|
| |
|
Слаботочка Книги образом, изменение тока контура приводит к более интенсивному изменению времени плавления по сравнению с изменением тока плавления. Зависимость джоулева дугового интеграла от угла начала аварии или фазового угла включения яр определяется прежде всего тем, что при различных яр различно и среднее значение напряжения сети за время действия дуги. Это напряжение при различных яр и росте тока контура КЗ может как увеличиваться, так и уменьшаться. При отключении предохранителем токов, соответствующих предельной отключающей способности (150-=-300) /ном, ориентировочное значение наибольшего пропускаемого тока может быть определено из уравнения Мейера [6.1, 6.2], поскольку эти условия максимально приближаются к режиму адиабатического нагрева. При этом ток плавления предохранителя будет практически неизменным при коммутации одного и того же тока и различных напряжениях. Во время дугогашения различия в напряжении контура проявляются в весьма существенных различиях джоулева дугового интеграла. Кроме того, два предохранителя с одинаковым номинальным током, но с различным номинальным напряжением должны иметь различные суммарные сечения перешейков плавкого элемента. Это необходимо для компенсации увеличения нагрева, которое вызывается ростом числа последовательно соединенных (се-риесных) рядов перешейков при более высоком номинальном напряжении. Отсюда различия в пропускаемых токах и джоулевых дуговых интегралах этих предохранителей. Изменения джоулева дугового интеграла в зависимости от тока контура в цени переменного тока незначительны. Селективность. Как известно [4.4], основное назначение быстродействующих предохранителей вентильной защиты заключается, с одной стороны, в селективном отключении только поврежденной ветви и в обеспечении таким образом бесперебойной работы преобразователя. С другой стороны, в случае общей аварии, охватывающей все параллельные ветви, отключение преобразователя должно осуществляться фидерным автоматом без срабатывания индивидуальных предохранителей вентильной защиты. В связи с этим защита преобразователя должна одновременно обеспечивать быстродействие и селективность при достаточной надежности работы, т. е. удовлетворять требованиям, противоречащим друг другу. Существует несколько видов селективности. Одним из важнейших является селективность между самими предохранителями при внутреннем КЗ преобразователя. Такой вид селективности регламентирует связь между джоуле-вым интегралом отключения (срабатывания) иоткл и джо-улевым преддуговым интегралом ипред предохранителя в виде и?о1кл.Г«(1-р)+Р]пред, (4.21) где п - число параллельных ветвей преобразователя; р- коэффициент неравномерности деления тока между ветвями преобразователя, определяющий отклонение тока в данной ветви относительно номинального значения. Например, р=0,1 означает, что ток в данной ветви преобразователя может составлять 1,1 или 0,9 номинального значения. При р=0 токи между ветвями преобразователя делятся равномерно. Из (4.21) следует, что увеличение п и уменьшение р облегчают обеспечение селективности. Наиболее трудно достичь селективности при п=2. Если такая селективность будет достигнута, то при всех п>2 селективность будет автоматически обеспечиваться. Параметры пир определяются внешними условиями работы предохранителя в преобразователе. Однако существуют весьма важные внутренние факторы, определяющие соотношение между интегралами отключения и преддуговым в зависимости от конструкции предохранителя. Параметры же п и р фактически задают предельные соотношения между этими интегралами, допустимые для предохранителя в данном агрегате. Например, при р=0,3 (обычно р=0,1ч-0,4) и п= =2 условие (4.21) удовлетворяется, если интеграл отключения предохранителя превышает преддуговой интеграл не более чем в 2,89 раза. Рассмотрим возможности теоретической и практической реализации этих требований. Влияние параметров предохранителя и контура КЗ на селективность целесообразно анализировать при прямоугольной аппроксимации вольт-секундной характеристики дуги [2.17]. Такой анализ был выполнен для различных значений /к, яр, cos ф, {Уд и сечения перешейков предохранителя 5. Для анализа преддугового этапа использовались уравнения ... (4-22) где L, R - индуктивное и активное сопротивления контура; Ыс(О-напряжение контура; о -время плавления. Расчет продолжался до выполнения соотношения • W{t)=. \MtCtAS\ (4.23) где W{t)-текущее значение джоулева преддугового ин- теграла; См - константа Мейера. Из расчета этого этапа определяются время плавления 0 и ток плавления /o=i(=o)- Для анализа дугового этапа использовано уравнение L 4+ + С/, = «сit), t{t,, Т). (4.24) Расчет продолжался до достижения равенства ЦТ)=0, (4.25) где Г - длительность дугового этапа. Из анализа этого этапа определялись длительность дуги и значение джоулева дугового интеграла. При расчетах рассматривался случай коммутации больших контурных токов /к= (1504-300)/ном, когда в основном соблюдаются условия адиабатического нагрева предохранителя. Анализ результатов расчета позволил сделать следующие выводы. В то время как джоулев преддуговой интеграл определяется сечением перешейков, джоулев дуговой интеграл зависит главным образом от формы и значения напряжения на дуге, угла •»]) и в меньшей степени от тока контура. Минимальное значение дугового инте-• грала получается при прямоугольной форме напряжения на дуге и при амплитуде этого напряжения, равной максимально допустимому значению. Теоретически при бесконечно большом напряжении на дуге Up, джоулев интеграл Wp, предохранителя равен нулю. По мере снижения Up джоулев дуговой интеграл возрастает, и каждому значению Up соответствует определенное значение Wp. Ввиду ограничения, налагаемого на допустимое значение f/д (обычно Up\,5Ucmax, ГДС Ucmax - МакСИМаЛЬ- ное значение напряжения контура), нижний предел дугового интеграла для данного предохранителя также должен быть ограничен, что сказывается на селективности. Некоторые результаты расчета применительно к Up= = 1,5 кВ, Uc730 В, Ucmax=l030 В приведены в табл. 4.2, 8-6178 ИЗ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [36] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |