3. Функциональное назначение и выбор автоматических выключателей, их расцепителей. Принцип токоограничения.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели (автоматы), не обладая недостатками предохранителей,

обеспечивают быструю и надежную защиту проводов и кабелей сетей как от токов перегрузки,

так и от токов короткого замыкания. Кроме того, они используются и для управления при не-

частых включениях и отключениях. Таким образом, автоматические выключатели совмещают в

себе одновременно функции защиты и управления.

Для выполнения защитных функций автоматы снабжаются либо только тепловыми, либо

только электромагнитными расцепителями, либо комбинированными расцепителями (тепловы-

ми и электромагнитными). Тепловые расцепители осуществляют защиту от токов перегрузки, а

электромагнитные - от токов короткого замыкания.

Действие тепловых расцепителей автоматов основано на использовании нагрева биме-

таллической пластинки, изготовленной из спая двух металлов с различными коэффициентами

теплового расширения. В расцепителе при токе, превышающем тот, на который они выбраны,

одна из пластин при нагреве удлиняется больше и вследствие большего ее удлинения воздействует на отключающий пружинный механизм. В результате чего коммутирующее устройство автомата размыкается.

Тепловой расцепитель автомата не защищает питающую линию или асинхронный двига-

тель от токов короткого замыкания. Это объясняется тем, что тепловой расцепитель, обладая

большой тепловой инерцией, не успевает нагреться за малое время существования тока КЗ.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит, который воздейст-

вует на отключающий пружинный механизм. Если ток в катушке превышает определенное, за-

ранее установленное значение (ток трогания или ток срабатывания), то электромагнитный рас-

цепитель отключает линию мгновенно. Настройку расцепителя на заданный ток срабатывания

называют уставкой тока. Уставку тока электромагнитного расцепителя на мгновенное сраба-

тывание называют отсечкой. Электромагнитные расцепители не реагируют на токи перегрузки,

если они меньше уставки срабатывания.

В зависимости от наличия механизмов, регулирующих время срабатывания расцепите-

лей, автоматы разделяются на неселективные с временем срабатывания 0,02...0,1 с, селективные с регулируемой выдержкой времени и токоограничивающие с временем срабатывания не более 0,005 с.

4. Выбор числа и мощности трансформаторов для подстанций.

При проектировании электрических сетей на подстанциях всех категорий рекомендуется применять не более двух трехфазных трансформаторов. Установка большого количества трансформаторов может быть допущена на основании технико-экономических расчетов. Однотрансформаторные подстанции целесообразно применять в следующих случаях.

Как первый этап развития двухтрансформаторной подстанции при условии, что достижение полной нагрузки подстанции произойдет не ранее, чем через три года после ввода первого трансформатора и наличии резервного питания по сетям среднего и низкого напряжений.

Для питания потребителей III категории, когда по состоянию подъездных путей замена поврежденного трансформатора возможна не позднее, чем через 24 часа.

При наличии второго источника питания со стороны низшего напряжения сильного трансформатора.

При определении номинальной мощности трансформаторов необходимо учитывать допустимые систематические и аварийные перегрузки трансформаторов, в целях снижения суммарной установленной мощности.

При расчете номинальных мощностей трансформаторов следует исходить из следующих положений.

На двухтрансформаторный подстанциях при отсутствии резервирования по сетям вторичного напряжения мощность каждого трансформатора выбирают равной не более 0,7…0,8 суммарной нагрузки подстанции на расчетный период (в период максимальной нагрузки).

При отключении наиболее мощного трансформатора оставшийся в работе должен обеспечить питания потребителей I, II категорий во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки 40 %.

На однотрасформатора Sном выбирается, исходя из максимальной расчетной нагрузки S потребителей, т.е. Sном> S, при этом следует стремиться, максимально загрузить трансформаторы сети (до 100 %).

Если в составе нагрузки подстанции имеются потребителей I-й категории или Рмах≥ 10МВт, то число устанавливаемых трансформаторов должно быть не менее двух. Поэтому в соответствии с существующей практикой проектирования мощность трансформатора на понижающих подстанциях рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 70…80 % на время максимальной общей суточной продолжительности не более 6 часов в течение не более 5 суток, т.е. по условию:

,где

- число однотипных трансформаторов, устанавливаемых на подстанции.

В случае установки АТ или трехобмоточных трансформаторов это условие приводиться к виду: