Система селективного захисту розгалужених електричних кіл

Винахід належить до систем захисту розгалужених електричних кіл від стр умів короткого замикання, зокрема до систем селективного захисту низьковольтних електроустановок (до 1000В). Відомі системи селективного захисту розгалужених електричних кіл від струмів короткого замикання (КЗ) [І], в яких використані вимикачі з витримкою часу на відключення для реалізації „термінового" принципу побудови селективного захисту. С уть "термінового" принципу забезпечення селективного захисту полягає в тому, що вищестоячі вимикачі мають фіксовану затримку терміну відключення - більшу, ніж така ж затримка терміну відключення у нижчестоячих вимикачів (або час плавлення у запобіжників). Так, згідно [1], при використанні як селективних, вимикачі серії АВМ можуть мати витримку часу на відключення від 0,25с до 0,6с. Вимикачі А3790С селективного виконання, в залежності від місця розміщення їх в розгалуженій системі, можуть мати витримку часу на відключення від 0,1 до 0,4с [2]. При цьому зазначені вимикачі мають дві уставки за струмом в зоні короткого замикання - одна уставка (Ікз1) визначає мінімальну величину стр уму КЗ, при якій спрацьовує розчеплювач і починається відлік витримки часу на відключення вимикача, а друга уставка за струмом (Ікз2) визначає мінімальний струм КЗ, при якому вимикач спрацьовує без витримки часу (струм відсіку). При цьому вимикачі, що знаходяться на останньому ступені захисту, рахуючи від джерела струму (фідерні), як правило, взагалі не мають затримки часу на відключення. До таких вимикачів належать, наприклад, вимикачі А3710 [2] або апарати АП50Б [3]. Означений "терміновий" принцип побудови системи селективного захисту широко використовується в електроустановках різного призначення - для живлення оперативних кіл (0,4кВ) електростанцій, для живлення та захисту те хнологічного обладнання металургійного виробництва, в міських і сільських электросистемах розподілу електроенергії, тощо. "Терміновий" принцип побудови селективного захисту має чимало серйозних недоліків. Насамперед, слід відзначити, що сам принцип збільшення затримки терміну відключення саме тих вимикачів, що розміщені ближче до джерела струму, формує неправильний з технічної точки зору часострумовий захист всієї електроустановки в цілому та джерела струму зокрема. Дійсно, чим ближче розміщений вимикач до джерела струму, тим більше очікуваний струм КЗ в місці установки цього вимикача. Правильним з технічної точки зору захист джерела струму буде в тому випадку, якщо із збільшенням струму КЗ час його існування буде знижуватися, при цьому найбільш оптимальною буде постійність інтегралу відключення Qв=I2кзtкз, тобто із збільшенням струму КЗ (Ікз) час затримки відключення (tкз) повинен істотно знижуватися. Таку „інтегральну" захисну характеристику, що забезпечує зворотну залежність часу відключення від струму КЗ, як правило, намагаються забезпечити при захисті різних елементів електроустановки (кабелей, двигунів, тощо). Тому не зниження, а навпаки, зростання часу відключення при збільшенні очікуваних стр умів КЗ, що має місце при реалізації "термінової" селективності, формує цілком неоптимальну захисну часостр умову характеристику для захисту джерела струму - час відключення КЗ знаходиться не в зворотній, як технічно обґрунтовано, а в прямій залежності від струм у КЗ. Недоліки "термінового" принципу побудови селективності, що пов'язані зі значним часом затримки відключення вищестоячих селективних вимикачів, особливо негативно відбиваються на якості захисту електроустановок відповідальних споживачів. Справа в тому, що для відповідальних споживачів, з метою істотного зниження ймовірності виникнення пожежі передбачене резервування відключення аварійної ситуації ввідним вимикачем у випадку відмови фідерного апарату. Тому, щоб запобігти загорянню фідерного кабелю від дії струму КЗ, його термічна стійкість повинна бути більше інтегралу відключення вже не фідерного, а вищестоячого ввідного вимикача, що має затримку часу на відключення, і тому його інтеграл відключення значно більший (як правило, на порядок), ніж у фідерного вимикача. Найбільш близькою по технічній суті до системи селективного захисту розгалужених електричних кіл, що заявляється, є типова схема живлення і захисту електроустановок низької напруги (до 1000В), в якій між джерелом струму (трансформатором) і окремим споживачем включені два і більш апаратів захисту (вимикачі та запобіжники) [4]. Так, на мал. 7.2 вказаного джерела інформації [4] наведена схема живлення цеховоїелектроустановки від двох трансформаторів Т1 і Т2. В цій схемі при живленні двигуна (М) від магістрального шинопроводу ШМА-2 між об'єктом, що захищається, (М) і джерелом струму (Т2) включені два вимикача SF, а при живленні двигуна (М) від розподільчого шинопроводу ШРА між двигуном і джерелом живлення (Т) знаходяться вже три комутаційних апарати - два вимикачі SF і один запобіжник F. При живленні ж навантаження (двигуна) від розподільчого шинопроводу ШРА-2 у випадку резервного живлення від трансформатора Т2, між двигуном (М) і джерелом струму буде включено вже три селективних вимикачі SF і один запобіжник (замість запобіжника може використовуватися вимикач без спеціальної затримки часу на відключення). Таким чином, така система селективного захисту електроустановок низької напруги може мати два і більше (в загальному випадку К) ступенів захисту споживачів. На останьому К-тому ступені, починаючи відлік від джерела струму, використані вимикачі без витримки часу на відключення, а на ступенях з першого по (К-1)-ий застосовані селективні вимикачі з розчеплювачами, які в зоні струмів короткого замикання мають уставки, що регулюються, за струмом (Ікз1 і Ікз2), при цьому в діапазоні значень струмів короткого замикання від Ікз1 до Ікз2 захисна характеристика розчеплювача забезпечує ряд фіксованих термінів затримки спрацьовування (tкзв=const), а при величинах струм у кола більших за величину уставки Ікз2 затримка часу спрацьовування буде відсутня (tкзв=0). Така система селективного захисту використовується як в електроустановках великих промислових підприємств, так і в електроустановках власних потреб електростанцій, в тому числі й АЕС. На різних ступенях захисту конкретних електроустановок можуть бути встановлені апарати різних серій і типовиконань, але, якщо є потреба забезпечити селективність захисту, то всі вимикачі, крім вимикачів останнього ступеня (фідерних вимикачів), повинні бути селективного виконання (селективні). На цей час в усі х селективних вимикачах реалізований „терміновий" принцип забезпечення селективності, який, як зазначалося раніше, має чимало суттєвих недоліків. Для зручності при більш докладному аналізі недоліків "термінового" принципу забезпечення селективності захисту розглянемо на конкретному прикладі чотирьохступеневу систему за хисту складання РТЗО (розподільчий пристрій трифазний, одностороннього обслуговування) електроустановки 0,4кВ АЕС (див. фіг.1). На останньому четвертому ступені захисту складання РТЗО застосовані фідерні вимикачі типу АП50Б [3], які не мають затримки часу відключення, а тому повний термін відключення граничних для них струмів КЗ складає близько 0,01с (10мс). Але у випадку відмови фідерного вимикача максимально можливе термічне навантаження на фідерні кабелі буде визначатися терміном і інтегралом відключення ввідного вимикача ВА55А31. Цей вимикач [5] має дві уставки за струмом в зоні КЗ - одна уставка (Ікз1) визначає мінімальну величину стр уму КЗ, при якій спрацьовує розчеплювач і починається відлік витримки часу на відключення вимикача, а друга уставка за струмом (Ікз1) визначає мінімальний струм КЗ, при якому вимикач спрацьовує без витримки часу (струм відсіку). Таким чином, в діапазоні значень струмів короткого замикання від Ікз1 до Ікз2 захисна характеристика розчеплювача забезпечує ряд фіксованих термінів затримки спрацьовування (tкзв=const), а при величинах струму кола, що перевищують величину уставки Ікз2, затримка часу спрацьовування буде відсутня (tкзв=0). Вимикач ВА55АЗ 1, що застосовується для захисту складань РТЗО, має фіксовану витримку часу відключення 0,1с. Тому, якщо навіть вибрати підвищені перерізи фідерних кабелей і завдяки цьому забезпечити їх достатню термічну стійкість до струмів КЗ, це не дозволяє істотно підвищити пожежобезпеку електроустановки -адже вплив електричної дуги перекриття протягом 0,1с навіть при порівняно невеликих стр умах КЗ призводить до пошкодження кабелей з великою ймовірністю їх загоряння. Через те, що часи затримки відключення вищестоячих вимикачів - групового вимикача А3790С і секційного вимикача "Електрон", встановлених над ввідним вимикачем складання ВА55А31, - ще більші і складають відповідно 0,25с і 0,55с (див. фіг.1), то проблема пожежобезпеки для групових і магістральних кабелей стоїть ще гостріше. Для зниження навантажень на означені кабелі, а також на інші елементи електроустановки, необхідно забезпечити якомога більшу швидкодію системи захисту. В основу винаходу поставлена задача створення такої системи селективного захисту розгалужених електричних кіл, в якій за рахунок використання в вимикачах додаткових "інтегральних" розчеплювачів і додання в силову частин у електричних кіл струмообмежуючих реакторів забезпечується підвищення швидкодії захисту та істотне зниження максимально можливих термічних навантажень на кабелі та інші елементи електроустановки від струму, що протікає, і дуги перекриття й завдяки цьому забезпечується значне підвищення надійності роботи захисту та зниження імовірності виникнення пожежі в електроустановках. Ця задача вирішується в відомій системі захисту розгалужених электричних кіл з числом ступенів захисту К, починаючи відлік від джерела струму, в якій на останньому К-тому ступені встановлені вимикачі без витримки часу на відключення, а на ступенях з першого по (К-1)-ий встановлені селективні вимикачі з розчеплювачами, які в зоні струмів короткого замикання мають уставки, що регулюються, за струмом (Ікз1 і Ікз2)., при цьому в діапазоні значень струмів короткого замикання від Ікз1 до Ікз2 захисна характеристика розчеплювача забезпечує ряд фіксованих термінів затримки спрацьовування (tкзв=const), а при величинах струму кола, більших за величину уставки Ікз2, затримка часу спрацьовування буде відсутня (tкзв=0). До відвідних затискачів селективних вимикачів, починаючи з вимикача другого ступеня, додатково підключені струмообмежуючі реактори, при цьому опори Zn цих реакторів вибрані такими, щоб на кожному п-ому ступені захисту величина граничного за реактором струму короткого замикання Ір(n) складала б величину, що дорівнює (20÷40)-кратному значенню номінального струму Ін вимикача даного п-ого ступеня захисту, причому величина уставки Ікз2 кожного з селективних вимикачів, розміщених на ступенях захисту з другого по (К-1)-ий включно, складає (1,1÷1,5) величини граничного на відвідних затискачах реактора струму Ір(n), при цьому в розчеплювачі всіх селективних вимикачів системи захисту додатково введена уставка, що регулюється, за інтегралом відключення Qкз, величина якого для вимикача п-го ступеня захисту Qкз(n) визначається значенням інтегралу відключення вимикачем нижчестоячого (n+1) ступеня Qв(n+1) граничного для цього (n+1) ступеня захисту стр уму короткого замикання, виходячи з залежності Qкз(n) (1,5÷2,0) Qв(n+1). Саме за рахунок того, що до відвідних затискачів селективних вимикачів, починаючи з вимикача другого ступеня, додатково підключені струмообмежуючі реактори, при цьому опори Zn цих реакторів вибрані такими, щоб на кожному n-ому ступені захисту величина граничного за реактором струму короткого замикання Ір(n) складала б величину, що дорівнює (20÷40)-кратному значенню номінального струму Ін вимикача даного n-ого ступеня захисту, причому величина уставки Ікз2 кожного з селективних вимикачів, розміщених на ступенях захисту з другого по (К-1)-ий включно, складає (1,1÷1,5) величини граничного на відвідних затискачах реактора струму Ір(п), при цьому в розчеплювачі усіх селективних вимикачів системи захисту додатково введена уставка, що регулюється, за інтегралом відключення Qкз, величина якого для вимикача n-ого ступеня захисту Окз(n), визначається значенням інтегралу відключення вимикачем нижчестоячого (n+1) ступеня Qв(n+1) граничного для цього (n+1) ступеня захисту струм у короткого замикання, виходячи з залежності Qкз(n)(1,5÷2)Qв(n+1) забезпечується підвищення швидкодії захисту та істотне зниження максимально-можливих термічних навантажень на кабелі та інші елементи розгалуженої електроустановки від струму, що протікає, та дуги перекриття і завдяки цьому значне підвищення пожежобезпеки електроустановки, причому при збереженні абсолютної селективності захисту. Дійсно, внаслідок обмеження струму КЗ реакторами знижується очікуваний струм КЗ на ступенях захисту з др угого по К-тий, а значить, відповідно зменшується й інтеграл відключення при комутації цих струмів. За рахунок же того, що розчеплювачі селективних вимикачів системи не мають фіксованих значень затримок часу спрацьовування, а реагують миттєво на уставк у за інтегралом відключення Окз(n) терміни відключення ними кіл з більшими струмами КЗ будуть значно меншими, ніж терміни відключення вимикачів, що мають фіксовану витримку часу. Суть винаходу наведена на фіг. 2-7. На фіг.2 наведена чотирьохступенева система "інтегрального" селективного захисту розгалужених електричних кіл. На фіг.3 наведена структурна схема "інтегрального" розчеплювача. На фіг.4 наведена система "інтегрального" селективного захисту розгалужених електричних кіл, в якій коротке замикання відбулося на відвідних затискачах вимикача четвертого ступеня захисту (на затискачах фідерного вимикача). На фіг.4а наведена система захисту в початковому стані - вимикачі всіх чотирьох ступенів включені. На фіг.4б наведені діаграми зміни струму ід, що пропускається, та його інтегралу Qп в часі при відключенні короткозамкнутого кола вимикачем четвертого ступеня захисту. На фіг.4в наведена система захисту після селективного відключення струму КЗ вимикачем четвертого ступеня. На фіг. 5 наведена система "інтегрального" селективного захисту, в якій коротке замикання відбулося на відвідних затискачах вимикача третього ступеня захисту (на затискачах ввідного вимикача). На фіг.5а наведена система захисту в початковому стані - вимикачі всіх ступенів включені. На фіг. 5б наведені діаграми зміни струму і п, що пропускається, та його інтегралу Qп в часі при відключенні короткозамкнутого кола вимикачем четвертого ступеня захисту. На фіг.5в наведена система захисту після селективного відключення струму КЗ вимикачем третього ступеня. На фіг. 6 наведена система "інтегрального" селективного захисту, в якій коротке замикання відбулося на відвідних затискачах вимикача другого ступеня захисту (на затискачах групового вимикача). На фіг.6а наведена система захисту в початковому стані - вимикачі всіх ступенів захисту включені. На фіг.6б наведені діаграми зміни струму і п, що пропускається, та його інтегралу Qп в часі при відключенні короткозамкнутого кола вимикачем другого ступеня захисту. На фіг.6в наведена система захисту після селективного відключення струму КЗ вимикачем другого ступеня захисту. На фіг. 7 наведена система "інтегрального" селективного захисту, в якій коротке замикання відбулося на відвідних затискачах вимикача першого ступеня захисту. На фіг.7а наведена система захисту в початковому