Защита от внутренних перенапряжений. , Практические советы, выбор оборудования.

Но вы же линию не на КЗ включали. Пусковой ток у ваших двигателей в районе пары кА (ориентируюсь на двигатель 110-200 кВт), а ток КЗ на шинах ТП в районе 20 кА. Я к тому, что токи КЗ тут скорее всего не причем. А вот работа автомата в области действия теплового расцепителя это вопрос. Допустим для ВА51-39 на 630А при 2 кА время срабатывания из холодного состояния от 10 до 100с. Я думаю, что это просто невозможно обеспечить тепловую стойкость аппарата и проводника при 3х кратном перегрузе в течении такого длительного времени. В таком свете возможно получается, что у АВ на большие токи выпадает некоторая зона в районе ВТХ теплового расцепителя в которой он вообще может являться защитным аппаратом. Возможно, что исключение раскручивания насосов в вашем случае являлось единственной причиной и увеличение кабеля и тока КЗ тут не причем. ИМХО.

Почему в своих расчетах Вы приняли вместо пускового тока двигателя ток короткого замыкания. Пускай он крутится в другую сторону и скольжение больше единицы. Если мне память не изменяет, при противо включении, в режиме торможения, ток у асинхроника может достигать 8 крат номинального. Пускай даже 10 крат. Если взять номинальный ток двигателя 250 кВт 450 ампер, получается ток при таком пуске двигателя, вращающегося в другую сторону, не может превысить 4500 ампер, на порядок ниже придельной коммутационной возможности автомата 630 А ( 40- 50 кА). И если даже пуск двигателя сверх тяжелый, для теплового разрушения, тока проводящих элементов автомата, нужно время. При этом, по идее должен отработать тепловой расцепитель. Если он не отработает, характер разрушения будет другой. Будут расплавленные нагревательные элементы теплового расцепителя, гибкой связи или контактов. Ни того, ни другого, в моем случаи нет. Внутри автомата повреждений нет, в местах соединений шин с автоматов все нормально.
Это не мой случай. Тем более насос работает только один, второй всегда в резерве. В щиту установлена современная защита. УБЗ 302 там есть защита от сверх токов сейчас стоит уставка 7 крат от номинального тока. Время срабатывание 0,5 сек. Стоит время пуска 5 сек. Авария из-за теплового разрушения автомата, вследствие протекания большого тока исключена.
Кроме как перенапряжением вызванного комутационным перенапряжением в ненормальном режиме этого объяснить нельзя. Скорее всего при пуске разорвалась в одной фазе цепь и собрался участок цепи с оптимальными параметрами емкости линии и индуктивности двигателя. Причем место не контакта стало своеобразным прерывателем ( как в системе зажигания двигателем) и получился резонансный волновой эффект. Тут сказали резонанс на частоте 50 Гц очень трудно. Так нужно брать в рассмотрение не 50 Гц, а частоту импульса тока вызванного не контактом, а она может эта частота может быть всякая.
А какой у Вас был характер повреждения автоматов, где горело или расплавлялось.

Сообщение отредактировал rosck - 11.7.2017, 16:04

Ваня Иванов, соответствие динамической и коммутационной стойкости автоматических выключателей проверяют по максимальному току короткого замыкания, а это никак не ток КЗ в конце линии. Если ток трехфазного короткого замыкания на землю на шинах сразу после автоматического выключателя превышает максимальный коммутационный ток АВ, то защита изначально выбрана не правильно и увеличением длины КЛ это не исправить.
А по поводу анализа причин выхода из стоя АВ в случае, описанном Ваней Ивановым тоже выскажу свое мнение - rosck, вы правильно заметили про режим включения двигателя при противовращении, но не учли, что при принудительном вращении асинхронного двигателя за счет остаточного намагничивания ротора, двигатель может войти в режим генератора и при попытке включения двигателя в таком режиме в сеть может произойти много неприятностей. И зависеть это будет от везения (от того в какой момент замкнутся контакты пускателя) - когда максимальная разница потенциалов на контактах, что может привести к ударному росту пускового тока до сверх величин или наоборот контакты замкнутся в момент максимального "синхронизма" такого "генератора", что будет случаться намного реже.

Так двигатель то не возбужденный, на статоре напряжение очень близкое к нулю. Чтобы он стал генератором его надо сначала возбудить.

Точно утверждать это нельзя. Как я уже говорил, самовозбуждение может произойти за счет остаточного намагничивания ротора.

Это же не синхронный генератор.

Вот именно. Поэтому режим синхронизма очень маловероятен. А режим самовозбуждения наоборот очень вероятен. А в случае применения схем электрического торможения практически неизбежен.

Чтобы АД стал генератором нужно откуда то брать реактивную мощность.

Никто не оспаривает, что режим противовключения это тяжелее чем просто пуск.

Уважаемые коллеги! Не хочу с вами вступать в полемику, каждый из вас по-своему в чём-то прав. Я лишь привёл реальный пример из жизни и последовательность своих действий по ликвидации причины аварии, которую я дурак и мои коллеги не могли найти в течение нескольких лет. Возможно, мои действия были не совсем правильными с точки зрения классической теории электротехники, однако факт остаётся фактом - аварийные отключения с полным выгоранием силовых контактов автоматических выключателей в данной насосной прекратились и вот уже лет 5 как о них никто не вспоминает.

Уважаемому коллеге rosck я всё же посоветовал бы "копнуть поглубже" и поискать причину в другом месте, тщательно изучив обвязку насосов. Возможно где-то есть пневмо-гидравлический аккумулятор, создающий в определённое время противоток воды, который противодействует нормальному запуску насоса. Из своего печального опыта знаю, если питающие трансформаторы имеют мощность 1000 кВА и более - жди беды, так как токи КЗ у них имеют величину 50 кА и выше. В этом случае автоматы мощных потребителей очень часто находятся на пределе своей максимальной отключающей способности (коммутационной стойкости), поэтому при малейшем перегрузе выгорают полностью, не успев отключиться. Вы действительно уверены, что автомат номиналом 630 А имеет коммутационную стойкость 40-50 кА? Внимательно изучите характеристики автоматов 630 А различных производителей, это максимум 30-35 кА, да и то это значение скорее всего явно завышено (маленькая коммерческая хитрость)! Либо эти характеристики были получены в идеальных условиях. В реальных условиях эксплуатации большинство автоматов могут безболезненно выдержать размыкание не более 20-25 крат от номинального тока, т.е. в нашем случае не более 12-15 кА - проверено на практике! Поэтому я подстраховался и снизил расчётные токи КЗ до приемлемых значений путём увеличения длины кабелей между автоматами и двигателями. Кто бы что ни говорил, но здесь, ребята, вы меня никогда не переубедите! Снижая расчётный ток КЗ я уменьшил и все прочие токи: пусковые, ударные, сверхтоки от перегруза и т.д. и т.п., и считаю это абсолютно верным решением, за неимением возможности установить токоограничивающие реакторы или увеличить номинал автоматов. Как говорится, ИМХО !
Для расчёта ударных токов и токов трёхфазного КЗ я пользовался следующим старым, но проверенным жизнью ГОСТом:
 GOST_28249_93__2003_.pdf ( 2.87 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 1017

Особое внимание прошу обратить на приложение №11, особенно на пример расчёта №2.

Сообщение отредактировал Ваня Иванов - 12.7.2017, 1:37

По отключающей способности аппараты выбирают по току КЗ в начале линии. Ведь КЗ может быть в любом месте линии в том числе и в начале и аппарат должен его отключить. По КЗ в конце линии проверяется чувствительность аппарата защиты (т.е. защищает ли он всю линию). Вы не устраиваете КЗ, вы включаете нагрузку с достаточно большими пусковыми токами, но эти токи на порядок ниже возможных токов КЗ. То, что вы озаботились вопросом отключающей способностью это хорошо. Как вариант получения большой отключающей способности в малом габарите - предохранители. Вы упомянули, что релейные защиты были отлажены как часы. Т.е. защита осуществлялась не автоматом. Отработала ли в том случае защита, если да по какому критерию? На что воздействует защита на контактор или на автомат?
Коммутационная способность зависит от напряжения. А при пуске двигателя ток очень сильно реактивный, поэтому расцепление в момент затянувшегося пуска приводит к перенапряжению, вызванному отключением индуктивной нагрузки. Повышенное напряжение на выключателе приводит к падению его коммутационной способности. Для разъединителей ВР-32 я видел приведены коэффициенты мощности, для которых справедливы приведенные значения отключающей способности. Для выключателей ВА51 я пока такого не нашел. Но само по себе это выглядит логичным. Если коммутационная способность зависит от напряжения, то напряжение отключения зависит от характера нагрузки. Могу предположить что в случае с насосной вы устранили неправильный пуск насосов, что предотвратило срабатывание защиты. Но если произойдет, например, заклинивание вала насоса, то, возможно, автоматы выгорят вновь.
Как думаете, возможно такое объяснение?

