Современные виды защиты сетей напряжения 0,4 кВ на ЛЭП [Игорь Борисович Трубачев] (fb2) читать онлайн

Игорь Трубачев, Алексей Безбородов Современные виды защиты сетей напряжения 0,4 кВ на ЛЭП

УДК 620.4

И.Б. Трубачев, студент гр. ЭПб-181, III курс

Научный руководитель: Безбородов А.В., Ассистент кафедры ЭГПП

Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Кемерово

г. Кемерово

Электрические сети представляют собой совокупность видов напряжений и подстанций, основной задачей которых является передача электрической энергии, а также ее распределение среди различных родов потребителей. Каждая сеть выполнена из необходимых и вспомогательных приборов и оборудования: подстанции, распределительные устройства, токопроводы, воздушные линии опоры и кабели линии электропередачи. Все сети применяются в каждой сфере человеческой деятельности. По области применения сети подразумевают:

Сети общего назначения (К ним относят электроснабжение: промышленных предприятий, бытовых, сельскохозяйственных)

Автономные сети электроэнергии (Сюда приписывают снабжение мобильных и автономных объектов: самолеты, суда, роботы, автомобили и т.д.)

Технические сети (электроснабжение промышленно-производственных объектов инженерии)

Дополнительная категория – Контактная сеть, ее используют для передачи электрической энергии определенным субъектам с параллельным движением, простой пример – Трамвай или Троллейбус

По роду тока разделяют сети с постоянным током или переменным, переменный ток в свою очередь делят на фазы, одна или три. Трехфазная сеть, является самой распространенной, она способна передавать самое большое количество электроэнергии, так как именно с этой сети, благодаря наличию нулевого провода, идет подача электроэнергии к потребителям. Однофазная сеть – это сеть потребителей, напряжением 220 В, которая приходит в квартиру от распределительного щита или же подстанций. Эта сеть имеет два провода, фаза и ноль, потенциал второго который равен потенциалу земли. Потребление электричества из этой сети способствует работе практически всех бытовых устройств. Сеть постоянного тока, ограничена в распространении лишь в контактных, автономных и высоковольтных сетях. Различают следующие классы напряжений:

Сверхнапряжение: 330, 500, 750 и выше кВ

Высшее напряжение: 110 – 220 кВ

Среднее напряжение: 1; 6; 10; 20 и 35 кВ

Низшее напряжение: 110; 220 В; 0.4 кВ

Но практически во всех случаях, электроэнергию не всегда удается передавать без каких-либо происшествий, рядовые ситуации, когда происходит обрыв воздушных линий, по району отключается свет и перестают работать электрические устройства, причин таких аварий может быть множество, это перегрузка сети, короткое замыкание, резкие скачки напряжения, поломки в оборудовании. Так или иначе, результат этого бедствия ведет к дорогостоящему ремонту распределительных сетей. И чтобы предотвратить и обезопасить это, используют универсальные виды защиты электрических сетей.

Существует действительно множество способов, как защитить сеть от разного характера поражения, если мы рассматриваем коммунальную сеть, для защиты потребительской сети используют современные виды Автоматических выключателей, нередко и предохранители, а также устройства защитного отключения (УЗО). Разберем каждый из этих типов.

Автоматические выключатели – это коммутационное устройство, оно необходимо для периодических включений и отключений электрических цепей при нормальной нагрузке, режимов перегрузки и КЗ и в случаях падения напряжения. Эти устройства имеют высокое время срабатывания, отключают сразу три фазы и могут продолжить работу после возникновении аварии.

В данный момент времени Отечественные производители такие как «Контактор», «КЭАЗ», «IEK», «Техэнерго» и «EKF», постоянно развивают и обновляют различные типы выключателей. Они соответствуют всем требованием ПЭУ и ГОСТ. Выключатели этих производителей подразумевают высококачественные материалы для изготовления, точные и сбалансированные характеристики для многоразовой защиты от тока КЗ и перегрузок. К примеру, Автоматический выключатель от компании «IEK» марки «ВА 47-60», предельной коммутационной способностью 4.5 – 6 кА, времени срабатывания 0.01 с, механической износостойкостью в 20000 циклов и гарантией от производителя 5 лет. Он имеет ряд усовершенствований в соответствии с ГОСТ Р50345-2010. Как заявляет производитель, главной особенностью данного устройства, является его конструкция. Корпус сделан из пластика, на лицевой стороне расположен индикатор состояния устройства, в корпусе есть заглушки, которые закрывают доступ к винтовому зажиму контакта, что изолирует его внешнюю часть. Сам корпус скреплен прочными заклепками, для усиления конструкции, имеется планка для установки на так называемую DIN рейку (металлический профиль, для крепления автомата в щиток приборов). По аналитическим данным и соотношению цены/качества, этот автомат можно назвать достойной покупкой, цена на момент написания статьи составляет 69 рублей, по меркам его одноклассников, это средняя цена. Но по характеристикам, он уверенно занимает лидирующие позиции.

Предохранители – коммутационный аппарат, который выполняет одноразовую защитную функцию в электрических цепях. В свое время, этот вид защиты получил широкое распространение, в виду своей простоты, низкой стоимости, и быстрым времени отключения цепи при КЗ, но у него есть и множество недостатков:

Защита срабатывает только тогда, когда ток превышает номинальное значение предохранителя,

Во время срабатывания имеется большой разброс времятоковых характеристик плавких вставок

Возможно однофазное отключение, и как результат – ненормальный режим работы

Сильно зависит от малых перенапряжений, часто срабатывает просто так

Одноразовый, так как при протекании большого количества тока, попросту выгорает

Именно из-за недостатков, автоматические выключатели заменили предохранители.

