директивных документов, отраслевыми нормами искусственного освещения и рекомендациями по его устройству, а также рядом других ведомственных руководящих нормативных документов.
Для большинства зрительных работ в соответствии с действующими нормативными документами может быть использована как система одного общего освещения, так и система комбинированного освещения. Зрительные работы очень высокой точности по своей психофизиологической специфике всегда требуют применения системы комбинированного освещения.
ОУ выполняются температурными и разрядными источниками света. Проектирование светотехнической части ОУ является задачей специалистов - светотехников, поскольку является узко специальной. Электрическая часть ОУ является фрагментом общей СЭС объекта и ее проектирование и эксплуатация является прерогативой электриков. Поэтому в данной работе не рассматриваются светотехнические расчеты, а все внимание сосредоточено на электрической части ОУ. Принципиальные схемы электроснабжения ОУ приведены ниже [31,32,46].
Схемы ОС
Напряжение ОС Для светильников общего освещения разрешается применять напряжения: не выше 380/220 В переменного тока - при заземленной нейтрали; 220 В - при изолированной нейтрали. Для светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности не выше 220 В; в помещениях с повышенной опасности не выше 40 В.
Для ручных переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью должно применяться напряжение не выше 42 В. При особо неблагоприятных условиях, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с заземленными металлическими поверхностями для ручных светильников, должно применяться напряжение не выше 12 В [38].
Особенностями ОС являются их большая разветвленность, невысокие электрические нагрузки и возможность выполнения одно-, двух- и трехфазными группами. Сети освещения питаются от цеховых ТП на напряжение 6-10/0,4 кВ или от вводных щитов на напряжение ниже 1 кВ. Питание ОС возможно со вместно с силовыми от общих источников или раздельно. Питание от трансформатора только осветительных нагрузок (раздельное) является более дорогим, но позволяет обеспечить высокое качество ЭЭ у ИС. Поэтому применении системы раздельного питания необходимо при наличии ЭП большой единичной мощности, вызывающих отклонения и колебания напряжения. Вопрос о качестве ЭЭ у ИС должен решаться на основании требований ГОСТ 13109-97. ОС состоит из питающей и групповой сети. К групповой сети подключаются непосредственно ИС. Она может выполняться одно-, двух- и трехфазной, при этом каждый ИС подключается на фазное напряжение. Групповая сеть подключается к осветительным щиткам. Допускается от 6 до 16 присоединений к каждому щитку. Питающая сеть служит для соединения осветительных щитков с источником электроснабжения. Она выполняется трехфазной - пятипроводной.
Пример такой схемы представлен на рис. 1.1 (ВЕКА) из которого видно, что питающая сеть строится по иерархической структуре, которая включает не менее трех ступеней.
Устройство ОС регламентируется ПУЭ в которых предписываются ограничения по количеству присоединений ИС на каждую фазу(группу).[38]
Каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, натриевых: в это число включаются даже розетки. [38]
Для групповых линий, питающих световые карнизы, панели и т.п., а также светильники с люминесцентными лампами, допускается присоединять до 50 ламп на фазу. В жилых и общественных зданиях на однофазные группы освещения лестниц, этажных коридоров, холлов, технических подполий и чердаков допускается присоединять до 60 ламп накаливания каждая мощностью до 60 Вт.[38,54]
Современные нерегулируемые автоматические выключатели в сетях до 1 кВ
Сегодня на территории Российской Федерации действуют сразу два государственных стандарта, регламентирующие требования, предъявляемые к низковольтным АВ. Основным стандартом является стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК 60947-2) - «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Автоматические выключатели» [6]. В этом стандарте оговариваются технические требования, предъявляемые ко всем низковольтным АВ, вне зависимости от их применения и назначения. Номинальное напряжение Ue таких выключателей составляет 1000 В переменного тока, или 1500 В постоянного тока. Для этих АВ не регламентируется их величина номинального тока. Номинальный ток таких аппаратов определяется наибольшей энергетической способностью низковольтной системы, которая выражается в мощности питающего трансформатора. Для нашей страны наибольшей номинальной мощностью трансформатора S является величина в 2500 кВА, что определяет максимальную величину номинального тока. В каталогах на зарубежную низковольтную коммутационную аппаратуру встречаются также АВ с номинальными токами в 8000 А, но для России их применение является нерациональным во-первых из-за отсутствия соответствующих им по мощности силовых трансформаторов, а во-вторых из-за неоправданно высокой стоимости выключателей расположенными за трансформаторами. Также не регламентируется для этих АВ их номинальная предельная наибольшая отключающая способность 1си, которую еще принято называть предельной коммутационной способностью (далее ПКС).
