1 (2023-12-08 13:54:28 отредактировано hitakiry)

Тема: Проверка выключателей на коммутационную способность

Всем доброго! Столкнулся с небольшой проблемой при проверке выключателей 500 кВ на коммутационную способность (кс) по условию содержания апериодической составляющей тока КЗ
Согласно ГОСТ Р 52565-2006 к.с. будет обеспечитьваться если
                                                        beta <= beta_норм,
где beta = iat/(2^0.5*Iпt)

В РД 153-34.0-20.527-98 вместо этого условия приведено другое:
                                                            iat <= iat_ном,
где iat_ном = 2^0.5*beta_норм/100*Iоткл.ном

Так вот по первому условию выключатели не проходят, по второму проходят да ещё и с запасом. В принципе это и понятно, поскольку Iпt гораздо меньше Iоткл.ном.
Но вопрос не в этом, а в том какое условие считать правильным по ГОСТ или по РД (отмечу, что в РД условие beta <= beta_норм отсутствует)?

Добавлено: 2023-12-08 14:57:41

Просто тут такое дело получается: выключатель 500 кВ с временем отключения 20 мс (тау = 20 + 10 = 30 мс). Меньше навряд ли найдется. Получается, если тау меньше взять мы ни можем и какой бы у него не был номинальный ток отключения по коммутационной способности он по  ГОСТ Р 52565-2006 не пройдет. Я правильно понимаю?
Т.е. коммутационная способность для апериодики определяется только временем отключения. Номинальный ток отключения по ГОСТ значения не играет? Неужели никто не задавался этим вопросом?

2 (2023-12-08 13:42:43 отредактировано retriever)

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

В ГОСТ используется параметр

бета=Ia/(Iоп*sqrt(2))*100% и сравнивается с нормируемым

При этом может быть так: Ia=1 А, Iоп=1 А, и бета большая, но 1А выключатель, рассчитанный на килоамперы, порвет.

В РД сравнивают Iа c НОРМИРУЕМЫМ значением Iа_норм=бета_норм/100*sqrt(2)*Iоткл.ном. И если Iоткл_ном=20000 А, то сравнение будет с 20000 А апериодикой...

Как правильно, хз, но в ГОСТ по-моему не очень корректно при малых токах.

3

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

Я, так получилось, больше практик (с института "боюсь" длинных непонятных формул (т.е. они становятся понятными после приложения определенных усилий и времени), чего мне тогда было жалко тратить, кратковременная память была хорошей и быстрее было "запомнить", чем разбираться...). Поэтому даже сейчас не очень понимаю (вернее понимаю, что все хотят "прикрыть" задницу), зачем все эти РД, МУ, и т.д. с огромными длинными формулами.... Ведь по факту, получается, мы ничего сделать не можем, и "ставим" то, что есть... При электромеханике "жить" было проще, так как никак "не отключались" ранее 100мс, когда апериодика уже практически "затухала" (за исключением каких-нибудь генераторных выключателей с огромными токами КЗ). Да и разрывов на фазу было намного больше (вспомните "воздушники" на 500кВ). Сейчас и защиты работают "быстрее", и токи больше, поэтому "придумывают" устройства "ловли" перехода через ноль и т.д.... Но "взрываться", наверное, все равно будут, если "срастутся" все необходимые условия.... Единственно, что теперь есть "бумажка" прикрыть одно место. Дилемма: какую выбрать?

4 (2023-12-08 14:12:03 отредактировано hitakiry)

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

retriever писал(а):
2023-12-08 13:42:16

В ГОСТ используется параметр
бета=Ia/(Iоп*sqrt(2))*100%

Именно так. И вопрос можно переформулировать почему в знаменателе Iоп, а не Iоткл.ном. Это правильно или в ГОСТ опечатка (должно быть Iоткл.ном)? Смущает, что в старом ГОСТе 687-78 было такое же условие beta < beta_норм.
Но было примечание "Если iat > iat_ном = 2^0,5*Iоткл.ном*beta_норм/100, то использование выключателя допустимо по согласованию с изготовителем (причем это условие в ГОСТе 687-78 взялось из ниоткуда, т.е. было требование к beta и вдруг появилось требование к iat). Такое согласование не требуется, если соблюдено условие
2^0,5*Iоп + ia <= 2^0,5*Iоткл.ном*(1+beta_норм/100)". В новом ГОСТ это примечание вообще исключено, как будто оно не правильное. Но меня не покидает ощущение, что всё как раз таки наоборот.

