|
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Координация в условиях короткого замыкания между выключателем и другим устройством защиты от короткого замыкания, объединенными в одной цепи
А.1 Введение
Для обеспечения координации в условиях короткого замыкания между выключателем С1 и другим устройством защиты от короткого замыкания (далее — УЗКЗ), объединенными в одной цепи, необходимо учитывать характеристики каждого из устройств, так же как и их поведение в этом объединении.
Примечание — УЗКЗ может включать дополнительные защитные устройства, например реле перегрузки.
УЗКЗ может состоять из плавкого предохранителя (или комплекта плавких предохранителей) (см. рисунок А.1) или другого выключателя С2 (см. рисунки А.2-А.5).
Сравнение индивидуальных рабочих характеристик каждого из двух объединенных устройств может быть недостаточным, поэтому необходимо обратить внимание на поведение этих двух устройств, включенных последовательно, поскольку полным сопротивлением устройств не всегда можно пренебречь. Рекомендуется это учитывать. Для токов короткого замыкания рекомендовано вместо времени сделать ссылку на I2t.
С1 часто соединен последовательно с другим УЗКЗ по причине способа распределения энергии, принятого для данной установки, или вследствие того, что наибольшая отключающая способность одного С1 может быть недостаточной для предложенного назначения. В таких случаях УЗКЗ может быть установлен в удалении от С1. УЗКЗ может защищать линию питания нескольких выключателей С1 или лишь одного выключателя.
В таком случае потребителю или компетентной службе приходится чисто теоретически принимать решение о способах достижения оптимального уровня координации. Данное приложение должно способствовать принятию такого решения и дать представление о типе информации, которую изготовитель должен предоставить потенциальному потребителю.
В приложении приводятся также требования к испытаниям, если для предполагаемой области применения они необходимы.
Термин «координация» определяется как селективность (см. 2.5.23 МЭК 60947-1, а также 2.17.2 и 2.17.3), а также как резервная защита (2.5.24 МЭК 60947-1).
Рассмотрение селективности может быть проведено чисто теоретически (см. А.5), в то время как для проверки резервной защиты обычно требуются испытания (см. А.6).
В зависимости от выбранного критерия при проверке отключающей способности возможно указание номинальной предельной наибольшей отключающей способности ( Icu ) или номинальной рабочей наибольшей отключающей способности ( Ics ).
А.2 Область применения
Данное приложение служит инструкцией и формулирует требования по координации выключателей с другими УЗКЗ, объединенными в одной цепи, как в отношении селективности, так и резервной защиты.
Цель данного приложения — установить:
- общие требования к координации выключателя с другим УЗКЗ;
- методы и испытания (если необходимо), предназначенные для проверки условий соблюдения координации.
А.3 Общие требования к координации автоматического выключателя с другим УЗКЗ
А.3.1 Общие положения
Теоретически координация должна быть такой, чтобы выключатель (С1) срабатывал один при любых значениях сверхтока вплоть до номинальной наибольшей отключающей способности Icu (или I cs ).
Примечание — Если значение ожидаемого тока повреждения в данной точке установки ниже номинальной предельной наибольшей отключающей способности С1, можно предположить, что включение в цепь УЗКЗ не связано с резервной защитой.
Практически получается следующее:
а) если значение предельного тока селективности Is (см. 2.17.4) слишком низкое, существует опасность нежелательной потери селективности;
b) если значение ожидаемого тока повреждения в данной точке установки превышает номинальную предельную наибольшую отключающую способность С1, УЗКЗ должен быть выбран так, чтобы поведение С1 соответствовало А.3.3, а ток координации IB (см. 2.17.6), если имеется, удовлетворял требованиям А.3.2.
Где это возможно, УЗКЗ должен размещаться со стороны питания С1. Если УЗКЗ размещен со стороны нагрузки, соединение между С1 и УЗКЗ должно быть таким, чтобы свести к минимуму опасность возникновения короткого замыкания.
Примечание — Для заменяемых расцепителей все вышеуказанное применяют в каждом конкретном случае.
А.3.2 Ток координации
С точки зрения резервной защиты ток координации IB не должен превышать номинальную предельную наибольшую отключающую способность Icu отдельного С1 (см. рисунок А.4).
А.3.3 Поведение С1 в комбинации с другим УЗКЗ
Для всех значений максимального тока, вплоть до наибольшей отключающей способности комбинации, С1 должен соответствовать требованиям 7.2.5 МЭК 60947-1, а комбинация должна отвечать требованиям 7.2.1.2.4а.
А.4 Тип и характеристики взаимодействующего УЗКЗ
По запросу, изготовитель выключателя должен предоставить информацию о типе и характеристиках УЗКЗ, используемого с С1, и о максимальном ожидаемом токе короткого замыкания, на который рассчитана комбинация, при заданном рабочем напряжении.
Подробное описание УЗКЗ, использованного для любых проведенных испытаний, в соответствии с настоящим приложением, а именно: наименование изготовителя, типоисполнение, номинальное напряжение, номинальный ток и наибольшая отключающая способность должны быть указаны в протоколе испытаний.
Максимальный условный ток короткого замыкания (см. 2.5.29 МЭК 60947-1) не должен превышать номинальной предельной наибольшей отключающей способности УЗКЗ.
Если взаимодействующим УЗКЗ является выключатель, он должен отвечать требованиям настоящего стандарта или любого другого соответствующего стандарта.
Если взаимодействующим УЗКЗ является предохранитель, он должен отвечать требованиям соответствующего стандарта на предохранители.
А.5 Проверка селективности
Селективность обычно можно проверить чисто теоретически, т.е. путем сравнения рабочих характеристик С1 и взаимодействующего УЗКЗ, например, когда взаимодействующим УЗКЗ является выключатель (С2) с преднамеренной задержкой срабатывания.
Изготовители С1, равно как и УЗКЗ должны предоставить необходимую информацию, касающуюся соответствующих рабочих характеристик, позволяющих определить Is для каждой отдельной комбинации.
В определенных случаях испытания при Is необходимы для комбинации, например:
- когда С1 токоограничивающего типа, а С2 не снабжен заданной задержкой срабатывания;
- когда время срабатывания УЗКЗ меньше, чем время, соответствующее одному полупериоду.
Чтобы добиться необходимой селективности, когда взаимодействующий УЗКЗ является выключателем, заданная кратковременная задержка срабатывания может потребоваться для С2.
Селективность может быть частичной (см. рисунок А.4) или полной вплоть до номинальной наибольшей отключающей способности Icu (или Ics) С1.
Для получения полной селективности характеристика несрабатывания С2 или преддуговая характеристика предохранителя должна проходить выше характеристики срабатывания (полного времени) С1.
Два примера полной селективности представлены на рисунках А.2 и А.3.
А.6 Проверка резервной защиты
А.6.1 Определение тока координации
Соответствие требованиям А.3.2 можно проверить сравнением рабочих характеристик С1 и взаимодействующего УЗКЗ на всех уставках С1 и, если необходимо, на всех уставках С2.
А.6.2 Проверка резервной защиты
а) Проверка испытаниями
Соответствие требованиям А.3.3 обычно проверяют испытанием по А.6.3. В этом случае должны быть соблюдены все условия испытаний, указанные в 8.3.2.6, при регулируемых резисторах и катушках индуктивности для испытаний на короткое замыкание со стороны питания комбинации.
b) Проверка сравнением характеристик
На практике, если УЗКЗ является выключателем (см. рисунки А.4 и А.5), возможно сравнение рабочих характеристик С1 и взаимодействующего УЗКЗ, при этом особо рекомендуется учитывать:
- значение интеграла Джоуля С1 при его Icu и это же значение УЗКЗ при ожидаемом токе комбинации;
- влияние на С1 (к примеру, дуговой энергии, максимального пикового тока, тока отсечки) при пиковом рабочем токе УЗКЗ.
Пригодность комбинации можно оценивать по полной максимальной рабочей характеристике I2t УЗКЗ в диапазоне от номинальной наибольшей отключающей способности Icu (или Ics ) С1 до ожидаемого тока короткого замыкания данного назначения, но не более максимального допустимого I2t для С1 при его номинальной наибольшей отключающей способности или другом, более низком предельном значении, указанном изготовителем.
Примечание — Если взаимодействующим УЗКЗ является предохранитель, теоретическое значение ограничивают Icu для С1.
А.6.3 Испытания для проверки резервной защиты
Если С1 оснащен регулируемыми максимальными расцепителями тока, рабочие характеристики должны соответствовать минимальным уставкам по времени и току.
Если С1 может быть оснащен максимальными расцепителями мгновенного действия, то применяемые рабочие характеристики должны соответствовать характеристикам С1, оснащенного такими расцепителями.
Если взаимодействующим УЗКЗ является выключатель (С2), оснащенный регулируемыми максимальными расцепителями, применяемые рабочие характеристики должны соответствовать максимальным уставкам по времени и току.
Если взаимодействующее УЗКЗ состоит из комплекта предохранителей, испытание каждый раз должно проводиться на новом комплекте предохранителей, даже если какой-то из них во время предыдущих испытаний не вышел из строя.
Где необходимо, должны использоваться соединительные провода, как указано в 8.3.2.6.4, за исключением того, что если взаимодействующее УЗКЗ является выключателем (С2), кабель полной длины (75 см), связанный с данным выключателем, может устанавливаться со стороны питания (см. рисунок А.6).
Каждое испытание должно состоять из цикла операций Ο — t — CΟ, выполняемых в соответствии с 8.3.5 либо при Icu или Ics; операцию СΟ выполняют на С1.
Испытание проводят с максимальным ожидаемым током для предлагаемого назначения. Он не должен превышать номинальный условный ток короткого замыкания (см. 4.3.6.4 МЭК 60947-1).
Дальнейшее испытание должно проводиться при значении ожидаемого тока, равном номинальной наибольшей отключающей способности Icu (или Ics ) С1, для которого может быть использован новый образец С1, а также, если взаимодействующим УЗКЗ является выключатель, новый образец С2.