Другой стандарт ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898), «Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения», распространяется на воздушные АВ переменного тока для работы при частоте 50 или 60 Гц с номинальным напряжением Ue (между фазами) не более 440 В, номинальным током 1е не более 125 А и номинальной отключающей способностью не более 25000 А.
Требования этого стандарта должны, по возможности, максимально согласовываться с требованиями ГОСТ Р 50030.2-99. АВ, подчиняющиеся этому стандарту, предназначены для защиты от сверхтоков систем в зданиях и аналогичных установок; они рассчитаны на использование специально не обученными для этого людьми и не нуждаются в обслуживании. Стандарт устанавливает требования к выключателям, рассчитанным как на одно, так и на несколько значений номинального тока (т.е. АВ с регулируемой токовой уставкой), при условии, что устройство для перехода от одного значения номинального тока к другому в нормальных условиях эксплуатации недоступно и этот переход невозможен без специального инструмента. Стандарт ГОСТ Р 50345-99 не распространяется на выключатели, предназначенные для защиты двигателей, а также на АВ, чей ток уставки регулируется средствами, доступными потребителю. Традиционно степень защиты таких аппаратов выбирается как IP20, и если она отличается от IP20, то данный факт оговаривается производителем. Номинальные токи для АВ, соответствующих данному стандарту, традиционно выбираются из следующего предпочтительного ряда: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40,50,63,80, 100, 125 А.
Отметим, что, начиная с 1-го января 2007 года, на территории Российской Федерации вместо ныне существующих государственных стандартов в действие вводятся технические регламенты [48,57], которые будут регламентировать технические требования, предъявляемые к тем или иным видам продукции, включая и техническую продукцию, в том числе и коммутационные аппараты, а, в частности, и АВ. Это будет сделано с целью конкретизировать требования, предъявляемые к каждому из видов продукции, а также избавиться от перекрестных нормативных ссылок на другие стандарты и прочие технические документы, что является нормой для ныне существующих стандартов. Стоит полагать, что в этом случае работа с нормативной документацией станет более простой, а трактовка тех или иных пунктов не будет иметь двоякого толкования.
Но до момента ввода в действие технических регламентов основными документами являются ныне действующие государственные стандарты. И здесь, как мы видим, возможна путаница при идентификации той или иной аппаратуры.
Исполнение нерегулируемых АВ и их внешний вид АВ, соответствующие ГОСТ Р 50345-99, на языке специалистов по электрическим аппаратам называют еще бытовыми или модульными. Логично, что само название стандарта определяет и их основную область применения, потому и слово «бытовой», характеризующее данный класс аппаратов, является весьма уместным и применимым. Модульными их называют из-за того, что традиционно многополюсные АВ комплектуются из наборов однополюсных модулей (рис. 2.6), объединенных общей механической связью в виде общего органа управления (рукоятки) АВ, а также, иногда, общей связью механизмов свободного расцепления полюсов АВ. Ширина одного полюса для АВ с номинальными токами 1е до 63 А включительно традиционно составляет 17,5 мм. Ширина одного полюса для АВ с номинальными токами 1е 80, 100, 125 А традиционно составляет 25 мм. Аппараты предназначены для крепления на DIN-рейке безвинтовым способом, а также креплением под винт, передняя часть корпуса традиционно имеет одинаковую для всех производителей форму, чтобы аппараты легко можно было убрать за оперативную панель распределительного или комплектного устройства, оставив доступными только органы управления АВ. Тем самым удается существенно повысить степень защиты аппарата IP, исключив прикосновение к токоведущим частям вблизи выводов. Такая мера является весьма актуальной в том случае, если с аппаратами работает неквалифицированный персонал.