стані - вимикачі всіх ступенів захисту включені. На фіг.7б наведені діаграми зміни струму і п, що пропускається, та його інтегралу Qп в часі при відключенні короткозамкнутого кола вимикачем першого ступеня захисту. На фіг.7в наведена система захисту після селективного відключення струму КЗ вимикачем першого ступеня захисту. Система селективного захисту, що заявляється, (фіг.2) містить в собі джерело струму 1 (трансформатор), секційний селективний вимикач 2, який має розчеплювач максимального інтегралу струму 3, і магістральні кабелі 4, що живлять декілька групових вимикачів 5. Кожен груповий вимикач 5 має розчеплювач максимального інтегралу струм у 6. До відвідних затискачів кожного групового вимикача 5 підключений струмообмежуючий реактор 7, до якого підключені групові кабелі 8. Кожен груповий кабель живить декілька ввідних вимикачів 9. Кожен ввідний вимикач 9 має розчеплювач максимального інтегралу струму 10. До відвідних затискачів кожного ввідного вимикача 9 підключений струмообмежуючий реактор 11, до якого підключені групові кабелі 12. Кожен груповий кабель живить декілька фідерних вимикачів 13. Кожен фідерний вимикач 13 має розчеплювач максимального струму 14, а до відвідних затискачів кожного фідерного вимикача підключені фідерні кабелі 15. Розчеплювачі максимального інтегралу всіх селективних вимикачів системи захисту, що заявляється, реагують на величину інтегралу Qкз(n) струму, що пропускається через вимикач. Якщо величина інтегралу струм у, що пропускається через селективний вимикач n-ого ступеня і визначається як Q кз(n) = ò iп 2dt стає більшою за величину уставки інтегралу відключення Qкз(n) яка визначається значенням інтегралу відключення вимикачем нижчестоячого (n+1)-ого ступеня Qв(n+1) граничного для цього (n+1)-ого ступеня захисту стр уму короткого замикання, то розчеплювач виробляє сигнал на розчеплення механізму вимикача. Для забезпечення селективності в роботі вищестоячого вимикача (n+1)-ого ступеня захисту з нижчестоячим вимикачем n-ого ступеня значення Qкз(n) обирається виходячи з залежності Qкз(n)(1,5÷2)Qв(n+1). Розчеплювач максимального інтегралу струму вимірює величини інтегралу струму відключення лише в тому випадку, якщо величина струму і п, що пропускається, буде більше уставки максимального струму І у(n). Це означає, що розчеплювач КЗ (короткого замикання) по суті працює по логічній схемі "І-І" від двох вхідних сигналів - величини струму, що пропускається, і інтегралу квадрату цього струму (інтегралу відключення). Тому термін "інтегральний" розчеплювач потрібно розглядати в певній мірі як умовний, стисло відображаючий його відмінність від звичайного розчеплювача максимального струму. Більш правильним, але й більш довгим є термін: "розчеплювач максимального струму КЗ і максимального інтегралу відключення". Через те, що "інтегральний" розчеплювач реагує як на величину струму, що пропускається, так і на інтеграл відключення Qв(n), то його датчик струму повинен забезпечувати необхідну точність виміру струму КЗ у всьому діапазоні його змінювання - від (2÷10)Ін до граничного струму КЗ на затискачах даного вимикача. Тому, якщо як датчик струму використано трансформатор струму, то в загальному випадку датчик струм у може складатися з двох або більш трансформаторів струму, що мають різний ступінь насичення магнітної системи. Якщо величина граничного для даного ступеня захисту струм у КЗ не перевищує (20÷40)Ін, то як датчик струму може бути використано один трансформатор струму. При більших значеннях струму КЗ доцільно застосування або двох трансформаторів з різним ступенем насичення, або трансформатора і другого датчика струму, що дозволить з достатньою точністю вимірювати імпульси струму КЗ, наприклад, "пояса Роговського" або датчика Холу. Блок-схема "інтегрального" розчеплювача наведена на фіг. 3. Розчеплювач містить датчик струму 16 (трансформатор), вузол регулювання величини уставки максимального струму 17, вузол регулювання величини уставки максимального інтегралу відключення 18 та інтегратор струму 19. Розчеплювач містить також вузол порівняння поточного значення струму з величиною уставки максимального струму 20 і вузол порівняння поточного значення інтегралу стр уму, що пропускається, з величиною уставки максимального інтегралу відключення 21. Вихідний елемент розчеплювача містить підсилювач 22 і виконавчий електромагніт 23. Пунктиром показано другий трансформатор струму 24 або інший тип датчика струму, що встановлюється на відвідних шинах вимикача. Він призначений для роботи в зоні граничних струмів КЗ для даного ступеня захисту, якщо ця зона струмів КЗ перевищує (20÷40)Ін для вимикача даного ступеня. "Інтегральний" розчеплювач функціонує наступним чином. При виникненні аварійної ситуації через датчик струму 16 протікає струм КЗ. При цьому з виходу датчика струму 16 сигнал водночас подається на інтегратор струму 19 і на вузол 20 порівняння поточного значення струму з величиною уставки максимального струму. Як тільки струм ід, що пропускається через вимикач, перевищить значення струму уставки Іу, інтегратор 19 починає підраховува ти інтеграл струму. З інтегратора 19 сигнал (інтеграл струму) надходить на вузол 21 порівняння поточного значення інтегралу струму з величиною уставки максимального інтегралу стр уму. Як тільки величина інтегралу стр уму, що пропускається, стане більшою за величину уставки, з вузла 21 порівняння інтегралів струму надходить керуючий сигнал на підсилювач 22. Посилений сигнал з підсилювача 22 надходить на виконавчий елемент розчеплювача (електромагніт), який взаємодіє з механізмом вільного розчеплення вимикача (на фіг.2 він не показаний). Відбувається відключення вимикачем кола з струмом КЗ. Вся система селективного захисту працює наступним чином. Нехай КЗ відбулося на відвідних затискачах вимикача 34 останнього, четвертого ступеня захисту (див. фіг.4а). Через вимикачі 26, 28, 31 і 34 починає протікати очікуваний струм КЗ. Через те, що вимикач 34 не селективний, в ньому встановлений розчеплювач максимального струму 35, який реагує тільки на величину струму і п , а в селективних вимикачах 26, 28 і 31 встановлені відповідно "інтегральні" розчеплювачі 27, 29 і 32, які реагують і на величину інтегралу струму відключення Qв(4). Величина граничного струму КЗ (Ікз) на затискачах вимикача 34 четвертого ступеня обмежується двома струмообмежуючими реакторами ЗО і 33 до значення, що дорівнює (20÷40)Ін вимикача 34. На фіг.4б наведені діаграми зміни в часі величини струму іп, що пропускається, та інтегралу відключення Qв (ò iп 2 dt) в одному з трьох полюсів вимикача, а саме в тому полюсі, де величина струму, що пропускається, і інтегралу відключення виявляються найбільшими. При величині струму кола, що дорівнює значенню уставки І у розчеплювача 35 вимикача 34, контакти останнього розходяться і починається обмеження очікуваного струму КЗ (показаний пунктиром). В результаті діаграми процесу зміни струму і п, що пропускається, і інтегралу відключення QB в часі будуть мати вигляд, наведений на фіг. 46. Максимальне значення інтегралу відключення є вихідною величиною для значення уставки інтегралу селективного вимикача 31 вищестоячого третього ступеня захисту. Величина уста вки Qy(3) "інтегрального" вищестоячого вимикача для забезпечення селективності в роботі вимикачів 34 і 31 вибрана такою, що дорівнює 1,5 величини Qв(4) - Тому селективний вимикач 31, розчеплювач якого 32 має уставку Q y(3) не спрацює і вимикач 31 не відключиться. При цьому слід відзначити, що максимальне значення обмеженого струму і м (4) перевищує уставку за струмом вищестоячого вимикача 31 (Іу(3)) Через те, що уставки "інтегральних" розчеплювачів 29 (Qy(2)) і 27 (Q y(1)) вимикачів 28 та 26 ще більші, ніж уставка розчеплювача 32 вимикача 31, жоден з означених вимикачів також не відключиться. На фіг.4в наведена система селективного захисту після ліквідації аварійної ситуації - короткого замикання на затискачах вимикача 34 останнього, четвертого ступеня захисту. В положенні "відключено" знаходиться тільки вимикач 34, на затискачах якого виникло коротке замикання, при цьому селективні вимикачі 31, 28 і 26 вищестоячих ступенів захисту залишилися у включеному положенні. Таким чином, забезпечена "інтегральна" селективність чотирьохступеневої системи захисту. Тепер розглянемо випадок, коли КЗ відбулося на відвідних затискачах струмообмежуючого реактора 33, підключеного до затискачів вимикача 32 третього ступеня захисту (див. фіг.5а). Через вимикачі 26, 28 і 31 починає протікати струм КЗ. Через те, що вимикач 31 селективний, в ньому встановлений "інтегральний" розчеплювач 32, який реагує (виробляє керуючий сигнал на відключення) на величину інтегралу відключення Qв. Такі ж "інтегральні" розчеплювачі 29 і 27 встановлені і в вищестоячи х вимикачах 28 і 26. Величина граничного струму КЗ (Ікз) для третього ступеня захисту обмежується двома струмообмежуючими реакторами 30 і 33 до значення, що дорівнює 30Ін вимикача 31. На фіг. 5б наведені діаграми зміни в часі величини струму іn, що пропускається, (показаний пунктиром) і інтегралу відключення Qв в одному з трьох полюсів вимикача 31. При величині струму кола, при якому значення інтегралу Qв струму, що пропускається, стане дорівнювати уставці Q y(3) "інтегрального" розчеплювача 32 вимикача 31, останній починає відключатись. В результаті діаграми процесу зміни струму і п, що пропускається, і інтегралу відключення Qв в часі будуть мати вигляд, наведений на фиг.4б. Як видно з діаграм, час відключення вимикачем 31 кола з струмом КЗ виходить порівняно невеликим - значно меншим за термін затримки селективного вимикача третього ступеня захисту при реалізації "термінової" селективності, який дорівнює 0,1с. Максимальне значення інтегралу відключення Qв(з) вимикачем 31 кола є вихідною величиною для значення уставки за інтегралом Qy(2) селективного вимикача 28 вищестоячого другого ступеня захисту. Величина уставки Q y(2) "інтегрального" вищестоячого вимикача для забезпечення селективності в роботі вимикачів 28 і 31 вибрана в 1,5 рази більше величини Qв(3). Тому селективний вимикач 28, розчеплювач якого 29 має уставку Q y(2), не спрацює і вимикач 28 не відключиться. При цьому слід відзначити, що максимальне значення обмеженого струму і м(3) перевищує значення уставки за струмом вищестоячого вимикача 28 (Іу(2)). Через те, що уставка "інтегрального" розчеплювача 27 (Qy(1)) вимикача 26 ще більша, ніж уставка розчеплювача 29 вимикача 28, означений вимикач 26 також не відключиться. На фіг.5в наведена система селективного захисту після ліквідації аварійної ситуації - короткого замикання на затискачах вимикача 31 третього ступеня захисту. В положенні "відключено" знаходиться тільки вимикач 31, найближчий до місця КЗ (відвідні затискачі реактора 33), при цьому селективні вимикачі 28 і 26 вищестоячих ступенів захисту залишились у включеному положенні. Таким чином, "інтегральна" селективність захисту в випадку, що розглядається, також забезпечена. У випадку, якщо КЗ відбулося на відвідних затискачах стр умообмежуючого реактора, який підключений до затискачів вимикача 28 другого ступеня захисту (див. фіг. 6а), стр ум КЗ починає протікати через вимикачі 28 і 26. Через те, що вимикач 28 селективний, в ньому встановлений "інтегральний" розчеплювач 29, який реагує (виробляє керуючий сигнал на відключення) на величину інтегралу відключення Qв. Величина граничного струму КЗ (Ікз) для другого ступеня захисту обмежується одним струмообмежуючим реактором 30 до значення, що дорівнює (20÷40)Ін вимикача 28. На фіг. 6б, наведені діаграми зміни в часі величини струму і п, що пропускається, і інтегралу відключення Qв в одному з трьох полюсів вимикача 28. При величині струму кола, при якому значення інтегралу Qв(3) струму, що пропускається, стане дорівнювати уставці Qy(2) "інтегрального" розчеплювача 29 вимикача 28, останній починає відключатися. Діаграми процесу зміни струму іп, що пропускається, і інтегралу відключення Ов в часі будуть мати вигляд, наведений на фіг. 6в. Як видно з діаграм, термін відключення вимикачем 28 кола з струмом КЗ виходить порівняно невеликим - значно меншим за термін затримки, що дорівнює 0,25с, селективного вимикача другого ступеня захисту при реалізації "термінової" селективності. Максимальне значення інтегралу відключення вимикачем 28 кола є вихідною величиною для визначення значення уставки за інтегралом селективного вимикача 26 першого ступеня захисту. Величина уставки Qy(1) "інтегрального" розчеплювача вищестоячого вимикача 26 для забезпечення селективності роботи його з вимикачем 28 вибрана в 1,5 рази більшою за величину Ов(2). Тому селективний вимикач 26, розчеплювач якого 27 має уставку Q y(1), не спрацює і вимикач 26 не відключиться. При цьому слід відзначити, що максимальне значення обмеженого струму і м(2) перевищує значення уставки за струмом вищестоячого вимикача 26 (Іу(1)). На фіг.6в наведена система селективного захисту після ліквідації аварійної ситуації - короткого замикання на затискачах вимикача 28 другого ступеня захисту. В положенні "відключено" знаходиться тільки вимикач 28, а вимикач 26, що має уставку Q y( 1), залишився включеним. Це означає, що "інтегральна" селективність захисту і в випадку, що розглядається, забезпечується. Якщо коротке замикання відбулося на відвідних затискачах вимикача 26 (див. фіг.7а), він відключається відразу, як тільки величина інтегралу стр уму, що пропускається, стане більшою за уставк у Q y(1). На фіг.7б наведені діаграми зміни в часі величини струму і п, що пропускається, і інтегралу відключення Qв в одному з трьох полюсів вимикача 26. Через те, що очікуваний струм КЗ в даному випадку значно більший, ніж обмежений реактором 30 струм КЗ на другому ступені захисту, і величина інтегралу струму, що пропускається, досягне величини уставки Qy(1) достатньо швидко, то й час спрацьовування "інтегрального" розчеплювача виходить помітно меншим за повний термін відключення струму КЗ нижчестоячим вимикачем. В результаті цього повний термін відключення струму КЗ вимикачем 26 виявляється приблизно таким же, як і повний термін відключення кола вимикачем 28, що істотно менше за термін затримки в випадку реалізації "термінової" селективності, який становить 0,55с. На фіг.7в наведена система селективного захисту після ліквідації аварійної ситуації - короткого замикання на затискачах вимикача 26 першого ступеня захисту. В положенні "відключено" знаходиться тільки вимикач 26. Таким чином, у порівнянні з системою "термінового" селективного захисту система захисту, що заявляється, забезпечує підвищен у швидкодію при збереженні абсолютної (у всьому діапазоні можливих очікуваних стр умів КЗ) селективності. При цьому істотно (в середньому на порядок) знижуються термічні навантаження на кабелі та інші елементи електроустановки від струму КЗ, що протікає, та від впливу дуги в випадку дугового короткого замикання (дугового перекриття). Джерела інформації: 1. Козлов В.А. “Городские распределительные электрические цепи”, Л.: Энергоиздат, 1982,с.115-117. 2. “Выключатели автоматические серии А3700”. Технические условия ТУ У 3.11-14060141-095-98. 3. “Выключатели автоматические серии АП50Б”. Технические условия ТУ 16-522.139-78. 4. Федоров А.А., Старкова Л.Е. “Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по снабжению промышленных предприятий”, М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 173. 5. Выключатель автоматический типа ВА55А31. Технические условия ТУ У 3.11-14060141-047-97.