Отключение КЗ в сети 0,4 кВ защитой от перегрузки
Недавно столкнулся с вопросом — можно ли отключать короткие замыкания в групповых сетях 0,4 кВ защитой от перегрузки? Т.е. не электромагнитным элементом автоматического выключателя (отсечкой), а его тепловым расцепителем.
Требования ПУЭ к отключению КЗ в сетях с заземлением TN
С одной стороны тепловой расцепитель предназначен для защиты от перегрузки, а не коротких замыканий. С другой стороны для цепей питающих щиты (например, отходящих линий от ГРЩ) ПУЭ 1.7.79 допускает отключение КЗ за время не более 5 с. А такие времена в принципе возможны для теплового расцепителя (см. Рис.1).
Рис.1 Стандартная характеристика автомата 0,4 кВ (из каталога компании ABB)
Да и в некоторых источниках рассматривают этот вариант отключения, рекомендуя при этом проверять коэффициент чувствительности по отношению к току расцепителя (3 для обычных цепей и 6 для взрывозащищенных помещений).
Поэтому, с точки зрения требований норм и правил жесткого запрета нет.
Но есть один важный момент, который вы должны обязательно учитывать — тепловой спад тока КЗ. Об этом мы поговорим в данной статье.
Кабели в сетях 0,4 кВ обладают преимущественно активным сопротивлением. При этом, из-за низкого напряжения, в таких сетях протекают достаточно большие токи КЗ, которые быстро нагревают кабель. Вследствие этого активное сопротивление кабеля увеличивается, а токи КЗ, соответственно, уменьшаются.
При малых временах отключения (<0,1 c) этот эффект не так заметен, но при увеличении времени начинает играть огромную роль.
Рис. 2
На Рис. 2 приведена вырезка из ГОСТ 28249-93, где показано номограмма влияния теплового спада тока КЗ на активное сопротивление кабеля (Rк). Коэффициент С — это то, на что вы должны умножить Rк, чтобы получить его правильное значение по истечении определенного времени.
Например, активное сопротивление медного кабеля сечением 16 кв.мм при токе короткого замыкания 2 кА за 1,5 секунды увеличится примерно в 1,3 раза (на графике — вторая кривая слева).
С учетом того, что для такого кабеля полное сопротивление примерно равно активному, то и ток КЗ уменьшится почти в 1,3 раза. Как видно влияние нагрева кабелей токами КЗ очень существенно.
Если вы отключаете КЗ с большой выдержкой времени, то вы должны пересчитать токи с учетом увеличения сопротивления кабеля. Представьте, что будет, если отключать КЗ с выдержкой 5 с. Ток КЗ, к моменту отключения, может снизится в 1,5-2 раза.
Брать каталожные удельные активные сопротивления нельзя (они обычно даются при 20 С), иначе время отключения будет гораздо больше, чем вы определите по кривой расцепителя. Это может привести к повреждению кабеля, пожарам и другим неприятным последствиям. По крайней мере вы можете выйти за 5 с и нарушить ПУЭ 1.7.79, а ПУЭ нарушать нельзя.
Рис. 3. Влияние нагрева кабеля на время отключения тока КЗ
На Рисунке 3 видно, что если рассчитать ток КЗ по каталожным данным, то мы укладываемся в 5 с.
Но это ошибка потому, что к моменту отключения этот ток будет гораздо ниже, а следовательно время может быть больше 5 с.
Стоит отметить, что стандартные модульные автоматы (характеристики В, С) имеют время отключения теплового расцепителя всегда больше 5 с и вопрос отпадает сам собой.
То же самое относится к термомагнитным расцепителям в автоматах в литом корпусе. Например, на Рис. 4 представлена характеристика расцепителя TM-D производства Шнайдер Электрик
Рис. 4. Характеристика расцепителя ТМ-D (из каталога Шнайдер Электрик)
Однако, некоторые характеристики модульных автоматов (например, характеристика D) имеют участок с временами отключения тепловой защитой менее 5 с. То же самое касается электронных расцепителей (например, Micrologic от Шнайдер Электрик), где настройка уставок выполняется очень гибко.
Рис. 5. Характеристика расцепителя Micrologic 5.2 (из каталога Шнайдер Электрик)
Термическая стойкость кабеляОтдельный вопрос — это термическая стойкость кабеля при таких временах отключения.
Не факт, что кабель пройдет эту проверку, но вы можете попробовать все посчитать и убедиться сами.
