Спец. 1 43 01 02 «Электрические системы и сети»
Лабораторная работа № 19
Дуговая защита
1. Цель работы: Ознакомление с областью применения, принципом действия и испытанием дуговой защиты.
2. Краткая теория
2.1. Назначение и разновидности дуговых защит. Длительное пропадание электропитания вызывает большие финансовые потери поставщику и потребителю электроэнергии. Независимо от того, как защищена энергосистема, аварии действительно происходят. Повреждения, возникшие в результате аварии, должны быть приведены к минимальному уровню. Законченное решение должно обеспечивать выборочное отключение поврежденных участков цепи с максимально возможной скоростью, сохраняя работу энергосистемы в целом.
Комплектные распределительные устройства (КРУ(Н)) напряжением 6-10-35 кВ внутренней и наружной установки, являются одним из наиболее массовых элементов подстанций распределительных электрических сетей и станций, основным достоинством которых являются малые габаритные размеры, высокая степень готовности к монтажу и наладке. Ограниченное время отключения КРУ(Н) при внутренних КЗ через электрическую дугу не должно превышать сотые доли секунды, что связано с их малыми габаритными размерами. Данная проблема усугубляется тем, что КРУ, введенные в эксплуатацию в прошлом столетии, как правило, не оснащены полноценной быстродействующей защитой от дуговых КЗ.
В настоящее время наиболее часто применяющиеся ячейки имеют в своем составе выключатели с коммутационной способностью 20 и даже 31,5 кА. При возникновении дугового перекрытия с такими токами происходит прожигание металла стенок ячеек и перенос повреждения в соседние ячейки. Увеличение термической стойкости за счет утолщения стенок приводит к повышению цены, веса и осложняет монтаж ячеек. (Повышение же термической стойкости в 1,5 раза потребует увеличения толщины железа в 2 раза). Кроме того при относительной герметичности современных ячеек и отсутствии разгрузочных клапанов внутреннее избыточное давление при КЗ не только разрушает аппараты, но и значительно деформирует корпус ячейки (происходит вздутие), что приводит и к механическому разрушению ячейки и ее элементов.
Последствия дугового короткого замыкания (КЗ) или замыкания на землю в распределительных устройствах низкого и среднего напряжения могут быть очень тяжелыми. Дуговой разряд способен вывести из строя дорогое оборудование и вызвать продолжительные и дорогостоящие простои. Кроме того, электрическая дуга может нанести тяжелые травмы персоналу. Учитывая физический износ комплектных распределительные устройства внутренней (КРУ) или наружной (КРУН) установки 6-10 кВ важнейшей задачей является продление срока службы оборудования.
Причинами дуги могут быть, например, повреждение изоляции, неисправность оборудования, неправильные соединения шин или кабелей, перенапряжения, коррозия, загрязнение, влага, ферромагнитный резонанс (измерительных трансформаторов) и даже старение под действием электростатического напряжения.
Воздействие большинства этих факторов можно предотвратить надлежащим техническим обслуживанием. Но, несмотря на все меры предосторожности, к КЗ через дугу могут также приводить ошибки персонала.
При обнаружении и минимизации последствий дугового разряда ключевым фактором является время. Дуговой разряд в течение 500 мс способен значительно повредить изоляцию и, таким образом, за 500 мс ячейка полностью выгорает. При длительности дугового разряда менее 100 мс повреждения часто имеют меньший масштаб, а если дуга устраняется меньше чем за 35 мс, повреждения почти незаметны. Для предотвращения разрушения ячеек (а в некоторых случаях и КРУ) необходимо использовать дуговую защиту. С выходом 15-го издания ПТЭ применение быстродействующей дуговой защиты является обязательным в КРУ 6-10 кВ. (§5.4.19).
Существуют два основных вида дуговых защит:
- механическая (настраивается на увеличение давления внутри объема ячейки в результате горения дуги – клапан, рамка ...),
- электронная (настраивается на световой поток, появляющийся в момент возникновения дугового замыкания – фототиристор, фотодиод, оптоволокно (ВОД)).
Дуговые защиты можно классифицировать на индивидуальные и централизованные. Централизованные многоканальные защиты, как правило, предназначены
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
