Методические указания к выполнению п. 4 задания

Для всех вариантов задается выключатель серии ВА 55‑41 на номинальный ток (I _НВ) 1000 А. Необходимо построить возможную область расположения защитных (время-токовых) характеристик на бланке карты селективности (см. рис. 5.3) на основе двух граничных защитных характеристик выключателя. Нижняя граница области защитных характеристик строится путем построения конкретной защитной характеристики выключателя путем задания минимальных величин уставок тока и времени, а верхняя граница – путем задания их максимальных величин.

За основу построения берется номинальный ток выключателя (I _НВ), который одновременно является и базовым током полупроводникового расцепителя. Характеристика строится на основе паспортной защитной характеристики (см. рис. 5.5) по шести опорным точкам.

Первая точка – пересечение вертикали, соответствующей току срабатывания выключателя в зоне перегрузки (I _СП) и горизонтали, соответствующей времени срабатывания при данном токе (согласно защитной характеристике - 100 ÷ 400с, в зависимости от выбранной уставки времени срабатывания защиты при шестикратном токе перегрузки):

, А,

где I _НР - номинальный ток максимального расцепителя тока (МРТ), А;

К _НР - заданное калиброванное значение кратности номинального тока расцепителя (0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1). Для левой граничной характеристики берется К _НР=0,4; для правой граничной характеристики - К _НР=1,1.

Вторая точка - пересечение вертикали, соответствующей шестикратному току уставки (I ₆) и горизонтали, соответствующей заданному калиброванному значению времени срабатывания при данном токе (t ₆ = 4; 8; 12; 16 с):

, А.

Для левой граничной характеристики следует использовать: t ₆ = 4 с, I ₆=6·0,4· I _НВ, для правой граничной характеристики - t ₆ = 16 с, I ₆=6·1,1· I _НВ.

Третья точка - пересечение вертикали, соответствующей току срабатывания защиты в зоне отсечки и прямой, соединяющей первую и вторую точку. Если I _CO < I ₆, то третья точка оказывается между точками 1 и 2:

, А,

где К _CO - заданное калиброванное значение кратности тока срабатывания защиты в зоне отсечки (2; 3; 5; 7; 10). Для левой граничной характеристики берется I _СО=2·0,4· I _НВ, для правой граничной характеристики - I _СО=7·1,1· I _НВ .

Четвертая точка - пересечение вертикали, соответствующей I _CO и горизонтали, соответствующей заданному калиброванному значению времени срабатывания защиты в зоне отсечки (t _CO = мгн.; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4). Для левой граничной характеристики берется t _СО = мгн. (0,02-0,04 с), для правой граничной характеристики - t _СО = 0,4 с (для ВА55-41).

Пятая точка - пересечение горизонтали, соответствующей t _CO и вертикали, соответствующей току срабатывания третьей ступени защиты I _С.МГН (мгновенного срабатывания). I _С.МГН = 20 ± 2,0 кА для всех характеристик ВА 55.

Шестая точка - пересечение вертикали, соответствующей току мгновенного срабатывания I _С.МГН и горизонтали, соответствующей собственному времени отключения выключателя. Для ВА 55-41 - 0,02 с.

Седьмая точка. Выключатели могут комплектоваться защитой от однофазных токов К.З. (МРТ1), срабатывающей при токе однофазного К.З. I _СЗ1 не менее 0,4 I _НР и не более 1,0 I _НР, с установленной выдержкой как и в точке 4. Характеристика защиты от однофазных К.З. является ограниченно зависимой от тока и строится согласно паспортной характеристике, приведенной на рис. П 8.2.

Построенная характеристика подписывается следующим образом:

.

Следует подписать три характеристики: две граничных и характеристику с заданными по варианту уставками тока и времени.

Пример 1. Построить защитную характеристику выключателя ВА 55-41, заданы следующие уставки тока и времени: I _HB = 1000 А, I _C.МГН = 20 кА,

, , t ₆ = 8 с, , t _СО = 0,2 с, , t _СЗ1 = 0,1 с.

Порядок построения:

1. Подготовим координатные оси.

2. Выполним предварительный расчет.

а) номинальный ток расцепителя: I _НР = К _НР· I _НВ =1·1000 = 1000 А,

б) ток срабатывания при перегрузке: I _СП = 1,25·1000 = 1250 А,

в) ток срабатывания отсечки: I _СО = 3·1000 = 3000 А,

г) шестикратный ток: I ₆ = 6·1000 = 6000 А,

д) ток срабатывания защиты при однофазном КЗ: I _СЗ1 = 0,6·1000 = 600 А.

Таблица 5.11

Таблица для выполнения построения

Ток, А	Время, с	Точки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
I СП		t СП
I 6		t 6
I СО		t СО	0,2	3, 4, 5
I С.МГН	20 кА	t МГН	0,02-0,04
I СЗ1		t СЗ1	0,1

3. Построение.

Точка 1 образована пересечением прямых: тока срабатывания при перегрузке (1250 А) и времени срабатывания при перегрузке (200 с), определяется в соответствии с паспортной защитной характеристикой.

Точка 2 образована пересечением прямых: шестикратного тока (6000 А) и времени срабатывания при этом токе (8 с). Далее проводится тонкая пунктирная прямая между точками 1 и 2.

Точка 4 образована пересечением прямых: тока срабатывания отсечки (3000 А) и времени срабатывания отсечки (0,2 с).

Точка 6 образована пересечением прямых: тока мгновенного срабатывания (20кА) и собственного полного времени отключения данного выключателя (0,02).

Точки 3 и 5 образуются в результате пересечения прямых, полученных при построении точек 1, 2, 4 и 4, 6 соответственно.

Рис. 5.5. Карта селективности

Примечание. Если кратность , то построенная кривая является точным отображением паспортной защитной характеристики, построенной в осях кратности тока.

Пример 2.

Изменим кратность , остальные данные из примера 1:

а) номинальный ток расцепителя: I _НР = К _НР· I _НВ = 0,8·1000 = 800 А,

б) ток срабатывания при перегрузке: I _СП = 1,25·800 = 1000 А,

в) ток срабатывания отсечки: I _СО = 3·800 = 2400 А,

г) шестикратный ток: I ₆ = 6·800 = 4800 А,

д) ток срабатывания защиты при однофазном КЗ: I _СЗ1 = 0,6·800 = 480 А.

Таблица 5.12

Таблица для выполнения построения

Ток, А	Время, с	Точки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
I СП		t СП
I 6		t 6
I СО		t СО	0,2	3, 4, 5
I С.МГН	20 кА	t МГН	0,02-0,04
I СЗ1		t СЗ1	0,1

Кривая в области перегрузок сдвинулась влево.

Пример 3. Изменим следующие уставки, остальные данные из примера 1:

, t _СО = 0,3 с; t ₆ = 16 с, ;

Таблица 5.13

Таблица для выполнения построения

Ток, А	Время, с	Точки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
I СП		t СП
I 6		t 6
I СО		t СО	0,3	3,4,5
I С.МГН	20 кА	t МГН	0,02-0,04
I СЗ1		t СЗ1	0,1

Точка 3 образована продолжением кривой перегрузки (1-2) и вертикали, ответствующей заданному десятикратному току.