Для энергетических объектов не забываем про проверку кабелей на невозгораемость.
Какие выводы?Основной вывод в том, что не стоит использовать устройство не по назначению) Если написано, что характеристика защищает от перегрузки, то не нужно пытаться применить ее для защиты от коротких замыканий.
Знаю, совет звучит банально, но именно типовые решения делают электроустановку более надежной, а все нестандартные подходы резко увеличивают вероятность ошибки.
Ну, а уж если вы решились на эксперименты, то должны учесть все возможные моменты и, уж конечно, ни про какие упрощенные расчеты речи быть не может. Считаем все параметры максимально подробно и при малейшем сомнении отказываемся от сомнительного решения в пользу типового.
По факту от КЗ должна защищать отсечка автомата, которая работает практически мгновенно. Быстрое отключение автомата решает большинство проблем, перечисленных выше.
У отсечки должна быть нормальная чувствительность к минимальным токам КЗ (обычно не менее 1,5), и если вдруг она оказалась недостаточной, то это не повод переходить на перегрузочную кривую. Это повод искать средства увеличения чувствительности выключателя.
Ну, а о том, как повысить чувствительность автомата к токам КЗ мы поговорим в следующий раз. В том числе в моем новом курсе «Защита сетей 0,4 кВ автоматическими выключателями», который выйдет в августе.
Всего хорошего!
Нормативная документация по расчетам уставок автомат.выключателей? (Страница 1) — Расчёт сетей напряжением до 1000В — Советы бывалого релейщика
ПУЭ нормируется время отключения. Величина ТКЗ должна быть больше порога срабатывания расцепителя АВ с учетом разброса его характеристик.
ПУЭ 7 издание.
1.7.79. В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в табл. 1.7.1.
Таблица 1.7.1
Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN
Номинальное фазное напряжение Uo, В Время отключения, с
127 0,8
220 0,4
380 0,2
Более 380 0,1
Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1.
В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.
Допускаются значения времени отключения более указанных в табл. 1.7.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:
1) полное сопротивление, защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:
50 Zц/Uо,
где Zц — полное сопротивление цепи «фаза-нуль», Ом;
U0 — номинальное фазное напряжение цепи, В;
50 — падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В;
2) к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.
Допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.
В 6 издании ПУЭ говорилось о кратности тока КЗ относительно уставки.
То же п. 1.7.79. Недействующая редакция.
[spoiler]1.7.79. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем:
в 3 раза номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя;
в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику.
При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), проводимость указанных проводников должна обеспечивать ток не ниже уставки тока мгновенного срабатывания, умноженной на коэффициент, учитывающий разброс (по заводским данным), и на коэффициент запаса 1,1.
При отсутствии заводских данных для автоматических выключателей с номинальным током до 100 А кратность тока КЗ относительно уставки следует принимать не менее 1,4, а для автоматических выключателей с номинальным током более 100 А — не менее 1,25.
Полная проводимость нулевого защитного проводника во всех случаях должна быть не менее 50 % проводимости фазного проводника.
Если требования настоящего параграфа не удовлетворяются в отношении значения тока замыкания на корпус или на нулевой защитный проводник, то отключение при этих замыканиях должно обеспечиваться при помощи специальных защит.[/spoiler]
Часто задаваемые вопросы — Schneider Electric
{"searchBar":{"inputPlaceholder":"Поиск по ключевому слову или задать вопрос","searchBtn":"Поиск","error":"Пожалуйста, введите ключевое слово для поиска"} } В чем основные отличия контакторов LC1D и LC1K?
Проблема: Различия между контакторами LC1D и LC1K Линейка продуктов: Контакторы и пускатели IEC Окружающая среда: Контакторы Tesys K и Tesys D Разрешение: Контакторы D-Line больше, надежнее и.
..
Как сохранить параметры в клавиатуре и загрузить на другой идентичный…
Проблема: Попытка сохранить параметры в клавиатуре и загрузите их в другой идентичный привод ATV630. Линейка продуктов: Приводы ATV630 Окружающая среда: Клавиатура Причина: Перенос файлов Решение: Перейти к главному…0004
Можно ли использовать пускатели GV2, GV3 и GV7 с обратной подачей?
Проблема: Обратная подача Линейка продуктов GV2, GV3 и GV7: Пускатели и устройства защиты двигателя Окружающая среда: Ручные пускатели PowerPact™ Решение: Не рекомендуется.
