Плавкие вставки пн 2 номиналы: Предохранитель ПН-2 – расшифровка, содержание драгметаллов, характеристики, справочник, схема, габариты, чертеж

alexxlab | 28.04.2023 | 0 | Разное

Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями

Подробности

Категория: РЗиА

• трансформатор
• РЗиА
• подстанции
• среднее напряжение
• предохранители

Содержание материала

• Защита трансформаторов распределительных сетей
• Виды повреждений трансформаторов
• Виды ненормальных режимов работы трансформаторов
• Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора
• Короткие замыкания на выводах низшего (среднего) напряжения
• Принцип действия плавких предохранителей
• Достоинства и недостатки плавких предохранителей
• Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями
• Защита трансформаторов 35 кВ плавкими предохранителями
• Защита трансформаторов 110 кВ с помощью предохранителей
• Типы релейной защиты трансформаторов
• Способы присоединения понижающих трансформаторов
• Структурная схема релейной защиты
• Оперативный ток на трансформаторных подстанциях
• Трансформаторы тока как источники оперативного тока
• Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
• Блоки питания
• Токовая отсечка от междуфазных к. з.
• Дифференциальная токовая защита
• Газовая защита
• Обслуживание газовой защиты
• Максимальная токовая защита
• Специальная токовая защита нулевой последовательности
• Схемы защиты трансформаторов

Страница 8 из 24

3-3. Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями типа ПК
Основные условия выбора предохранителей. Плавкий предохранитель должен отвечать следующим основным условиям.
Номинальное напряжение предохранителей и их плавких вставок должно быть равно номинальному напряжению сети:
(3-3)
Плавкие предохранители в СССР выпускаются на номинальные напряжения, соответствующие ГОСТ 721—77, в том числе на 6; 10; 20; 35; 110 кВ. Номинальное напряжение указывается в наименовании предохранителя, например ПК-6, ПК-10, ПСН-10, ПСН-35 и т. п.
Установка предохранителя, предназначенного для сети более низкого напряжения, т. е. создание условия Uном пр < Uном.

с не допускается во избежание к.з. из-за перекрытия изоляции предохранителя. Наряду с этим не допускается без специального указания завода-изготовителя применение предохранителя в сетях с меньшим номинальным напряжением из-за опасности возникновения перенапряжений при отключении к. з.
Номинальный ток отключения выбранного предохранителя должен быть равен или больше максимального значения тока к. з. в месте установки предохранителя:
(3-4)
Применительно к силовым трансформаторам ток /к. макс рассчитывается для трехфазного к. з. на выводах высшего напряжения трансформатора, т. е. там, где установлены плавкие предохранители. При этом режим питающей системы принимается максимальным, что соответствует наименьшему сопротивлению питающей системы до места подключения рассматриваемого трансформатора. Следует учитывать также подпитку места к. з. электродвигателями, включенными на той же секции, что и рассматриваемый трансформатор.
Номинальные токи отключения указаны в ГОСТ и заводских информациях. я# /ном.тр (рис. 3-7). Таким образом кратность номинального тока вставки предохранителя на стороне ВН относительно номинального тока вставки предохранителя на стороне НН (токи приведены к напряжению одной и той же стороны трансформатора), должна быть равна примерно двум, а если возможно, то и больше [14].
При таком выборе /ном. вс предохранители на стороне НН защищают трансформатор от перегрузок, а сеть НН — от к. з. Предохранители на стороне ВН предназначаются только для защиты трансформатора от к. з. на выводах ВН и от повреждений внутри трансформатора [14].
Предохранители с плавкой вставкой, выбранной по условию (3-5), обеспечивают отключение трансформатора при любых значениях тока к. з. за время, меньшее, чем допустимо по условию термической стойкости трансформатора (1-1).
Рекомендуемые в соответствии с [14] значения номинальных токов плавких вставок предохранителей, защищающих силовые трансформаторы, приведены в табл. 3-1.
Номинальный ток предохранителя необходимо выбирать равным номинальному току плавкой вставки:
(3-6)
Проверка селективности между предохранителями на стороне ВН и защитными аппаратами на стороне НН трансформатора.