Добавлено: 2023-12-08 16:51:15

Conspirator писал(а):
2023-12-08 13:59:26

вернее понимаю, что все хотят "прикрыть" задницу

Это есессно. Хотя казалось бы, как с помощью формулы можно прикрыть задницу  ICQ/ag:D

5 (2023-12-08 15:51:33 отредактировано retriever)

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

По физике должно быть какая-то величина коммутационного перенапряжения на полюсах, она u=L*di/dt. di/dt зависит от скорости расхождения контактов, а само напряжение тем выше, чем выше L, а L связана с Ta=L/R, а Ta связано с временем затухания апериодики и, соответственно, с процентным содержанием апериодики в токе.

Если ток i меньше условных 20000 А номинальных для выключателя (скажем, 200 А), то перенапряжение будет в 100 раз меньше, и вроде как это нужно учитывать.
Т.е. по-моему некорректно искать бету для расчетного тока КЗ, если он не в упор к коммутационной способности выключателя.

Проще всего выяснить у производителя, наверное... если удасться достучаться.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

hitakiry писал(а):
2023-12-08 12:57:41


Т.е. коммутационная способность для апериодики определяется только временем отключения.

Если вы считаете временем отключения момент прекращения соприкосновения дугогасительных контактов, то наверное да. Потому что с этого момента начинает возникать дуга. Пока контакты не разошлись дуги не было.

7 (2023-12-11 10:10:07 отредактировано hitakiry)

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

Lekarь писал(а):
2023-12-08 17:12:26

Если вы считаете временем отключения момент прекращения соприкосновения дугогасительных контактов, то наверное да. Потому что с этого момента начинает возникать дуга. Пока контакты не разошлись дуги не было.

А на что влияет номинальный ток отключения?
Просто в моем случае получается такая штука: относительное содержание апериодической составляющей 0.72, нормированное при тау  = 30 мс равно 0.53. Выключателей с собственным временем отключения меньше 20 мс на 500 кВ вроде как нет. Получается ни один выключатель не проходит по коммутационной способности вне зависимости от номинального тока отключения, что 31,5 кА, что 40 кА, что 100 кА.

Собственно и задаёшься вопросом, а почему в новом ГОСТе убрали проверку по сумме периодической и апериодической составляющей?

Добавлено: 2023-12-11 12:01:52

hitakiry писал(а):
2023-12-08 14:51:15

И вопрос можно переформулировать почему в знаменателе Iоп, а не Iоткл.ном

Кстати с этим вопросом вроде разобрался. Там действительно должен стоять просто ток отключения, т.е. Iоп. Поскольку сама бета нормированная строиться как e^-t/0.045, т.е. базисный ток принят ia или sqrt(2)*Iоп. Если бы он принимался sqrt(2)*Iоткл.ном, то получилась бы не одна бета нормированная, а семейство.

8

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

hitakiry писал(а):
2023-12-11 10:01:52

Кстати с этим вопросом вроде разобрался. Там действительно должен стоять просто ток отключения, т.е. Iоп. Поскольку сама бета нормированная строиться как e^-t/0.045, т.е. базисный ток принят ia или sqrt(2)*Iоп. Если бы он принимался sqrt(2)*Iоткл.ном, то получилась бы не одна бета нормированная, а семейство.

1. Допустим у нас течет ток 1 А, апериодика 1А амплитудой (на старте).
Можно ли сказать, что выключатель не разорвет ток 1А?
Мы посчитали бета=1/1=1! Это огромная величина! Выключатель не проходит? Здоровый выключатель на килоамперы - он что, взорвется от 1А?

2. Допустим, у нас ток 20000 А, апериодика 20000 А амплитудой (на старте).
Мы посчитали бета=20000/20000=1! И это такое же значение, как в пред. пункте! Но здесь он вполне может взорваться

Т.е. в итоге проверку на бету надо вести с учетом уровня токов КЗ, я так понимаю. И формула из РД выглядит более корректной.

