Отключающая способность АВ. Согласование АВ в литом корпусе и модульных. Опции

[uter_71]

Добрый день.
Возник такой вопрос, может у кого-нибудь есть решение.

Схема следующая.
Вышестоящий АВ (на стороне питания) с отключающей способностью 50кА. Уставка по току КЗ мгновенного срабатывания 3кА
Нижестоящие АВ, модульные с отключающей способностью 6кА и 10кА.

В соответствии с ГОСТ Р 50571.4.43.
"Допускается применение устройств с более низкой отключающей способностью, если защитное
устройство, имеющее необходимую отключающую способность установлено на стороне питания. В этом
случае характеристики устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, пропущенная
этими двумя устройствами, не превышала допустимое значение, которому может противостоять без
повреждения устройство защиты на стороне нагрузки и проводники, которые защищены этими устройствами."

Как понять или посчитать, что энергия, пропущенная этими двумя устройствами не превышает допустимое значение?

Заранее, спасибо.

[uter_71]

Добрый день.
Возник такой вопрос, может у кого-нибудь есть решение.

Схема следующая.
Вышестоящий АВ (на стороне питания) с отключающей способностью 50кА. Уставка по току КЗ мгновенного срабатывания 3кА
Нижестоящие АВ, модульные с отключающей способностью 6кА и 10кА.

В соответствии с ГОСТ Р 50571.4.43.
"Допускается применение устройств с более низкой отключающей способностью, если защитное
устройство, имеющее необходимую отключающую способность установлено на стороне питания. В этом
случае характеристики устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, пропущенная
этими двумя устройствами, не превышала допустимое значение, которому может противостоять без
повреждения устройство защиты на стороне нагрузки и проводники, которые защищены этими устройствами."

Как понять или посчитать, что энергия, пропущенная этими двумя устройствами не превышает допустимое значение?

Заранее, спасибо.

[straus]

Посчитать или измерить ожидаемый ток короткого замыкания на выходных клеммах нижестоящих АВ. Он не должен превышать их отключающую способность. Ток КЗ будет меньше, чем у вышестоящего, за счёт сопротивления линии. В данном случае надо считать наибольший ток КЗ, то есть, междуфазный, и при максимальном напряжении (+10 % номинального).
P.S. Я обычно считаю на входных клеммах нижестоящих АВ, ток КЗ получается больше, то есть, в реальной ситуации будет даже запас (упадёт на сопротивлении самого АВ). И только если такой расчёт показывает превышение - проверяю на выходных клеммах (с учётом сопротивления АВ).

[uter_71]

Добрый день.
Так обычно и считаю.
Но например, в ГРЩ нужно запитать небольшую нагрузку, трёхфазную. Там на 5кВт. И на неё приходится предусматривать АВ на 25кА отключающей способности. При том, что есть ещё вышестоящий аппарат.
Иногда, когда ТП в здании, рядом с ГРЩ. Даже однофазный ток КЗ превышает 10кА по расчёту. А таких однофазных найди ещё.
Вот и заинтересовал вопрос, который озвучил выше.
Если, например, расчётный ток трёхфазного КЗ 28кА. На вводе АВ 50кА. Допустимо ли после него ставить АВ с 6 или 10кА отключающей способности. О чём и говорит ГОСТ. Но с не совсем понятными оговорками.

[straus]

Добрый день.
Так обычно и считаю.
Но например, в ГРЩ нужно запитать небольшую нагрузку, трёхфазную. Там на 5кВт. И на неё приходится предусматривать АВ на 25кА отключающей способности. При том, что есть ещё вышестоящий аппарат.
Иногда, когда ТП в здании, рядом с ГРЩ. Даже однофазный ток КЗ превышает 10кА по расчёту. А таких однофазных найди ещё.
Вот и заинтересовал вопрос, который озвучил выше.
Если, например, расчётный ток трёхфазного КЗ 28кА. На вводе АВ 50кА. Допустимо ли после него ставить АВ с 6 или 10кА отключающей способности. О чём и говорит ГОСТ. Но с не совсем понятными оговорками.