Рекомендуемые значения номинальных токов плавких вставок 1ном вс предохранителей для трехфазных силовых трансформаторов
6/0,4 и 10/0,4 кВ

	Номинальный ток, А
Мощность трансформатора, кВ* А	трансформатора на стороне			плавкой вставки на стороне
	0,4 кВ	6 кВ	10 кВ	0,4 кВ	6 кВ	10 кВ
25	36	2,40	1,44	40	8	5
40	58	3,83	2,30	60	10	8
63	91	6,05	3,64	100	16	10
100	145	9,60	5,80	150	20	16
160	231	15,4	9,25	250	32	20
250	360	24,0	14,40	400	50	40
400	580	38,3	23,10	600	80	50
630	910	60,5	36,4	1000	160	80

Примечание Предполагается, что на стороне 0,4 кВ применены предохранители типа ПН-2, на стороне 6 кВ—типа ПК-6, на стороне 10 кВ—типа ПК-10.
Возможны три варианта выполнения защиты на стороне 0,4 кВ рассматриваемых трансформаторов: плавкими предохранителями; автоматами с мгновенным действием; селективными автоматами (с выдержкой времени).
Для проверки селективности между последовательно включенными предохранителями разных типов необходимо сопоставить их защитные характеристики во всем диапазоне токов, возможных при перегрузках и коротких замыканиях. Сопоставление производится следующим образом. Для нескольких значений токов / определяются по защитным характеристикам соответствующие значения времени плавления /Пл. Защитные характеристики предохранителей типа ПК даны на рис. 3-2. Защитные характеристики низковольтных предохранителей типа ПН-2 показаны на рис. 3-8. При определении tпл токи / должны быть приведены к номинальному напряжению своей стороны. Затем сравниваются найденные значения tun предохранителей сторон ВН и НН (/плвя и /пл нн) для каждого из соответствующих значений токов: 1вн и Iнн.

Селективность между предохранителями обеспечивается, если значения и^вн при всех токах оказываются по крайней мере в 3 раза большими, чем Ълнн [15], т. е. соблюдается условие:

Условие (3-7) учитывает возможные значительные разбросы защитных характеристик существующих предохранителей.

Рис. 3-8. Защитные характеристики предохранителей типа ПН-2
Проделаем такую проверку для трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 250 кВ-А. Из табл. 3-1 находим рекомендуемые значения: /ном. вс = 40 А — для ПК-10 и /ном. вс — 400 А — для ПН-2. Одновременно проверим селективность предохранителя ПК-10 с /ном. вс = 32 А, которая рекомендовалась до 1976 г., т. е. до выпуска нового каталога предохранителей типа ПК- Расчеты сведены в табл. 3-2.
Значения <пл вн и или нн определялись по соответствующим защитным характеристикам рис. 3-2 и 3-8.
Из табл. 3-2 видно, что при /ном. вс=32 А не выполняется условие селективности (3-7), и поэтому в табл.
1 для трансформаторов этой мощности рекомендуется  /ном. вс = 40 А, что не противоречит директивным указаниям [14].
Следует обратить внимание на то, что защитные характеристики предохранителей типа ПК, изданные в 1976 г. , существенно отличаются от ранее изданных характеристик (1967 г.), приведенных в существующей литературе [5, 11]. Основное отличие состоит в том, что характеристики, изданные в 1976 г., идут значительно более круто. Для примера на рис 3-9 показана часть защитных характеристик предохранителей ПК-10 для /ном. вс = 30 А (каталог 1967 г.) и для /НОм. вс = = 32 А (каталог 1976 г.) Штриховой линией показана защитная
Таблица 3-2
Пример проверки селективности плавких предохранителей ПК-10 и ПН-2 для трансформатора 10/0,4 кВ, 250 кВ – А

