Анализ работы электрической защиты на основе выделяемой энергии короткого замыкания

Abstract

Вопрос безопасности при эксплуатации электроустановок особенно остро стоит для электроустановок низкого напряжения, что подтверждается статистикой эксплуатации. Одной из причин низкой эффективности работы аппаратов защиты является случайный характер переходных процессов в точке короткого замыкания. Параметры сети также будут оказывать влияние на особенности переходного процесса. При приближении точки КЗ к источнику питания возрастает не только величина тока КЗ, но и кратность его ударной составляющей. Существующие способы определения длительности срабатывания аппарата защиты не позволяют учитывать данный фактор, так как все характеристики получены для постоянной величины тока. Таким образом, целесообразно будет производить оценку работы аппарата защиты на основании количества энергии, необходимой для срабатывания. Доказано, что срабатывание теплового и электромагнитного расцепителей связано с квадратом протекающего тока.  Значит, погрешность при определении величины протекающего тока будет оказывать существенное влияние на результаты расчетов. Учет свободной составляющей тока КЗ при ее максимальном значении и различной протяженности линии будет давать изменение времени протекания процесса короткого замыкания от 1,17 до 1,9 раз. При этом существует вероятность, что свободная составляющая будет полностью отсутствовать. Для реализации данного подхода в первую очередь необходимо перейти от графического представления токо-временных характеристик срабатывания аппарата защиты и эффекта пережога провода к их описанию при помощи функций. Определены виды функций и их параметры для аппарата защиты. Разработана математическая модель пережога проводника в процессе дугового короткого замыкания. Главным достоинством данного подхода является то, что данная технология позволяет снять нерешаемость задачи, обусловленной снижением величины тока короткого замыкания, например, в результате нагревания самих проводников или места короткого замыкания или изменения характера самого замыкания с дугового на металлическое.