Математическая обработка результатов эксперимента. Проверка нормальности распределения времени срабатывания при фиксированном значении тока КЗ
Проведенный эксперимент показал, что во всех рассмотренных случаях существует зависимость времени срабатывания от величины ожидаемого тока КЗ. Это говорит о том, что в зоне КЗ, то есть в зоне действия электромагнитного расщепителя существует определенного вида времятоковая зависимость, которую необходимо регламентировать.
Как уже и отмечалось, величина времени срабатывания tcp , при каждом конкретном значении тока КЗ 1КЗ, подаваемого на испытуемый аппарат, не является строго фиксированной, а подвержена некоторому неконтролируемому разбросу, обусловленному большим числом взаимно независимых факторов, поскольку каждый из АВ, представленный на опыт, имеет небольшие отличительные особенности, связанные с конструкцией, состоянием расцепителя, температурой и влажностью помещения. Следовательно, в силу центральной предельной теоремы Ляпунова, их суммарная ошибка измерения, должна следовать нормальному закону распределения.
Применение вероятностно-статических методов основано на гипотезе нормальности закона распределения случайных ошибок измерения, поэтому они могут использоваться лишь до тех пор, пока результаты эксперимента не противоречат этой гипотезе. [11,20,27]
Для приближенной проверки нормальности распределения используют метод, связанный с эмпирической функцией распределения или так называемой функцией Лапласа (функция ошибок), которая задается уравнением [8,29,39,45] где tcp - среднее значение, а] - несмещенная дисперсия В свою очередь значения tcp и а] вычисляются следующим образом
Строится теоретическая кривая /() и строится диаграмма распределения на основе экспериментальных данных. В случае нормальности распределения характеристика теоретическая и экспериментальная должны приближенно соответствовать друг другу. Если же диаграмма, полученная на основе экспериментальных данных не соответствует функции Лапласа, то нормальность закона распределения следует подвергнуть сомнению. Вычисления являются громоздкими и трудоемкими, вследствие большого объема исходных данных. Поэтому для облегчения и ускорения расчетов и для исключения возможных ошибок, расчеты выполнялись на ПК. Программа, позволяющая производить данное сравнение, представлена ниже.
Экспериментальная гистограмма, полученная на основе расчетов, представляет собой зависимость количества повторяемостей времен срабатывания для данного значения тока КЗ (вариационный метод).
Полученная гистограмма для АВ S231 на номинальный ток 16А представлена на рисунке 3.4. Остальные гистограммы приведены в приложениях к данной работе.
Несмотря на то, что данные эксперимента не противоречат условию нормальности распределения, проверенному по вышеприведенной методике, был проведен более тщательный анализ результатов эксперимента с помощью критерия согласия Пирсона (у2). Критерий х для распределений
Мы выполняем эксперимент, для которого, как мы полагаем, нам известно ожидаемое распределение результатов. Предположим далее, что мы повторяем эксперимент несколько раз и регистрируем результаты наблюдений. Вопрос, который мы можем задать теперь, состоит в следующем: как определить, согласуется ли наблюдаемое распределение с ожидаемым теоретическим распределением? На этот вопрос можно ответить, используя простую процедуру, называемую критерием .[9,28,39,47]
Построение теоретического закона распределения по опытным данным. Проверка гипотез о законе распределения.
Одной из важнейших задач математической статистики является установление теоретического закона распределения случайной величины, характеризующей изучаемый признак по опытному (эмпирическому) распределению, представляющему вариационный ряд.
Для решения этой задачи необходимо определить вид и параметры закона распределения. Предположение о виде закона распределения может быть выдвинуто исходя из теоретических предпосылок (например, выполнение условий центральной предельной теоремы может свидетельствовать о нормальном законе распределения случайной величины), опыта аналогичных предшествующих исследований и, наконец, на основании графического изображения эмпирического расследования.
Определение диапазонов ложных срабатываний автоматических выключателей в зоне КЗ
Проведенные математические расчеты в главе 3 позволяют нам рассматривать полученные в процессе эксперимента данные как достоверные. На основе этих данных и полученных функций многочлена Лагранжа мы можем построить зависимости времени срабатывания от ожидания токов КЗ, тем самым, получив расширенную карту селективности. При этом по математическому ожиданию tcp и дисперсии можно судить о том, сколь высокая будет надежность совместного применения той или иной аппаратуры защиты.
Нарис. 4.1 показана зависимость tcp от тока КЗ для АВ фирмы ABB серии S 231. На рис. 4.1 показаны три зависимости для каждого из номинальных токов (16А, 25А, 32А), где в виде сплошных линий показано математическое ожидание значений, а пунктир ограничивает зону рассеивания доверительным интервалом ±33. Остальные зависимости tcp от тока КЗ для других, испытываемых АВ представлены в приложениях к данной работе.
Анализируя ВТХ в зоне КЗ для АВ S 231 можно заметить, что ВТХ АВ S 231 на 32А имеет область пересечений с ВТХ АВ S 231, 25А. Это позволяет нам сделать вывод о том, что совместное применение данных аппаратов на разных ступенях защиты приведет к ложным срабатываниям. Так, например, на участке токов КЗ начиная Ікз ЗООА и tcp 4,47Mc, быстрее происходит срабатывание АВ на 32А, а не 25А, что может привести к отключению магистрали, питающий не только поврежденный участок, но и остальные присоединения магистрали.
Перейдем к рассмотрению ВТХ АВ в зоне КЗ, серии ВА47-29 производства компании ИЭК (ИнтерЭлектроКомплект) представленных в приложении (см. приложение П7). Согласно полученным зависимостям tcp= ДЧкз) Для каждого из испытываемых АВ на 1Н0М=16; 25; 32А имеются такие зоны пересечения этих кривых, при которых также возможна неселективная работа АВ при возникновении аварийной ситуации (режим КЗ). А именно, на участке при Ікз ЗООА и tcp 4,89MC быстрее будет происходить срабатывание АВ на 1Н0М=32А, что приведет к отключению всех ЭП, питающихся от магистрали.
В таблице 4.5 представлены средние значения времени срабатывания автоматических выключателей на разные номинальные токи. Анализирую данную таблицу видно, что времена срабатывания автоматических выключателей различны. Из таблицы видно, что имеются аппараты совместная работа которых может привести к ложным срабатываниям при КЗ.
При построении такого рода сетей и выбора АВ для установки их на различных ступенях для обеспечения условий полной селективности отключения поврежденного участка в режиме КЗ производитель обычно утверждает, что выполнение условий нормальной работы сети возможно при установке на всех участках сети аппаратуры одной фирмы производителя. То есть гарантирует, что при условии, когда коммутационно-защитная аппаратура на всех ступенях защиты участков сети выполнены из аппаратов одной фирмы-производителя, выполнение условий полной селективности будет обеспечена. Но, проанализировав ВТХ АВ в зоне КЗ по каждой из представленных фирм, можно судить о том, что по такому критерию построения сети - это не всегда возможно, а в некоторых случаях для определенного класса потребителей — это просто становится недопустимым. Согласно каталожным данным производители гарантируют срабатывание АВ в режиме КЗ за время равное не более 10 мс, что в принципе, соответствует существующим нормативным документам. Как мы могли убедиться, это время срабатывания выдерживается (см. экспериментальные значения tcp) на должном уровне, более того составляет значение меньшее, чем те, которые регламентируются ГОСТом. Однако, при различных токах короткого замыкания временной диапазон срабатывания АВ различен. Это ведет к несогласованной работе аппаратов защиты, поскольку время срабатывания в реалии для разных АВ различно. [2,3,4,24]
Ситуация при которой на различных ступенях установлены АВ разных фирм производителей ведет к усугублению условий создания полной селективности, поскольку области совпадения времен срабатывания АВ в зоне КЗ имеют еще больший разброс значений, за счет чего диапазон ложных срабатываний расширяется. В следующем параграфе приведен анализ совместной работы АВ разных фирм производителей, выделены зоны некорректной работы, а также возможность или невозможность их совместного применения.