Эта проблема знакома тем, кто проектирует ТП и ПС. Приходится на маломощную нагрузку от близко расположенного Т (для ТП) или ТСН (для ПС) иногда предусматривать полноценную защиту на большие токи разрыва. Раньше в таких случаях ставили не АВ, а предохранители, они бывают на малые токи срабатывания и при этом большие разрывные (выпускались специально для установки на ПС, ТП и ВРУ).
И ещё интересный фортель - АВ на малые токи имеют большое внутреннее сопротивление. Например, АВ на 1 А имеет внутреннее сопротивление больше 1 Ома, что сразу за ним даёт ток КЗ не более 400 А. То есть, если на шинах десятки килоампер, то за перемычкой в 2.5 квадрата до АВ и самим АВ например на 6 А ток уже всего 1.9 кА. А вот АВ свыше 16 А будут низкоомные, и тут придётся брать на 10 кА и больше.

Так что для трёхфазной нагрузки 5 кВт из твоего примера можно поставить АВ с отключающей 10 кА, ибо он будет на 10 А и достаточно высокоомный, то есть, сам ограничит ток КЗ после себя. И на токи от 6 до 50 А я видел литые (molded) АВ с разрывными 16 - 25 - 35 кА, специально для подобных случаев.

Приближенно можешь оценить сопротивление АВ по тому, что на номинальном токе на модульных АВ обычно рассеивается около 2 Вт мощности (+/- трамвайная остановка). А дальше читать документацию производителя.

Сообщение отредактировал straus - 11.6.2024, 1:23

[uter_71]

Если ТП встроенная в здание и рядом с ГРЩ, то там невозможно ставить модульные АВ. Токи КЗ слишком велики.
В литом корпусе найти на высокую отключающую способность не сложно. А вот модульные, только у Шнайдера раньше видел, и то давно.

[straus]

Если ТП встроенная в здание и рядом с ГРЩ, то там невозможно ставить модульные АВ. Токи КЗ слишком велики.
В литом корпусе найти на высокую отключающую способность не сложно. А вот модульные, только у Шнайдера раньше видел, и то давно.

Ещё раз обращаю внимание: если даже на шинах ток КЗ в несколько десятков килоампер, то после низкотокового модульного АВ (прямо на его выходных зажимах) он не достигнет 10 кА или даже 6 кА из-за высокого внутреннего сопротивления самого АВ. У 10-амперного модульного АВ каждый полюс будет иметь сопротивление около 0.13 ома, что даёт ток однофазного КЗ только 1900 ампер и двухфазного 1700 ампер. Таким образом, отключающей способности даже 6 кА будет достаточно.

Ну и если совсем хреновая ситуация - никто не мешает перед щитом локальных маломощных потребителей поставить токоограничивающие реакторы. Хотя, ни разу не приходилось.

Сообщение отредактировал straus - 11.6.2024, 22:23

[AI 155]

А низкотоковый АВ не бабахнет, если ток кз превышает паспортный на порядок ?
Предполагаю, что есть вероятность, а трансф-р спасет АВ 50 кА

[AI 155]

Трансформатор будет защищен автоматом 50 кА, а что будет с низкотоковым автоматом неизвестно, может контакты сварятся, может поработает плавкой вставкой. В любом случае под замену.
....
Как неспециалист, предполагаю, что имелось ввиду не превышение предельной коммутационной способности АВ. Для некоторых АВ нормируется номинальная КС и предельная КС. Для модульных автоматов ИЕК: ПКС = НКС

Сообщение отредактировал AI 155 - 13.6.2024, 13:48

[uter_71]

Ещё раз обращаю внимание: если даже на шинах ток КЗ в несколько десятков килоампер, то после низкотокового модульного АВ (прямо на его выходных зажимах) он не достигнет 10 кА или даже 6 кА из-за высокого внутреннего сопротивления самого АВ. У 10-амперного модульного АВ каждый полюс будет иметь сопротивление около 0.13 ома, что даёт ток однофазного КЗ только 1900 ампер и двухфазного 1700 ампер. Таким образом, отключающей способности даже 6 кА будет достаточно.

Ну и если совсем хреновая ситуация - никто не мешает перед щитом локальных маломощных потребителей поставить токоограничивающие реакторы. Хотя, ни разу не приходилось.

Не знаю, может у меня какой-то не такой расчёт тока трёхфазного КЗ.
Но для АВ 10А, 3ф, ток не менее 7кА получается. И это в 35 метрах от трансформаторной. Транс 1600кВА, шины от транса до щитовой 2000А.

Трансформатор будет защищен автоматом 50 кА, а что будет с низкотоковым автоматом неизвестно, может контакты сварятся, может поработает плавкой вставкой. В любом случае под замену.
....
Как неспециалист, предполагаю, что имелось ввиду не превышение предельной коммутационной способности АВ. Для некоторых АВ нормируется номинальная КС и предельная КС. Для модульных автоматов ИЕК: ПКС = НКС

Имеется ввиду предельная. Тут хотя бы её соблюсти.

[straus]

Не знаю, может у меня какой-то не такой расчёт тока трёхфазного КЗ.
Но для АВ 10А, 3ф, ток не менее 7кА получается. И это в 35 метрах от трансформаторной. Транс 1600кВА, шины от транса до щитовой 2000А.

Ну считаем для некоего усреднённого трёхполюсного АВ на 10 А с сопротивлением полюса 0.13 Ома. Я там действительно несколько занизил, ибо считал в уме по упрощёнке (не взял +10 % и не взял амплитудное значение).

Однофазное КЗ:
- максимальное напряжение 220 +10 % = 242 В
- пиковое значение 242 Х 1.414 = 343 В
- ожидаемый ток КЗ при бесконечно малом сопротивлении линии до АВ 343 : 0.13 = 2633 А

Двухфазное КЗ:
- 727 : (0.13 х 2) = 2798 А

В обоих случаях теоретически (!) достаточно даже ущербной серии на 4.5 кА (хотя про неё лучше не вспоминать вообще, даже для домашнего использования).

Но! Всё это справедливо для АВ, имеющих внутреннее сопротивление 0.13 Ома на полюс. Для других АВ значения будут другие.
Проблема в другом: трудно найти у производителей точные данные по внутреннему сопротивлению АВ. Могут написать типовое или максимальное значение, а нам нужно для расчёта минимальное. Или могут написать только мощность потерь при номинальном токе, ну типа при 16 А типово в тепло рассеивается 2.6 Вт.

Для некоторых АВ нормируется номинальная КС и предельная КС. Для модульных автоматов ИЕК: ПКС = НКС

Нормируются обе величины нынче для всех. Только по разным стандартам EN (для бытовых и производственных нужд) они могут не совпадать. В международных стандартах называются Icu и Ics. После воздействия тока Ics АВ должен сохранить полную работоспособность определённое количество раз. После воздействия тока Icu АВ может выйти из строя, но безопасно отключить этот ток обязан.

А низкотоковый АВ не бабахнет, если ток кз превышает паспортный на порядок ?

Так в данном случае не превышает. На ВЫХОДНЫХ зажимах ток получится меньше 6 кА. А в данном случае важен ток именно на выходных зажимах.

[AI 155]

Вчера спросил знакомого практика из Россетей, сказал, что обычно просто отключит, но может привариться.

Сообщение отредактировал AI 155 - 14.6.2024, 7:55

[uter_71]

Ну считаем для некоего усреднённого трёхполюсного АВ на 10 А с сопротивлением полюса 0.13 Ома. Я там действительно несколько занизил, ибо считал в уме по упрощёнке (не взял +10 % и не взял амплитудное значение).

