При выборе оборудования защиты основным параметром примем номинальный ток трансформатора 
. Дальнейший анализ производится с использованием 
, где 
– рабочий (ток перегрузки) ток в подстанции.
С целью анализа взаимодействия ВН-ВП рассмотрим диаграмму, поясняющую работу выключателя нагрузки и высоковольтного предохранителя приведенную на рис.9.а.
Точка 
соответствует номинальному току предохранителя, который обычно равен 2. В процессе увеличении токов перегрузки имеется зона 
неустойчивости. Эта неустойчивость объясняется процессами в предохранителях при 3-х фазном коротком замыкании. Если сначала перегорит только одна плавкая вставка, то это замыкание перейдет в 2-х фазное, следовательно, ток, протекающий через предохранители уменьшиться, и оставшиеся две плавкие вставки будут дольше плавиться, что приведет к увеличению времени аварийного режима. Во избежание таких ситуаций бойок предохранителя предназначавшийся как указатель сигнализатор срабатывания используют как сигнал на отключение выключателя нагрузки. В этой зоне нет четкого тока срабатывания бойка, это и объясняет неустойчивость. Так же этот режим объясняется технологическими дефектами предохранителей (например, перетяжка проволочек плавкой вставки). При относительном большем или равном 
коммутационные функции передаются на высоковольтные предохранители.
Рис.9 а) Диаграмма взаимодействия ВН-ВП, б) выбор предохранителя для трансформатора 630 кВА, в) для трансформатора 400 кВА
На примере выключателя нагрузки ВНМ – 10/630 с предохранителями серии ПКТ,ПТ рассмотрим взаимодействие в ВН-ВП.В мировой практике для ВН-ВП приняты следующие ограничения: предохранитель обязан выдерживать токи перегрузки величиной 
(точка А) и не допускать токи короткого замыкания трансформатора (точка B).Времятоковые характеристики предохранителей и выключателей должны лежать в «этом окне отключения».
|
|
Рассмотрим границы «окна отключения» для двух случаев. Для трансформатора номинальной мощностью 630 кВА номинальный ток 
А.Следовательно, предохранитель обязан выдержать токи перегрузки в 
и отключать ток короткого замыкания величиной 
А. Для трансформатора мощностью 400 кВа номинальный ток 
А. В этом случае предохранитель обязан выдержать токи перегрузки в 
и отключать ток короткого замыкания величиной 
В данной связке применен предохранители серии ПКТ -103 который имеет исполнение в виде двух спаянных патронов на одну фазу. Такое решение не является корректным так как только один патрон обладает указателем срабатывания, и если по каким либо причинам сначала перегорит плавкая вставка в патроне без указателя, выключатель может не получить команды на отключение и дальнейшая работа ВН-ВП становится аварийной. Во избежание таких повреждений следует рассматривать возможность применения других предохранителей на другие номинальные токи, но в одинарном исполнении.
Из рис.1 б) и в) приведены кривые зависимости преддугового времени от действующего значения периодической составляющей ожидаемого тока для предохранителей серии ПТ. Видно, что для трансформатора мощностью 630 кВА предохранитель на 40 А использовать нельзя, так как он не выдержит ток перегрузки. Этот предохранитель нельзя применять по причине того что номинальный ток предохранителя должен быть в 2 раза больше номинального тока трансформатора. По этой же причине не подходит предохранитель на 50 А. Оптимальным вариантом будет применение предохранителя на 80 А. Следует отметить, что на данных рисунках приведены усредненные характеристики, так что на самом деле имеется разброс в 
. Для трансформатора на 400 кВА можно использовать предохранитель на 50 А, так как его характеристики попадают в «окно отключения» и его номинальный ток почти в 2 раза выше номинального тока трансформатора. Для более надежной защиты следует применить предохранитель с номинальным током 63 А.
|
|
Выводы:
Результаты исследования взаимодействия выключателя нагрузки и высоковольтного предохранителя в данном защитном коммутационном устройстве показывает, что необходимо учитывать их индивидуальные особенности при вводе такого устройства в эксплуатацию.