На примере выключателя нагрузки ВНМ – 10/630 с предохранителями серии ПКТ рассмотрим взаимодействие в ВН-ВП
Рассмотрим трансформаторную подстанцию 10кВ с установленным трансформатором мощностью 630 кВА.
Исходя из таблицы 5.1 номинальный ток трансформатора равен
Iн.тр. = 36,4 А. Длительно допустимый ток перегрузки равен:
Iп = 1,5 · 36,4 = 54,6 А.
Предохранитель должен выдерживать в течение 100 мс ток перегрузки который, согласно (5.1) равен:
Iпг = 12 · 36,4 = 436,9 А,
Так же предохранитель должен отключать ток короткого замыкания равный согласно (5.2):
Предохранитель должен отключить ток короткого замыкания быстрее, чем это сможет выключатель. Время отключения выключателя нагрузки ВНМ 10 равно 100 мс. Следовательно, времятоковая характеристика предохранителя должна попадать в «окно отключения» обусловленное током перегрузки и током короткого замыкания. Рассмотрим времятоковые характеристики предохранителей на разные номинальные токи: 40, 50 и 80 А (рис. 5.4)
Рис. 5.4. Выбор предохранителя для защиты трансформатора 630 кВА
Из рис. 5.4 видно, что в «окно отключения» попадает только предохранитель на номинальный ток 50 А. Но он не удовлетворяет условию выбора предохранителей из таблицы 5.1. Применение данного предохранителя возможно, если при эксплуатации предохранителя будут созданы условия, исключающие длительные перегрузки трансформатора. Тогда данный предохранитель можно использовать в комбинации ВН-ВП для обеспечения надежной защиты трансформатора.
Рассмотрим трансформаторную подстанцию 10кВ с установленным трансформатором мощностью 400 кВА.
Исходя из таблицы 5.1 номинальный ток трансформатора равен Iн.тр. = 23 А. Длительно допустимый ток перегрузки равен:
Iп = 1,5 · 23 = 34,5 А,
Предохранитель должен выдерживать в течение 100мс ток перегрузки который, согласно (5.1) равен:
Iпг = 12 · 23 = 276 А,
Так же предохранитель должен отключать ток короткого замыкания равный согласно (5.2):
Предохранитель должен отключить ток короткого замыкания быстрее, чем это сможет выключатель. Время отключения выключателя нагрузки ВНМ 10 равно 100 мс. Следовательно, времятоковая характеристика предохранителя должна попадать в «окно отключения» обусловленное током перегрузки и током короткого замыкания. Рассмотрим времятоковые характеристики предохранителей на разные номинальные токи: 40, 50 и 80 А (рис.5.5).
Рис. 5.5. Выбор предохранителя для защиты трансформатора 400 кВА
Из рис. 5.5 видно, что в «окно отключения» попадает только предохранитель на номинальный ток 40 А. Но он не удовлетворяет условию выбора предохранителей из таблицы 5.1. Применение данного предохранителя возможно, если при эксплуатации предохранителя будут созданы условия, исключающие длительные перегрузки трансформатора. Тогда данный предохранитель можно использовать в комбинации ВН-ВП для обеспечения надежной защиты трансформатора.
Следует отметить, что для обоих случаем рассматривались усредненные времятоковые характеристики, то есть не учитывался их разброс в ± 20%.
Так же следует упомянуть, выбранные к применению в ВН-ВП предохранители имеют одинарное исполнение, следовательно, обеспечивают более надежную защиту трансформатора.
Сравнивая требования к «окну отключения» для предохранителей, применяемых в ВН-ВП и предохранителей применяемых для защиты трансформатора без выключателя нагрузки (рис. 5.6), можно сказать, что требования к первым намного жестче. Если при применении без выключателя нагрузки в «окно отключения» попадают характеристики 2-3 предохранителей, то в случае, когда предохранитель применяется для ВН-ВП в «окно отключения» попадает один предохранитель и не всегда нужного номинала.
Рис. 5.6. а) выбор предохранителя для трансформатора 630 кВА, б) для трансформатора 400 кВА
Аналогично можно подобрать оборудования для ТП мощностью до 1000 кВА. Ограничение по мощности обусловлено отсутствием предохранителей на номинальные токи >160 А, которые подходили бы для защиты более мощных трансформаторов. Использование отечественных предохранителей ограничивается применением в комбинации ВН-ВП только тех предохранителей, которые обладают одинарной конструкцией, т.е для ТП мощность которых < 500 кВА.
Применение спаренных предохранителей для защиты трансформатора вне комбинации ВН-ВП недопустимо, так как ударное устройство используется только как указатель срабатывания предохранителя. Причина заключается в том, что при перегорании плавкой вставки в первую очередь в патроне без ударного устройства оно не сработает и выключатель нагрузки не получит команды на отключение, следовательно аварийный режим продолжит развиваться. Анализируя номинальные параметры отечественных предохранителей (таблица 3.4), видно, что для предохранителей на большие номинальные токи используются конструкции из 2-х и 4-х патронов на фазу. Следовательно, использование отечественных предохранителей в комбинации ВН-ВП не представляется возможным. Следует рассмотреть возможность применения зарубежных предохранителей, например SIBA (таблица 3.5) так как они во всем ряду номинальных токов обладают конструкцией из одного патрона.
Выводы по главе 5:
- Рассмотрены требования к ВН-ВП предъявляемые МЭК и проведено их сравнения с требованиями, предъявляемыми к ВН и ВП по отдельности. Требования к высоковольтным предохранителям, применяемым в комбинации к ВН-ВП жестче, чем к предохранителям, применяемым для защиты трансформатора.
- Произведен выбор оборудования для установки в трансформаторную подстанцию для защиты трансформаторов мощностью 630 кВА и 400 кВА. Показана возможность замены спаренного предохранителя на 80 А на предохранители 50 А и 40 А соответственно.