Расчёт для отключающей способности ведётся по трёхфазному КЗ. При АВ трёхфазном. Я изначально и говорил именно про трёхфазные автоматические выключатели.
Странно, у меня ток однофазного КЗ для вышеприведённых параметров получается около 5кА и это дуговой.
Начальное значение тока однофазного КЗ около 8кА.

Не пойму почему такая разница. Формулу вроде проверял. С той что в ГОСТ совпадает. Надо смотреть. Если чуть позже попробовать сравнить расчёты. Нужно сделать одинаковые исходные данные. Может где и неточность найдётся.

[straus]

Расчёт для отключающей способности ведётся по трёхфазному КЗ. При АВ трёхфазном.

Расчёт всегда ведётся для наихудшего случая. Давай посчитаем для трёхфазного КЗ.

727:(0.13+(0.13:2))=3729 А

Для случая именно трёхфазного замыкания есть другая методика, где напряжение берётся действующее, а распределение токов учитывается умножением на корень из 3, результат по идее должен совпадать.

Вчера спросил знакомого практика из Россетей, сказал, что обычно просто отключит, но может привариться.

По факту всякое может случиться. Поэтому на ТП/ПС/ВРУ лучше ставить серии на 10 кА (и выше). Это будет перестраховкой, плюс АВ выдержит большее количество раз воздействия тока КЗ.

Вот ради интереса посмотрел АВ серии АЕ2056 на 100 А - у них отключающая способность всего 8 кА. Это в литых корпусах, выпускаются ещё с советских времён (с конца 80-х годов). Но сделаны капитально, при прямом попадании ядерного боеприпаса до 20 кт потребуется только замена оператора.

Странно, у меня ток однофазного КЗ для вышеприведённых параметров получается около 5кА и это дуговой.
Начальное значение тока однофазного КЗ около 8кА.

Даже не знаю. По закону некоего Георга Ома при напряжении 343 вольта и сопротивлении 0.13 ома ток не может превысить 2639 А. Если точнее, он будет 2638.461538 А.
В суровой реальности он может быть чуть больше при минусовых температурах, когда сопротивление нагревателя биметаллической пластины АВ и катушки ЭМ-защиты уменьшается. В другой суровой реальности он может быть чуть меньше за счёт перемычки от шины до АВ, которая тоже имеет некоторое сопротивление. Ну и если ещё учесть индуктивное сопротивление АВ - тоже реальный ток будет меньше, но оно очень малое.
Это для металлического замыкания. С учётом сопротивления дуги будет меньше.


Есть особенность расчёта комбинированного замыкания трёхфазного плюс ноль, там в схеме замещения появляется дополнительное сопротивление точки замыкания фаз на ноль, и не три, а целых шесть путей тока (три междуфазных, и с каждой фазы на ноль). При нулевом сопротивлении на ноль схема замещения вырождается в три однофазных замыкания.

Сообщение отредактировал straus - 15.6.2024, 0:11

[uter_71]

Расчёт всегда ведётся для наихудшего случая. Давай посчитаем для трёхфазного КЗ.

727:(0.13+(0.13:2))=3729 А

По информации ABB сопротивление 10А автоматического выключателя 13мОм или 0.013Ом.

[straus]

По информации ABB сопротивление 10А автоматического выключателя 13мОм или 0.013Ом.

Понятно. Значит не прокатит. Только совсем низкотоковые. Например IEK на 1 А имеет 1.35 Ома.
Признаю, память подводит.

Сообщение отредактировал straus - 17.6.2024, 17:51

[uter_71]

В целом, на другом форуме подсказали, ПУЭ позволяет устанавливать АВ с меньшей чем нужно отключающей способностью. При соблюдении определённых условий. Но это если не требуется селективность. Да и исходя из параметров современных АВ, решение не выглядит удачным. Если только как исключение.