0.0.0″> Можно ли смоделировать функциональные блоки PTO в SoMachine Basic?Проблема: Можно ли моделировать функциональные блоки PTO в SoMachine Basic? Линейка продуктов: M221, TM221 Решение: Как и в случае с блоками PID, вы не можете имитировать блоки функций PTO в SoMachine Basic. Вы будете…
Часто задаваемые вопросы о популярных видеоПопулярные видео
Видео: Как подключить TeSys T к Somove через Modbus…
:Видео Преобразование проекта ProWORX 32 в Unity Pro
Видео: Как подключить и запрограммировать привод ATV61/71 для 3-проводной…
Узнайте больше в разделе часто задаваемых вопросов по общим знаниямОбщие знания
Проверка сопротивления изоляции и влажности
Проблема: Как влажность влияет на результаты испытаний сопротивления изоляции? Линейка продуктов: автоматические выключатели Окружающая среда: выключатели в литом и изолированном корпусах Разрешение: высокая влажность может значительно.
Почему я теряю лицензию зарегистрированной копии сервера OFS после…
Проблема: потеря лицензии зарегистрированной копии сервера OFS в Windows10, Windows Server 2016 или Windows Server 2019 после обновления до версии сервера OFS 3.63. 08.11.2021
В чем разница между PNP и NPN при описании трехпроводного…
Большинство промышленных бесконтактных датчиков (индуктивные, емкостные, ультразвуковые и фотоэлектрические) являются полупроводниковыми. Термин твердотельный относится к типу компонентов, используемых в датчике. Твердотельный…
Что означают термины AC1 и AC3?
Проблема: Каковы категории использования AC-1 и AC-3? Линейка продуктов: Schneider Electric Products Окружающая среда: Индуктивные и резистивные нагрузки Разрешение: AC-1 — Эта категория применяется ко всем нагрузкам переменного тока…
2017 NEC 690.12 Быстрое отключение – важные изменения
Национальный электротехнический кодекс (NEC) 2017 г. кардинально меняет требования к «Быстрому отключению фотоэлектрических систем в зданиях». Половина штатов уже приняли NEC 2017, а еще несколько в ближайшие несколько месяцев (например, Нью-Джерси и Коннектикут), так что вы не можете больше ждать, чтобы понять, что эти изменения означают для капитальных и эксплуатационных расходов ваших проектов на крыше внимание на часть 2 ниже).
Цель быстрого отключения:
Схемы фотоэлектрической системы, установленные на зданиях или в них, должны включать функцию быстрого отключения для снижения опасности поражения электрическим током для аварийно-спасательных служб. В аварийной ситуации спасатели могут инициировать устройство быстрого отключения, а затем безопасно перемещаться по крыше, зная, что любые области в пределах 1 фута от массива могут быть под напряжением. Пока они остаются на расстоянии более 1 фута от массива, любые солнечные проводники переменного и постоянного тока, с которыми они сталкиваются, будут обесточены.
Код быстрого отключения – часть 1 (применяется до и после 1 января 2019 г.)
Язык кода 690.12(A) и (B)(1):
Здания.
Цепи фотоэлектрических систем, установленные на зданиях или внутри них, должны включать функцию быстрого отключения для снижения опасности поражения электрическим током для аварийно-спасательных служб в соответствии с 690.
12(A)–(D).
(A) Контролируемые проводники. Требования к контролируемым проводникам должны применяться к фотоэлектрическим цепям, питаемым от фотоэлектрической системы.
(B) Контролируемые пределы. Использование термина граница массива в этом разделе определяется как 305 мм (1 фут) от массива во всех направлениях. Контролируемые проводники за пределами границы решетки должны соответствовать 690.12(B)(1), а внутри границы решетки должны соответствовать 690.12(B)(2).
(1) За границей массива. Контролируемые проводники, расположенные за границей или на расстоянии более 1 м (3 фута) от точки ввода внутри здания, должны быть ограничены напряжением не более 30 вольт в течение 30 секунд после начала быстрого отключения. Напряжение должно измеряться между любыми двумя проводниками и между любым проводником и землей.
Что это значит для вас:
На данный момент это похоже на код NEC 2014, за исключением того, что расстояние от массива теперь составляет 1 фут вместо 10 футов в NEC 2014.
Получение струнного инвертора в пределах 1 фута от массив может быть сложным из-за проблем с затенением и рабочим пространством, но у Pure Power есть решения, которые работают в некоторых проектах. В некоторых случаях с этим требованием 1 фута необходимы контакторные коробки или другое оборудование, которое не требовалось в требованиях NEC 2014.