характеристика для /ном. вс — 40 А (каталог 1976 г.). Сравнивая характеристики токов 30 и 32 А, можно определить, что при характерном значении tnn = 5 с значение тока / было равно примерно 165 А, а теперь —примерно 105 А. Наряду с этим снизилось значение /пл при больших кратностях тока. Например, при / = 300 А или Ю/ном. вс было tnn « 0,4 с (по характеристике для тока 30 А), а при / = 320 А оказывается /пл«0,1 с (по характеристике для тока 32 А). 0,035 с, селективность между предохранителями типа ПК С /ном. вс, принятыми по табл. 3-1, и этими автоматами обеспечивается даже при максимально возможных токах к.з. за трансформатором.
При установке на стороне 0,4 кВ трансформатора селективного автомата, например типа АВМ, минимальное время действия которого составляет 0,25 с, требуется индивидуальная проверка селективности между предохранителями ПК на стороне ВН и автоматами на стороне НН. Проверка должна производиться путем сопоставления их защитных характеристик при всех реально возможных значениях тока к. з. за трансформатором, поскольку время срабатывания селективных автоматов, так же как и у предохранителей, зависит от значения тока к. з.
Особенно важно обеспечить селективность между предохранителями ПК и автоматами 0,4 кВ на двухтрансформаторных подстанциях (рис. 3-10). Типовые подстанции с предохранителями ПК-6 или ПК-10 выполняются с двумя трансформаторами мощностью по 400 или 630 кВ-А. Если вести расчет по металлическому трехфазному к. з., оказывается, что предохранитель ПК с / ном.вс — 80 А на трансформаторе 630 кВ-А расплавится за 0,4 с, а предохранитель с /ном. вс = 50 А на трансформаторе 400 кВ-А — за 0,2 с. При этом очевидно, что не может быть обеспечена селективность не только с селективным автоматом на вводе 0,4 кВ своего трансформатора, но даже с секционным автоматом САВ. В этом случае возможно либо не применять предохранители на стороне ВН, либо не считаться с малой вероятностью металлического трехфазного к.з. на секции 0,4 кВ, а расчет вести по к.з. через переходное сопротивление (§ 2-6). Тогда, например, для трансформатора 630 кВ-А получится « 1,5 с, что обеспечит селективность между предохранителем и селективным автоматом.
Проверка селективности между релейной защитой питающей линии и плавкими предохранителями трансформаторов подробно рассмотрена в работе [5].
В заключение следует напомнить директивные указания [14], в которых говорится о том, что при неоднократном перегорании правильно выбранных предохранителей из-за перегрузки трансформатора ни в коем случае нельзя заменять их предохранителями на больший номинальный ток, а необходимо» принимать меры к разгрузке трансформатора или к замене его трансформатором большей мощности. При замене трансформаторов необходимо одновременно производить замену предохранителей в соответствии с мощностью вновь устанавливаемого трансформатора. Дежурный и ремонтный персонал должен быть обеспечен таблицами, в которых указаны номинальные токи плавких вставок для всех установленных трансформаторов, а также достаточным количеством запасных калиброванных предохранителей и калиброванных плавких вставок.

• Назад
• Вперёд

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Книги
• РЗиА
• Электромагнитные реле тока и напряжения

Еще по теме:

• Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов
• Защита и автоматика силовых трансформаторов и линий для подстанций 110-220 кВ на базе Диамант
• Электрические аппараты и оборудование выше 1000В
• Защита сельских сетей от кз
• Защита трансформаторов 35-220 кВ

Как устроен плавкий предохранитель и для чего используется

Содержание:

Плавкий предохранитель необходим для того, чтобы обеспечить безопасность и защиту различным элекроцепям, от возможно возникших в них замыканий или опасных перегрузок. Такие предохранители очень дешевые, так как имеют самую простейшую конструкцию своего строения. Также они являются самыми популярными защитными устройствами, придуманные для защиты электрооборудования.

Он состоит из корпуса, обычно из металла или керамики и проволоки из плавкого металла. Ее выводы соединены с контактами, то есть имеет последовательное включение в электроцепь. При возрастании тока до критического уровня, проволока расплавляется, тем самым размыкая цепь. В статье будет рассмотрено устройство этих предохранителей и как их использовать на практике. В качестве бонуса, статья содержит несколько видеороликов и одну подробную статью по электротехнике.

Плавкие предохранители с керамическим корпусом

Два основных типа

В теории и практике плавкие предохранители разделяются на два основных типа. Такое деление происходит по величине напряжения рабочей сети, для которой предназначен предохранитель. Разделяют низковольтные и плавкие высоковольтные предохранители. Низковольтные предохранители рассчитаны на напряжение до 1000 Вольт. Маркируются плавкие низковольтные предохранители, как ПН или ПР. Материал плавких вставок предохранителей представлен в таблице ниже.

[stextbox id=’info’]Предохранители ПН это низковольтные предохранители с мелкозернистым наполнителем вокруг плавкой медной вставки. Рассчитаны предохранители ПН до тока 630 Ампер. Предохранители ПР рассчитаны на токи 15-60 ампер. Они проще предохранителей ПН, но все равно гасят электрическую дугу при коротком замыкании.[/stextbox]

Применение предохранителей ПН и ПР

Предохранители ПН и ПР предназначены для защиты кабельных и воздушных линий электропередач и защиты электрических машин. Устанавливаются предохранители во вводных, вводно-распределительных щитах, в различных сборках. С помощью предохранителей защищаются силовые трансформаторы со стороны высокого напряжения. В быту вы сталкивались с плавкими предохранителями этого типа, если делали электрику своими руками в доме или на даче.

В зависимости от мощности потребления, на вводе электропитания в дом, ставится вводной щит с плавкими предохранителями. Уже после вводного щита, устанавливается распределительный щит для разделения электропроводки на группы и защитой групп розеток и групп освещения автоматами защиты.

Предохранитель со стеклянным корпусом

Устройство предохранителей

Основой предохранителя является так называемая плавкая вставка. Именно она перегорает при перегрузке или коротком замыкании. Для погашения дуги, образующейся при перегорании вставки, вставку окружают дугогасящим приспособлением. В предохранители ПН это камера с мелкозернистым кварцевым песком. В предохранители ПР это фибровый трубчатый патрон.

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги.

Предохранители пробочного типа

Отдельно хочется остановиться на предохранителях пробочного типа. Вы их могли встречать, в старых, да и не очень старых, квартирах и домах. По конструкции это стационарно установленный патрон, в который вворачивается плавкий предохранитель с цоколем. При аварийной ситуации пробка перегорает. В современном исполнении пробка может быть с кнопкой, которая является аналогом выключателя. После аварии, кнопка взводит предохранитель в рабочее положение.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Подключение пробочного предохранителя

В подключении пробочного предохранителя своими руками нет ничего сложного. У предохранителя две клеммы. На вводную клемму подключается фазный провод питания, на вторую фазный провод подающий питание в квартиру или дом.

[stextbox id=’alert’]Важно! Особенностью подключения плавкого пробочного предохранителя, является следующее. Если вы вывинтите пробку предохранителя, на рубашке патрона не должно быть напряжения.[/stextbox]

Номиналы устройства

Номиналы плавких предохранителей выбираются по наименьшим расчетным токам электросети или отдельных электрических цепей. Если вы меняете плавкие предохранители на автоматические выключатели (АВ), то номинал АВ должен быть на шаг больше номинала предохранителя. Все плавкие предохранители, должны быть подписаны с указанием их номиналов и назначения.

Предохранители с проволокой из плавкого металла.