УЗО – предназначены для защиты от поражения электрическим током человека от прямых или косвенных соприкосновений к электроустановке с поврежденной изоляцией. УЗО предусматривает защиту от возгорания проводки электрооборудования и пожара, также, оно способно отключать установку от источника питания при повреждении сети до момента КЗ, такое УЗО еще называют противопожарным (уставка по току 300 мА). Есть защита от скачков напряжения в сети. Его устанавливают в главный ввод распределительного щита, в помещениях без повышенной опасностью поражения электрическим током. УЗО подбирают по следующим требованиям и правилам:

Количество. Рекомендуют устанавливать несколько штук в различные части помещения (Щит, бытовая техника)

По классу напряжения 220 или 380 В

Конструктивное исполнение (механическое или электрическое)

По типу защиты (АС-ток утечки переменного тока, А-переменный и импульсный ток, S и G- обеспечивает селективную защиту при кот. защита срабатывает в последнюю очередь)

Ток утечки. Стандарт 30 мА

Номинальный ток. Здесь все однозначно, УЗО выбирают по номинальному току АВ (прим. АВ – 10А; УЗО – 16А)

Ток КЗ. Не менее 6 кА

Коммутационная способность. 1000 или 1500 А

Температура эксплуатации. От -5 до +40℃.

Производитель. Общая рекомендация различных источников и отзывов покупателей, прим. IEK, Schneider.

Воздушные линии опоры всегда были объектами постоянных диссонансов, их защищают от ударов молний, от обрыва фаз. Современными видами защит этих сетей являются специальные устройства, например защита от импульсных перенапряжений от отечественной компании ОАО «ЕЭС России» LVA 260-4. Это устройство, благодаря которому происходит защита, ее устанавливают на изолированную часть проводов одним концом, а вторым концом к нулевой части.

Также на Линиях устанавливают УНЗ – устройство нулевой защиты, предназначено оно для защиты от однофазных токов КЗ. Это устройство фиксирует в определенный момент времени наличие тока по нулевому проводу, устройство передает информацию на расцепитель, таким образом происходит отключение сети. Основные преимущества:

Нулевой провод включен в расцепитель который управляется независимо, благодаря этому выключатель срабатывает довольно быстро

Устройство срабатывает с учетом расчета тока КЗ

Выдержка на времени отключения 4 с

Список литературы

Раздаточный материал СЭС ГиПП ЗО 2017/ Конспект лекций/ Учебное пособие ЭСГ РИО 2012/ стр. 18. URL: https://studfile.net/preview/6761295/page:2/ (дата обращения: 07.03.2021.)

Школа для электрика/ Релейная защита и автоматика/ Как устроена релейная защита линий электропередач. URL: http://electricalschool.info/relay/1647-kak-ustroena-relejjnaja-zashhita-linijj.html

Системы защиты в виде заземления TN-S/ TN-C/ TNC-S/ TT/ IT. URL: https://zandz.com/ru/biblioteka/sistemy_zazemlenieya_TNS_TNC_TNCS_TT_IT/

Компанеец Борис Сергеевич, Нефедов Сергей Федорович, Максимов Никита Игоревич РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 0,4 КВ // Вестник АГАУ. 2020. №4 (186). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-ustroystva-zaschity-ot-perenapryazheniy-dlya-elektricheskih-setey-0-4-kv (дата обращения: 07.03.2021).

Кочкин Н.В. Ограничители перенапряжения как метод защиты сети от перепадов напряжения у потребителя 0,4 кВ // Инновационная наука. 2018. №12. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ogranichiteli-perenapryazheniya-kak-metod-zaschity-seti-ot-perepadov-napryazheniya-u-potrebitelya-0-4-kv (дата обращения: 07.03.2021).

Иван Бандурин, Владимир Иванов, Александр Какурин, Игорь Козырев, Владимир Коробов, Алексей Хаймин, Сергей Трашенков. Способ расчета входных распределительных устройств 0,4 кВ. URL: https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2020/76/e3sconf_rses2020_01085.pdf

Беляев А. В. Выбор аппаратуры защиты и кабелей в сетях 0,4 кВ URL: https://www.elec.ru/library/nauchnaya-i-tehnicheskaya-literatura/belyaev-vybor-apparatury-zashit/#p4

Актуальны проблемы энергетики СНТК 69/ Защита воздушных линий 0,4 кВ от перенапряжений/ Станюш Д. А. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/12813/Защита%20воздушных%20линий%200,4%20кВ%20от%20перенапряжений.pdf?sequence=1

СТО 34.01-21.1-001-2017// ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “РОССИЙСКИЕ СЕТИ”// СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ПАО “РОССЕТИ”// РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4-110 кВ. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ. URL: https://www.rosseti.ru/investment/standart/corp_standart/doc/CTO_34.01-21.1-001-2017_RSP_04-110kB.pdf

СТО 70238424.29.240.20.001-2011// Воздушные линии напряжением 0,4-20 кВ// Условия создания. Нормы и требования. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200097080