Во время каждой операции:
а) если взаимодействующим УЗКЗ является автоматический выключатель (С2):
— или С1 и С2 должны сработать при обоих испытательных токах, тогда дальнейших испытаний не требуется.
Это общий случай и гарантирует только резервную защиту;
— или С1 должен сработать, а С2 должен быть в замкнутом положении в конце каждой операции при обоих испытательных токах, тогда не требуется дальнейших испытаний.
При этом требуется, чтобы контакты С2 кратковременно размыкались во время каждой операции. В этом случае обеспечивается восстановление подачи питания в дополнение к резервной защите (см. примечание 1 к рисунку А.4). Длительность прерывания подачи питания, если имеется, должна быть зарегистрирована;
— или С1 должен сработать при более низком испытательном токе, или С1 и С2 должны сработать при более высоком испытательном токе.
При этом требуется, чтобы контакты С2 кратковременно размыкались при более низком токе. Дополнительные испытания должны быть проведены при промежуточных токах для установления наименьшего тока, при котором С1 и С2 срабатывают, вплоть до тока, при котором обеспечивается восстановление подачи питания;
b) если взаимодействующим УЗКЗ является предохранитель (или комплект предохранителей):
- в однофазной цепи по крайней мере один предохранитель должен перегореть;
- в многофазной цепи либо должны перегореть два или более предохранителей, либо один предохранитель должен перегореть, а С1 должен сработать.
А.6.4 Ожидаемые результаты
По 8.3.4.1.7 МЭК 60947-1.
В результате испытаний С1 должен соответствовать 8.3.5.3 и 8.3.5.4.
Кроме того, если взаимодействующим УЗКЗ является выключатель С2, следует проверить вручную или другим подходящим способом, что контакты С2 не приварились.
I — ожидаемый ток короткого замыкания;
Icu — номинальная предельная наибольшая отключающая способность (4.3.5.2.1);
Is — предельный ток селективности (2.17.4);
IB — ток координации (2.17.6);
А — преддуговая характеристика плавкого предохранителя;
В — рабочая характеристика плавкого предохранителя;
С — рабочая характеристика нетокоограничивающего выключателя (N) (время отключения/ток и I2t/ток)
Примечания
1 А считают нижним пределом, В и С — верхними пределами.
2 Неадиабатическая зона для I2t показана пунктиром.
Рисунок А.1 — Координация по сверхтокам между автоматическим выключателем и предохранителем или резервной защитой, осуществляемой предохранителем, рабочие характеристики
Полная селекативность между двумя выключателями
С1 — токоограничивающий выключатель (L) (характеристика времени отключения);
С2 — нетокоограничивающий выключатель (N) (характеристика срабатывания)
Рисунок А.2
С1 — нетокоограничивающий выключатель (N) (характеристика времени отключения);
С2 — выключатель с преднамеренной задержкой срабатывания (ПЗС) (характеристика срабатывания)
Рисунок А.3
Значения Icu (или Ics ) не указаны
Резервная защита, осуществляемая автоматическим выключателем; рабочие характеристики
С1 — нетокоограничивающий выключатель (N);
С2 — токоограничивающий выключатель (L)
Рисунок А.4
С1, С2 — нетокоограничивающие выключатели (N);
IB — ток координации
Рисунок А.5
Примечания
1 Где необходимо, происходит восстановление подачи питания посредством С2.
2 Icu(С1+С2) ≤ Icu(С2).
3 Для значений I > IB графиком является график комбинации (жирная линия), данные для которого получены при испытании.
S — источник питания;
V — вольтметр;
Ur1, Ur2, Ur3, Ur4, Ur5, Ur6 — датчики напряжения;
I1, I2, I3 — датчики тока;
L — реакторы;
F — плавкий элемент (8.3.4.1.2 МЭК 60947-1);
R1 — регулируемый резистор;
R — сопротивление, ограничивающее ток повреждения;
А — замыкающее устройство;
В — временные перемычки для калибровки;
W1 — кабель длиной 75 см, калиброванный для УЗКЗ;
W2 — кабель длиной 50 см, калиброванный для С1;
W3 — кабель длиной 25 см, калиброванный для С1;
УЗКЗ — автоматический выключатель С2 или комплект из трех плавких предохранителей;
N — нейтраль источника питания (или искусственная нейтраль);
Т- земля, только одна точка заземления (со стороны нагрузки или источника питания;
r — шунтовое сопротивление (8.3.4.1.2b МЭК 60947-1).
Примечания
1 Регулируемые нагрузки R1 и L могут размещаться либо с высоковольтной, либо с низковольтной стороны цепи питания; замыкающее устройство А размещают с низковольтной стороны.
2 Ur1, Ur2, Ur3 могут альтернативно подсоединяться между фазой и нейтралью.
3 Если устройства предназначены для использования в фазозаземленной сети, F должен подсоединяться к одной фазе питания.
Рисунок А.6 — Пример испытательной цепи для испытаний на отключающую способность
при условном токе короткого замыкания, показывающий схему соединений
для трехполюсного выключателя (С1).
|