Классификация аппаратов

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги. Ценными свойствами плавких предохранителей являются:

• простота устройства и, следовательно, низкая стоимость;
• исключительно быстрое отключение цепи при КЗ;
• способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток КЗ.
• Следует, однако, указать, что:
• характеристики предохранителей таковы, что они не могут быть использованы для защиты цепей при перегрузках;
• избирательность отключения участков цепи при защите ее предохранителями может быть обеспечена только в радиальных сетях;
• автоматическое повторное включение цепи после ее отключения предохранителем возможно только при применении предохранителей многократного действия более сложной конструкции;
• отключение цепей плавкими предохранителями связано обычно с перенапряжениями;
• возможны однополюсные отключения и последующая ненормальная работа участков системы.

Поэтому в электроустановках свыше 1 кВ предохранители имеют ограниченное применение; их используют в основном для защиты силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов напряжения и статических конденсаторов. Плавкий предохранитель состоит из следующих основных частей: изолирующего основания или металлического основания с изоляторами, контактной системы с зажимами для присоединения проводников, патрона с плавкой вставкой. Большинство предохранителей имеет указатели срабатывания той или иной конструкции.

Предохранители различного номинала.

Предохранители характеризуют номинальным напряжением, номинальным током и номинальным током отключения. Следует различать номинальный ток плавкой вставки и номинальный ток предохранителя (контактной системы и патрона). Последний равен номинальному току наибольшей из предназначенных к нему вставок. Для предохранителей переменного тока с номинальным напряжением от 3 до 220 кВ включительно установлены следующие значения номинальных токов:

• Номинальные токи предохранителей, А……8; 10; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400
• Номинальные токи плавких вставок, А……2; 3,2; 5; 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 80; 160; 200; 320; 400
• Номинальные токи отключения, кА……2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40

Под номинальным током отключения следует понимать наибольшее допускаемое действующее значение периодической составляющей тока КЗ, отключаемого предохранителем при определенных условиях. Отечественные аппаратные заводы выпускают плавкие предохранители для напряжений до 110 кВ включительно. Наибольшая температура частей предохранителя, заряженного любой из предназначенных для него плавких вставок, не должна превышать значений, указанных в табл.1 при температуре воздуха +40°С.

Полезный материал: что такое полупроводниковый диод.

Расчет мощности

Плавкая вставка выбирается с таким расчетом, чтобы она плавилась раньше, чем температура проводов линии достигнет опасного уровня или перегруженный потребитель выйдет из строя. По конструктивным особенностям различают пластинчатые, патронные, трубочные и пробочные предохранители. Сила тока, на который рассчитана плавкая вставка, указывается на ее корпусе. Оговаривается также максимально допустимое напряжение, при котором может использоваться предохранитель.

Данная кривая снимается экспериментально: берется партия одинаковых предохранителей, которые последовательно пережигаются при разных токах. Замеряются время, по истечении которого вставка перегорает, и ток, проходящий через вставку. Каждому току соответствует определенное время перегорания вставки. По этим данным и строится временная характеристика.

Наверное, все из нас видели керамические «пробки», которые заворачиваются в щиток электросчётчика. До недавнего времени, а иногда и сейчас они ещё служат в качестве устройств защиты. По личному опыту – неоднократно сталкивался с такой схемой включения – в щитке две пробки, одна стоит в фазном проводе, вторая – в нулевом. Но какая схема включения категорически неправильна! Ни в коем случае нельзя включать предохранитель в нулевой провод. Ведь что происходит, если именно он выйдет из строя – цепь разоврётся и будет защищена, но потребители всё равно будут под потенциалом сети – фаза-то присутствует. А это уже вопросы электробезопасности.

Плавкий предохранитель, изготовленный в СССР.

Несмотря на то, что плавкие предохранители отслужили свой срок и морально устарели в качестве устройств защиты во вводах бытового сектора, на протяжении всего времени существования они достойно выполняли данную функцию. Плавкие предохранители, конечно справляются со своими функциями защиты от превышения потребляемого тока или короткого замыкания. Однако, на сегодняшний день, особенно в бытовом секторе, плавкие вставки становятся раритетом.