9

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

hitakiry писал(а):
2023-12-11 10:01:52

А на что влияет номинальный ток отключения?

Тепло, которое выделяется при прохождении тока.

Добавлено: 2023-12-11 13:52:23

retriever писал(а):
2023-12-11 11:31:19

1. Допустим у нас течет ток 1 А, апериодика 1А амплитудой (на старте).
Можно ли сказать, что выключатель не разорвет ток 1А?
Мы посчитали бета=1/1=1! Это огромная величина! Выключатель не проходит? Здоровый выключатель на килоамперы - он что, взорвется от 1А?

Может быть и взорвется. Она может не погаснуть, мощность дуги маленькая, чтобы давление окружающего газа увеличивать, возьмет да и растянется между контактами. Почему нет?

10 (2023-12-11 18:13:30 отредактировано retriever)

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

Lekarь писал(а):
2023-12-11 11:52:23

Может быть и взорвется. Она может не погаснуть, мощность дуги маленькая, чтобы давление окружающего газа увеличивать, возьмет да и растянется между контактами. Почему нет?

напряжение на дуге u=L*di/dt. di/dt зависит от скорости расхождения контактов и от собственно di, т.е. был 1 А стал 0, то di=1, а было 20000 А стало 0 то di=20000, а dt скорее всего такое же. Я сейчас говорю, что ток утрированно упал до 0, но пусть даже не до 0 (неудачное гашение), но почти до 0, это только в расчетный запас, т.к. будет больше производная и напряжение.
Соответственно, в 20000 раз во втором случае будет больше перенапряжение. И, соответственно, во втором случае между разошедшимися контактами будет существовать в 20000 раз больше разность потенциалов, и может быть повторный пробой.
А в первом случае все же вряд ли.

11

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

retriever писал(а):
2023-12-11 12:02:54

напряжение на дуге u=L*di/dt. di/dt зависит от скорости расхождения контактов и от собственно di, т.е. был 1 А стал 0, то di=0, а было 20000 А стало 0 то di=20000, а dt скорее всего такое же. Я сейчас говорю, что ток утрированно упал до 0, но пусть даже не до 0 (неудачное гашение), но почти до 0, это только в расчетный запас, т.к. будет больше производная и напряжение.
Соответственно, в 20000 раз во втором случае будет больше перенапряжение. И, соответственно, во втором случае между разошедшимися контактами будет существовать в 20000 раз больше разность потенциалов, и может быть повторный пробой.
А в первом случае все же вряд ли.

На 500 кВ согласен, что врядли, потому что дугогасящая среда из-за дутья меняется и идет восстановление её свойств после утраты. А вот на 3-35 кВ, не просто так в ПТЭ написано, что перед отключением выключателя на присоединении дугогасящего реактора, надо сначала отключить сам реактор разъединителем. а только потом отключить выключатель. И эксплуатационные подтверждения этому правилу есть - бывают случаи, когда отключают вакуумный выключатель, без замыкания на землю с подключенным ДГР, то вакуумник повреждается. Когда тоже самое делают с масляными выключателями. то имеются случаи повреждения ТЗН. Осциллографирования нет к сожалению, но сам факт повреждений оборудования при отсутствии токов короткого замыкания в сети меня заставляет думать, что именно малые токи создают дугу, которая не гаснет и вызывает повреждения. Может быть и ошибаюсь.

12

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

Lekarь писал(а):
2023-12-11 12:44:04

в ПТЭ написано, что перед отключением выключателя на присоединении дугогасящего реактора, надо сначала отключить сам реактор разъединителем. а только потом отключить выключатель.

«Сто» лет этому правилу,никогда не задумывался почему такой порядок.Возможно опасение возникновения резонанса токов в параллельном контуре:емкость сети + индуктивность ДГР

мое отношение к окружающим зависит от того,с какой целью они меня окружают

13

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

Lekarь писал(а):
2023-12-11 12:44:04

бывают случаи, когда отключают вакуумный выключатель, без замыкания на землю с подключенным ДГР, то вакуумник повреждается. Когда тоже самое делают с масляными выключателями. то имеются случаи повреждения ТЗН.

