Петербургский Энергетический Институт Повышения Квалификации (ФГОУ ДПО «ПЭИПК») выпустил монографию известного ученого, доцента кафедры «Релейная защита и автоматика электрических станций, сетей и энергосистем» ПЭИПК, к.т.н., автора более 50 печатных изданий по вопросам РЗА и АСУ-Э, А. В. Беляева: «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ».

В книге рассмотрены расчеты токов коротких замыканий, выбор аппаратуры, защит и кабелей в электрических сетях 0,4 кВ электростанций и подстанций энергосистем, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Приведены справочные материалы, необходимые для расчетов. Рассмотрены вопросы аварийного электроснабжения, дальнего резервирования отказов защит и выключателей и применения цифровой техники в сетях этого напряжения. Представлена информация об уникальных защитах дальнего резервирования, реализованных в цифровых терминалах БМРЗ-0,4, которые широко применяются в современных КТП-6(10)/0,4 кВ.

Книга предназначена для работников проектных организаций и для персонала, обслуживающего электрические сети.

Ниже приводится Введение к книге.

Электрические сети 0,4 кВ являются наиболее распространенными, они применяются на всех промышленных и сельскохозяйственных пред?приятиях, электростанциях и подстанциях. От этих сетей во многом зави?сит надежная работа предприятий.

За последние годы техническая оснащенность сетей 0,4 кВ сущест?венно изменилась. Получили распространение понижающие трансформа?торы 6(10)/0,4 кВ большой мощности (1000, 1600, 2500 кВ’А), что привело к значительному увеличению значений токов короткого замыкания (КЗ). Созданы новые типы защитных аппаратов, способных отключать эти токи, а также ограничивать их максимальное значение, уменьшать их термиче?ское и электродинамическое действие на защищаемые сети и аппаратуру. Для получения регулируемых защитных характеристик стали применяться выключатели с полупроводниковыми и цифровыми (микропроцессорны?ми) разделителями. Наряду с этим совершенствуются расчетные методы выбора аппаратуры и защит.

С применением понижающих трансформаторов большой мощности стало очевидным существенное влияние токоограничивающего действия электрической дуги в месте повреждения на значения токов КЗ. Это потре?бовало проведения соответствующих исследований и совершенствования расчетных методов определения токов КЗ.

Сопротивление электрической дуги в месте повреждения, особенно вблизи мощных питающих источников, оказалось настолько значитель?ным, что способно поддерживать напряжение в месте КЗ близким к поло?вине номинального. Поэтому применяемые ранее методы блокировки мак?симальных токовых защит трансформаторов 10(6)/0,4 кВ по напряжению для обеспечения несрабатывания защиты при пуске и самозапуске элек?тродвигателей оказались непригодными. Появились новые разработки в этой области.

В сетях 0,4 кВ всегда остро стояла проблема дальнего резервирования отказов защит и выключателей. Осуществить это резервирование теми же традиционными методами, как в сетях высокого напряжения, не удавалось из-за очень существенного снижения значений токов КЗ по мере удаления точки КЗ от источников питания. Разрешить эту проблему оказалось воз?можным только в последние годы, когда для защиты электрических сетей стала применяться цифровая техника.

Для повышения надежности электроснабжения на многих предпри?ятиях строят собственные электростанции небольшой мощности напряже?нием 6(10) кВ. Широкое распространение получает аварийное электро?снабжение от собственных маломощных дизель-генераторов напряжением 0,4 кВ. При этом сети 0,4 кВ работают в особо сложных условиях, когда при питании от энергосистемы токи КЗ могут быть весьма значительны, а при питании от собственных электростанций или аварийных источников уменьшаются в несколько раз. Однако требования к защите сети (быстро?действие, надежность, селективность, чувствительность) не снижаются. В этих условиях особенно остро встает вопрос комплексного подхода к вы?бору аппаратуры, защит и кабелей. Наряду с этим применяются специаль?ные решения по обеспечению самозапуска электродвигателей, поскольку мощность аварийного источника питания меньше основного.

Это вносит свои особенности в расчеты токов КЗ и защит — при пита?нии от маломощных генераторов в ряде случаев возникает необходимость учитывать затухание токов КЗ в сетях напряжением 0,4 кВ.

Получают распространение цифровые защиты трансформаторов 6(10)/0,4 кВ, для которых также необходимо учитывать специфику расче?тов и выполнения логики защиты.

В этой книге, которая является значительно дополненным изданием работы, выпущенной в 1988 г. под таким же названием, сделана по?пытка осветить накопленный опыт решения указанных выше проблем.

Главы 14 и 15 книги написаны совместно с кандидатом технических наук М. А. Эдлиным.

Цель данной книги — оказать читателю практическую помощь при вы?боре аппаратуры, защит, кабелей, а также построении схем сетей 0,4 кВ, поскольку все эти вопросы для сетей данного напряжения неразрывно свя?заны и при рациональном проектировании должны решаться совместно.

В книге показано, как рассчитать токи КЗ, учесть токоограничивающее действие электрической дуги в месте повреждения, какие значения токов принять для выбора аппаратуры и какие — для проверки чувствительности защит, как оценить возможность самозапуска электродвигателей и рассчитать возникающие в этом режиме токи. Дана информация об автоматических выключателях и предохранителях и их защитных характеристиках. Рассмотрены вопросы выбора кабелей, аппаратуры, рабочих уставок защит электродвигателей, сборок, питающих трансформаторов и аварийных генераторов. Указано на недостатки защитных характеристик некоторых типов существующих автоматических выключателей. Описаны выносные релейные защиты и области их применения. Изложены принципы выполнения аварийного электроснабжения и обеспечения группового и поочередного самозапуска электродвигателей. Рассмотрены особенности защит аварийных генераторов 0,4 кВ и трансформаторов 6(10)/0,4 кВ, выполнение блокировки максимальных токовых защит трансформаторов и генераторов при пуске и самозапуске электродвигателей, а также дальнего резервирования отказов защит и выключателей на основе применения цифровых реле. Даны примеры решения задач.

В приложении приведены справочные материалы для расчетов токов КЗ.

Сеть напряжением 0,4 кВ может хорошо функционировать только то?гда, когда заранее предусмотрены и рассчитаны все возможные режимы ее работы, правильно выбраны первичные схемы, кабели, защиты, противо-аварийная автоматика, схемы управления каждого присоединения. Только в условиях такого комплексного подхода ее правильное функционирование подобно хорошо настроенному роялю (по выражению М. А. Шабада). В этом самое главное отличие этих сетей от сетей более высоких напряже?ний, самая большая трудность и большое поле деятельности для будущих поколений релейщиков. К сожалению, на практике это очень редко встре?чается. Поэтому задача всех релейщиков — совершенствовать эти сети, до?биваясь приближения к идеалу. Автор надеется, что данная книга поможет его приближению.