Автоматические выключатели ВА88

Ни одно современное предприятие не обходится без устройств распределения электроэнергии, и чем больше энергоемкость производства, тем выше требования к оборудованию. Одна из наиболее ответственных задач – защита питающих сетей от аварийных режимов. На промышленных объектах эту функцию выполняют автоматические выключатели в литом корпусе. Типичный пример подобного устройства – низковольтные (до 1000 В) автоматические выключатели серии ВА88 IEK ® , предназначенные для проведения тока в нормальном режиме и отключения при коротких замыканиях и перегрузках.

Особенности конструкции

Автоматические выключатели ВА88 IEK ® имеют надежный механизм срабатывания тепловой, электромагнитной и электронной защит. На силовые контакты (токоведущие части) нанесено покрытие, улучшающее электропроводность. Конструктив ВА88 IEK ® позволяет подключать широкий перечень дополнительных устройств.

Независимо от своего габарита все автоматические выключатели ВА88 IEK ® имеют схожую конструкцию, которую условно можно разделить на три функциональных блока: токоведущие части, механизм свободного расцепления и расцепитель.

Токоведущие части выключателей ВА88 IEK ® состоят из выводов для подключения внешних проводников, подвижного и неподвижного элементов контактной группы.

Основой механической части является т.н. «механизм свободного расцепления». Этот конструктивный узел обеспечивает надежность контактного соединения токоведущих элементов в замкнутом состоянии и их мгновенное размыкание при срабатывании расцепителя. Последний, в свою очередь, обеспечивает размыкание цепи даже в том случае, если рукоятка выключателя заблокирована от перемещения.

Расцепители встречаются обычно двух типов: термомагнитные и электронные. Конструкция термомагнитных расцепителей хорошо известна: они состоят из электромагнитного блока для защиты от мгновенной перегрузки (короткое замыкание) и теплового — для защиты от продолжительной перегрузки (превышение номинала по току).

В некоторых разновидностях выключателей ВА88 IEK ® иная конструкция электромагнитного блока. Электромагнит реализован в них по принципу электродинамической системы, где проводники с однонаправленными токами отталкиваются, а с разнонаправленными – притягиваются. Причем роль второго проводника играет стальная пластина особой формы, в которой создается намагниченность переменным током, протекающим через проводник полюса. Встречные токи притягивают пластины, и, если усилие достаточно, рейка сброса переключает механизм свободного расцепления в положение «выключено».

Электронный расцепитель реализован на микроконтроллере, который измеряет величину протекающих через каждый полюс токов. Настраивается расцепитель по трем параметрам: уровень тока мгновенной и продолжительной перегрузки, а также выдержка времени срабатывания. При достижении критической величины тока на протяжении заданного времени расцепитель через специальное реле дает команду механизму свободного расцепления на отключение автоматического выключателя.

В положении «выключено» ВА88 IEK ® может оказаться после выключения вручную, автоматического срабатывания расцепителя или его срабатывания по нажатию кнопки «ТЕСТ». В двух последних случаях рукоятка автоматического выключателя переходит в среднее положение, что информирует обслуживающий персонал об аварии. Последующее включение ВА88 IEK ® производится путем перевода рукоятки сначала в нижнее (выключенное) положение и только затем – в верхнее положение «включено».

Номиналы и эксплуатационные характеристики

В серию ВА88 IEK ® входят устройства шести типоразмеров, рассчитанные на номинальный ток от 12,5 до 1600 А и с отключающей способностью от 25 до 50 кА. Это позволяет использовать автоматические выключатели ВА88 IEK ® для решения широкого спектра задач.

Шесть габаритов автоматических выключателей ВА88 IEK ®

Номинальное рабочее напряжение U_e – максимальное напряжение эксплуатации.

Максимальный номинальный ток (базовый габарит) I_nm – рабочий ток, на продолжительное воздействие которого рассчитаны токопроводящие элементы. Например, базовый габарит ВА88-32 IEK ® — 125 А.

Номинальный ток (уставка расцепителя) I_n – ток настройки расцепителей. Превышение этого значения (сверхток) вызывает срабатывание расцепителя за время, соответствующее времятоковой характеристике. Информация о ней имеется в сопроводительной документации к изделию. Все настройки автоматических выключателей рассчитываются, исходя из кратности номинальному току.

За этот тип защиты отвечает расцепитель продолжительной перегрузки. Он приводится в действие в результате временной деформации биметаллической пластины, нагретой протекающим током.

Уставка срабатывания по току короткого замыкания I_m – ток короткого замыкания, при котором автоматический выключатель должен отключиться за время менее 0,2 сек. ГОСТ Р 50030.2 допускает отклонение Im от заявленной величины не более чем на ±20%.

За этот тип защиты отвечает расцепитель мгновенной перегрузки. У выключателей с термомагнитным расцепителем это электромагнит.