Плюс ко всему – это довольно опасные в пожарном плане устройства. Ведь сегодня многие считают себя электриками и при перегорании «пробки» некоторые «специалисты» устанавливают «жучки» из некалиброванной проволоки. Причём, иногда, довольно экзотические. Характерный пример я описывал в предыдущем обзоре. А чем всё это чревато – далеко ходить не нужно – посмотрите хронику ЧП по любому телеканалу. Поэтому вполне закономерно, что на смену плавким вставкам пришли более надёжные устройства – автоматические выключатели.

Кварцевые предохранители

Кварцевые предохранители изготовляют для напряжений 6, 10 и 35 кВ для внутренней и наружной установки. Они относятся к группе токоограничивающих предохранителей. Патрон предохранителя типа ПКТ для напряжений 3-35 кВ (рис.4) представляет собой фарфоровую или стеклянную трубку 1, плотно закрытую металлическими колпачками 2. Внутри трубки помещена плавкая вставка 3 в виде одной или нескольких параллельно включенных тонких медных проволок. В нижнем колпачке предусмотрен указатель срабатывания предохранителя 4. Патрон заполнен мелким кварцевым песком.

Длина проволок и, следовательно, длина патрона определяются номинальным напряжением. Поскольку градиент восстанавливающейся электрической прочности промежутка в кварцевом песке относительно невелик, длина проволоки должна быть велика. Чтобы поместить ее в патроне, приходится навивать проволоку винтообразно.

Характеристики тугоплавких вставок из меди (температура плавления 1080°С) могут быть улучшены напайкой капель олова или свинца, температура плавления которых значительно ниже (соответственно 200 и 327°С). При расплавлении металла напайки он растворяет в себе медь, вследствие чего вставка быстро разрушается при температуре значительно более низкой, чем температура плавления основного материала вставки.

Свойства материала, наполняющего патрон токоограничивающего предохранителя, существенно влияет на работу последнего. Наполнитель должен удовлетворять следующим требованиям:

• отводить тепло от плавкой вставки в нормальном рабочем режиме;
• не выделять газа под действием высокой температуры дуги;
• обладать достаточной электрической прочностью после разрыва цепи.

Как показал опыт, этим требованиям в наибольшей мере отвечает кварцевый песок. Процесс отключения цепи токоограничивающим предохранителем при КЗ протекает следующим образом. При большом токе тонкая проволока плавится и испаряется в течение долей полупериода почти одновременно по всей длине. Зажигается дуга. Вследствие высокой температуры газа в канале дуги образуется местное давление (давление в патроне практически не повышается). Ионизованные частички металла выбрасываются в радиальном направлении в зазоры между песчинками кварца. Здесь они быстро охлаждаются и деионизуются.

Как видно из осциллограммы, напряжение у зажимов предохранителя превышает напряжение сети вследствие появления ЭДС самоиндукции, направленной согласно с напряжением сети. Коммутационные перенапряжения, возникающие при отключении цепи плавкими предохранителями, не должны превышать следующих значений:

Номинальное напряжение, кВ……3..6..10..20..35

Наибольшее допустимое перенапряжение по отношению к земле, кВ……16..26..40..82..126

Плавкие предохранители с корпусом из стекла и керамики

Для ограничения перенапряжения принимают различные меры: применяют вставки ступенчатого сечения по длине, что затягивает процесс их плавления и удлинения дуги; параллельно основным рабочим вставкам включают вспомогательные вставки с искровым промежутком. В последнем случае при расплавлении рабочих вставок и резком повышении напряжения пробивается искровой промежуток вспомогательной вставки, которая также сгорает. Максимальное напряжение при этом уменьшается.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Принцип работы плавкого предохранителя крайне прост – повышается мощность тока, происходит размыкание контакта путем плавки проволоки, рассчитанной на определенный номинал.