Изменение с 10’ на 1’ сильно ограничивает возможности перехода между массивами. Как показано на изображениях ниже, где раньше вы могли перепрыгнуть через промежутки между подмассивами на расстоянии до 20 футов друг от друга, теперь вы можете перепрыгнуть только через 2-футовый разрыв (чего недостаточно, чтобы пересечь 8-футовые пути доступа к пожару, требуемые NFPA1 или IFC). ).
Код быстрого отключения — Часть 2 (вступает в силу с 1 января 2019 г.)
Язык кода 690.12(B)(2):
(2) Внутри массива. Фотоэлектрическая система должна соответствовать одному из следующих требований:
(1) Фотоэлектрическая батарея должна быть указана или помечена как панель фотоэлектрических систем с быстрым отключением.
(2) Контролируемые проводники, расположенные внутри границы или на расстоянии не более 1 м (3 фута) от точки проникновения в поверхность здания, должны иметь ограничение не более 80 вольт в течение 30 секунд после начала быстрого отключения . Напряжение должно измеряться между любыми двумя проводниками и между любым проводником и землей. Это действительно важная часть!
(3) Солнечные батареи без открытой проводки, без открытых проводящих частей и установленные на расстоянии более 2,5 м (8 футов) от открытых заземленных проводящих частей или земли не должны соответствовать 690,12(В)(2).
Требование 690.12(B)(2) вступает в силу 1 января 2019 г.
Что это значит для вас: предыдущие требования.
Подпункт 2 — самый важный, который меняет крышную солнечную энергетику. Проще говоря, это ограничивает напряжение строки до 80 В постоянного тока. Дни цепочек на 600 В или 1000 В прошли… если только вы не используете оптимизаторы или MLPE, которые могут снизить напряжение до 80 В при запуске быстрого отключения. 2 распространенных и доступных в настоящее время способа выполнить это требование:
1. Струнные инверторы с силовой электроникой модульного уровня (MLPE), такие как оптимизаторы
2. Микроинверторы
Для проектов коммерческого масштаба микроинверторы плохо масштабируются, поэтому использование струнных инверторов с MLPE или оптимизаторами будет наиболее распространенным решением. Да, это означает, что вам нужно будет начать планировать более высокие капитальные и операционные расходы для проектов в 2019 году и далее.
Код быстрого отключения — часть 3 (применяется до и после 1 января 2019 г.)
Остальные абзацы кода не так шокируют и применяются как до, так и после 1 января 2019 г. Разработчики или EPC, использующие Pure Power for Engineering не нужно беспокоиться об этом разделе, поскольку мы гарантируем, что вы выполните эти новые требования без дополнительных капитальных или операционных затрат.
Язык кода 690.12(B)(2):
(C) Инициирующее устройство. Устройство (устройства) инициирования должно инициировать функцию быстрого отключения фотоэлектрической системы. Положение устройства «выключено» должно указывать на то, что функция быстрого отключения была инициирована для всех фотоэлектрических систем, подключенных к этому устройству. В жилых домах на одну и две семьи инициирующее устройство (устройства) должно быть расположено в легкодоступном месте за пределами здания. Устройство (устройства) инициирования быстрого останова должно состоять по крайней мере из одного из следующих элементов:
(1) Средства отключения обслуживания
(2) Средства отключения фотоэлектрической системы
(3) Легкодоступный переключатель, который четко показывает, находится ли он в положении «выключено» или «включено».
Если несколько фотоэлектрических систем установлены с функциями быстрого отключения на одной линии, пусковое устройство (устройства) должно состоять не более чем из шести переключателей или шести комплектов автоматических выключателей или из комбинации не более шести переключателей и комплекты автоматических выключателей, смонтированные в одном корпусе или в группе отдельных корпусов. Эти инициирующие устройства должны инициировать быстрое отключение всех фотоэлектрических систем с функциями быстрого отключения в этой службе. Там, где установлены вспомогательные инициирующие устройства, эти вспомогательные устройства должны контролировать все фотоэлектрические системы с функциями быстрого отключения в этой сети.
(D) Оборудование. Оборудование, выполняющее функции быстрого отключения, за исключением инициирующих устройств, таких как перечисленные разъединители , автоматические выключатели или переключатели управления, должно быть указано для обеспечения защиты от быстрого отключения.