Сообщение отредактировал Pantryk - 12.7.2017, 11:41

Уважаемый Pantryk! Это мне известно не хуже Вас. Передо мной стояла другая задача - уменьшить пусковой ток двигателя до приемлемых значений, чтобы в режиме тяжёлого пуска автомат в случае срабатывания защит не сгорел. А сгорает автомат не при включении, при его отключении от действия защит. Вот тут и возникает дуга огромной силы, сжигающая силовые контакты. Запомните, в электроустановках 0,4 кВ дуга возникает ТОЛЬКО ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ автомата, но никак не при его включении!

Возможно Вы меня неправильно поняли. Защита осуществляется автоматами и больше никаких коммутационных аппаратов в силовых цепях двигателя нет. Автоматы выкатные, с дистанционным управлением и самовзводом, имеющие полный набор электронных регуляторов уставок, которые позволяют регулировать характеристики автомата по всем параметрам.

Не выгорят! Это уже проверено экспериментальным путём, для этого искусственно притормаживали двигатель. Автомат срабатывает, как и должен при этом сработать, и всё остаётся в исправном состоянии. Достаточно устранить механическое торможение двигателя и он снова запускается без проблем.
Для наглядности я построил график зависимости тока КЗ от длины КЛ:

Когда длина КЛ была менее 30 м автоматы сгорали. Когда длину КЛ увеличили до 45 м автоматы перестали сгорать!

Сообщение отредактировал Ваня Иванов - 12.7.2017, 14:16

Пусковой ток двигателя очень сильно реактивный. Введение 20-30м кабеля на пусковой ток повлияют незначительно. Но даже если в два раза вы его уменьшите(что кабелем невозможно), то для автомата что 1кА что 2 кА с учетом того что номинальная отключающая способность его пусть даже 20 кА, это вообще не разница.
Вот вопрос почему аппарат не может погасить дугу такой, казалось бы, незначительной для него величины. Пока я предполагаю, что причина в напряжении, которое сильно больше номинального при котором его отключающая способност нормирована.


Почему вы говорите о токе КЗ? нету у вас никакого КЗ.

Сообщение отредактировал Pantryk - 12.7.2017, 15:28

Как то не профессионально мерять все случаи одной линейкой, не учитывая например фактор повреждения автомата. В каждом случаи может быть все по другому. Ну если у Вас автоматы отрубались и выгорали контакты ежу понятно, что был сверх ток и причину надо искать здесь. У меня, повторяю автомат остался целым кроме слегка обуглившейся снаружи верхней части. Он остался во включенном состоянии. Почему слегка? при КЗ возникла такая перегрузка при каторой очень быстро отработала защита высоковольтного фидера, причем высоковольтные предохранители даже не успели сгореть. На данной подстанции как я уже говорил горел один двигатель. После чего были две неудачные попытки ремонта и два неудачных запуска. И ничего, автоматы три раза спокойно отработал токи КЗ (один на ТП, другой в щите управления двигателем)


Если учесть у ставки электромагнитных расцепителей 12 крат номинального тока, у автомата 630 А выходит 7560 Ампер. И данный Вами предельный порог 12 - 15 кА, то получается узкий какой то диапазон работы автоматов при отключении токов КЗ, не находите? Если это было бы так, атоматы на ТП при отключении токов КЗ горели бы пачками. Я например не припомню в соей практике таких случаев когда такое происходило. Ну было пару раз, так там камеры дугогасительные забыли поставить. Были случаи когда при КЗ контакты приваривались и автомат хотя и срабатывал но одна или две фазы оставались не разорванные.

Сообщение отредактировал rosck - 12.7.2017, 18:22