Даже не знаю, что сказать, возможно, дело в неодновременности отключения фаз (1 фаза отключилась, появился ток в ДГР, затем его пытаются рвать две другие фазы), и, возможно, - появляются какие-то перенапряжения, хотя с другой стороны, разрываемый ток, вероятно, не очень большой.

14

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

scorp писал(а):
2023-12-11 17:01:11

«Сто» лет этому правилу,никогда не задумывался почему такой порядок.Возможно опасение возникновения резонанса токов в параллельном контуре:емкость сети + индуктивность ДГР

Может дело в большой индуктивности, увеличивающей тау, что может привести к большой, медленно затухающей апериодике? Перехода через ноль долго не будет, что плохо для выключателя? А разъединителем  (большой зазор) можно "рвать" ток намагничивания ненагруженного трансформатора, а значит и реактора?

15 (2023-12-12 01:55:26 отредактировано ПАУтина)

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

Да  ни чего такого не понятного нет...
Если 20 кА периодика и 20 кА апериодика, , а отключающий ток выключателя тоже 20 кА (в первую очередь - объём дугогасительной камеры и охлаждающей среды способны выдержать тепловое воздействие тока КЗ), то просто и тупо не будет перехода тока через 0, или он будет кратковременным, т.е. просто не будет условий для погашения дуги  и она не погаснет.
Далее усугубляющие факторы.
1. Если нагрузка близка к активной, то фазы тока и напряжения близки, при такой переходе тока через 0 и напряжение проходит через ноль, т.е. на размыкающихся контактах благоприятные условия погасания дуги, а если, например, нагрузка близка к индуктивной, то, соответственно, на момент перехода тока через  0 напряжение максимально и тогда дуга не гаснет...
2. Современные выключатели изготовляются так, что бы время отключения было как можно меньше, а так же и меньшие габариты, а это возможно при:
а) уменьшении конечного расстояния между контактами (меньшее расстояние - меньше время его прохождения, но массы контактов остались те же, т.к. кинетические ограничения или механические воздействия по перемещению тел, остались те же), т.е. при расхождении контактов более возможно не погасание дуги.
б) время расхождения контактов современных выключателей укладывается в 2 ... 2,5 периода тока и/или напряжения, т.е. возвращаясь к основному, старые выключатели отключали КЗ не быстрее 4...5 периодов, а не прохождение тока через 0 возможно только в 1-3 полупериоде, габариты старых выключателей были больше и следовательно конечное расстояние между контактами было так же больше.
и, поэтому не было таких проблем,
так, что можно сказать: жертвы технического прогресса.

Не исключается так же, что при меньшем времени отключения, может так же уже накладываться и разновремённость отключения фаз выключателей ... если время отключения, скажем - 45 .. 60 мс, то как раз и получается 15 мс  - это аж 1,5 периода, поэтому, после отключения первой фазы на последующие фазы накладывается энергия не отключенных фаз, а как там будут переходные процессы .... если же время отк. 80 мс, то для них такая же разновремённость  отк. 15 мс влияет значительно меньше, т.к. к этому времени эл.эм. переходный процесс практически закончился.

16

Re: Проверка выключателей на коммутационную способность

retriever писал(а):
2023-12-11 18:12:57

Даже не знаю, что сказать, возможно, дело в неодновременности отключения фаз (1 фаза отключилась, появился ток в ДГР, затем его пытаются рвать две другие фазы), и, возможно, - появляются какие-то перенапряжения, хотя с другой стороны, разрываемый ток, вероятно, не очень большой.

примерно тоже и говорила книга "пособие по изучению ПТЭ". И этим самым обуславливало запрет установки предохранителей на присоединениях нейтралеобразующих трансформаторов.
С другой стороны на вакуумных выключателях 6-10 кВ, там разрыв не больше 5 мм и как понимаю он не особо регулируется по одновременности.
Даже знаю случаи, когда после реконструкции объекта с заменой масляных на вакуумные выключатели, назад возвращали масляный, после аварий.