Повышение чувствительности защит в электрических сетях до 1 кВ путем применения микропроцессорных и полупроводниковых расцепителей

В статье рассматривается вопрос эффективности функционирования электрических сетей до 1 кВ, а именно возможность повышения чувствительности защит в сетях до 1 кВ, что способствует снижению токов срабатывания защиты и соответственно уменьшению сечения кабельно-проводниковой продукции. Показана актуальность данной проблемы и определены задачи исследования. Большое внимание уделено понятию селективности, в том числе полной и частичной. Достаточно глубоко проработан вопрос о том, какие защитные аппараты можно считать селективными. Представлен пример определения селективных выключателей в результате лабораторных исследований, проводимых производителем оборудования. Систематизированы и подробно описаны негативные явления, имеющие место при обеспечении селективности защит в сетях до 1 кВ. На основе сравнительного анализа параметров автоматических выключателей с расцепителями различных типов предложено решение данной проблемы путем использования автоматических выключателей с микропроцессорными и полупроводниковыми расцепителями. Выполнена оценка эффективности применения микропроцессорных расцепителей в зависимости от номинального тока автоматического выключателя. Рассмотрены и указаны дополнительные преимущества микропроцессорных автоматических выключателей, а также обозначены их недостатки. Перечислены основные ожидаемые положительные эффекты от применения автоматических выключателей с микропроцессорными расцепителями с учетом того, что данный тип выключателей рассматривается как комплекс заменяемых ими устройств. В то же время отмечено, что для выполнения поставленной задачи нет необходимости устанавливать комплексные решения на базе расцепителя с применением микроконтроллера, а достаточно простейшего устройства, работа которого основана на данном принципе.

1. Выключатели автоматические низковольтные. Общие технические условия: ГОСТ 9098–93. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: АО «ЭНАС», 1993. 20 с.

2. Acti 9. Эффективность, достойная Вас [Электронный ресурс] / Schneider Electric. 2019. Режим доступа: https://shop.idelectro.ru/upload/docs/%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B3%20Acti9%202019.pdf.

3. Дополнительная техническая информация. Низкое напряжение. Каталог 2016 [Электронный ресурс] / Schneider Electric. 2016. Режим доступа: https://p-te.ru/wp-content/uploads/2017/07/schneider-electric/katalog_tablicy_selektivnosti_koordinacii.pdf

4. Низковольтное оборудование. Выключатели нагрузки до 4000 А [Электронный ресурс]. Режим доступа https://library.e.abb.com/public/7d10d20cd44acd254825794b0039535d/9CND00000000346-4-5.pdf. Дата доступа 03.06.2021.

5. Правила устройства электроустановок / 6-е изд., перераб. и доп., с изм. М.: Энергоатомиздат, 1986. 648 с.

6. Электроустановки на напряжение до 750 кВ. Линии электропередачи воздушные и токопроводы, устройства распределительные и трансформаторные подстанции, установки электросиловые и аккумуляторные, электроустановки жилых и общественных зданий. Правила устройства и защитные меры электробезопасности. Учет электроэнергии. Нормы приемо-сдаточных испытаний: ТКП 339–2011 (02230). Минск: Филиал «Информационно-издательский центр» ОАО «Экономэнерго», 2011. 593 с.

7. Радкевич, В. Н. Электроснабжение промышленных предприятий / В. Н. Радкевич, В. Б. Козловская, И. В. Колосова. Минск: ИВЦ Минфина, 2017. 589 с.

8. Техническая коллекция Schneider Electric. Выпуск № 4. Координация защит низкого напряжения. Руководство № 5 [Электронный ресурс] / Schneider Electric. 2006. Режим доступа: https://www.electrocentr.com.ua/files/documentation/SE/TechLibrary/Vipusk4-Koordinacia_zashit.pdf

9. Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 2. Автоматические выключатели : ГОСТ IEC 60947-2-2014. – Введ. 01.10.2016. – Минск : Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации : УП "Промстандарт" 2016. – 179 с.

10. Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока: ГОСТ IEC 60898-1–2020. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: АО «ДКС», 2020. 124 с.

11. Выключатели автоматические для защиты от сверхтоков электроустановок бытового и аналогичного назначения. Часть 2. Выключатели автоматические для переменного и постоянного тока: ГОСТ IEC 60898-2–2011. Дата введения: 01.01.2013. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: ФГУП «ВНИИНМАШ», 2011. 16 с.

12. Кудрин, Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий / Б. И. Кудрин, В. В. Прокопчик. Минск: Выш. шк., 1988. 357 с.

13. Константинова, С. B. Расчет емкости для работы мини-энергокомплекса на основе асинхронного генератора в автономном режиме / С. B. Константинова, А. Ю. Капустинский, Т. М. Ярошевич // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 1. С. 40–50. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-40-50.

14. Фурсанов, М. И. Схемно-конструктивные решения и информационное обеспечение городских электрических сетей в условиях SMART GRID / М. И. Фурсанов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 5. С. 393–406. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-5-393-406.