Номинальная предельная наибольшая отключающая способность I_cu – наибольший ток, при котором автоматический выключатель не только отключит сеть от аварийного потребителя, но и сохранит свою работоспособность (с незначительным изменением настроек терморасцепителя) и сопротивление изоляции. Этот параметр характеризует фактическую надежность и ресурс автоматического выключателя, а его величина обычно превышает десять тысяч ампер (10 кА). В частности, для ВА88-43 IEK ® эта величина I_cu = 50 кА при рабочем напряжении 400 В.

Тестирование расцепителей ВА88 IEK ® на производстве

Для корректной работы термомагнитных расцепителей отдельно настраиваются электромагнитный и тепловой блоки.

Электромагнитный блок, предназначенный для защиты от мгновенной перегрузки (короткого замыкания), настраивается в соответствии с величиной тока, заявленной производителем. Тестирование проводится на специальной прогрузочной установке, генерирующей импульс синусоидального тока необходимой величины и продолжительностью 0,2 секунды. Если автоматический выключатель при этом сработал, он допускается к эксплуатации. Срабатывание должно произойти при 10I_n + 20% по каждому полюсу.

С тепловым блоком сложнее. ГОСТ Р 50030.2 требует проверять его настройку в нескольких режимах, при температуре настройки +40 °С для ВА88. Сначала через все полюса автомата, включенные последовательно, пропускают «ток нерасцепления», равный 1,05I_n. Автомат при этом не должен сработать в течение определенного времени. Затем, сразу после истечения срока выдержки, ток повышают до 1,3I_n, и испытуемое устройство должно сработать за определенное время.

На практике ВА88 проверяют в соответствии с заводскими времятоковыми характеристиками с учетом поправочного коэффициента температуры окружающей среды, величиной тока, равной 2-5 I_n (в зависимости от производителя).

При тестировании электронных расцепителей гораздо больше возможностей — можно менять кратность расцепителя, снижая уставку продолжительной перегрузки и увеличивая уставку мгновенной перегрузки. Например, кратность последней можно поднять до 30I_n или, при необходимости, снизить до 1,5I_n. В стандартных автоматах этот параметр имеет фиксированное значение, обычно равное 10I_n (или 5I_n при изготовлении под заказ). Кроме того, в устройствах с электронным расцепителем можно частично реализовать так называемую временную селективность, обеспечив увеличенную задержку по времени при продолжительной перегрузке.

Автоматические выключатели ВА88 IEK ® оснащены расцепителем МР211. Подробно особенности настройки и функционирования расцепителя МР211 отражены в Техническом каталоге ВА88 IEK ® .

Аксессуары для серии ВА88 IEK ®

В стандартную комплектацию автоматических выключателей ВА88 IEK ® входят межфазные перегородки, комплект винтов для крепления автоматического выключателя к монтажной панели, комплект винтов и гаек для подсоединения внешних проводников (для моделей ВА88-35, ВА88-37 и ВА88-40), а также наконечники-переходники (ВА88-37 и ВА88-40).

При необходимости потребители могут самостоятельно установить дополнительные устройства:

• аварийный контакт;
• дополнительный контакт;
• независимый расцепитель;
• расцепитель минимального напряжения;
• привод ручной поворотный;
• электропривод;
• втычную панель;
• выдвижную панель.

Расскажем подробнее о некоторых из дополнительных устройств для ВА88 IEK ® .

Электропривод ЭП-35/37 IEK ®

Электропривод

Электромеханическое устройство, позволяющее дистанционно, без непосредственного участия человека, включать и выключать автоматический выключатель. Один из вариантов применения электропривода – в системах АВР. При подаче питающего напряжения в основную линию управляющая система, запитанная от резервного источника, дает команду на дистанционное переключение соответствующих автоматов.

Также применяется в электроустановках, где необходимо производить включение/отключение автоматических выключателей дистанционно.

Необходимо помнить, что в случае аварийного отключения ВА88 IEK ® или использования кнопки «ТЕСТ» включить устройство можно, только предварительно переведя рукоятку в крайнее нижнее положение.

На данный момент есть четыре типа исполнения электроприводов: для ВА88-32/33, ВА88-35/37, ВА88-40 и ВА88-43 IEK ® .

Вспомогательные или информационные (сигнальные) контакты

Применяются в схемах автоматического управления для получения информации о состоянии контактов главной цепи и о причине отключения — обслуживающим персоналом или в результате аварии. Различают три типа: дополнительный контакт ДК (показывает состояние главных контактов), контакт аварийного отключения АК и комбинированные АК/ДК-контакты. Выпускаются для ВА88-32/33, ВА88-35/37 и ВА88-40/43 IEK ® .

Расцепитель РН-250/400 IEK ®

Расцепитель независимый (РН)

Устройство дистанционного отключения. Используется в схемах, где необходима возможность экстренного отключения определенных потребителей. Например, в составе систем пожарной сигнализации торговых комплексов: при подтверждении сигнала о пожаре дает команду на отключение рабочей зоны комплекса.

При подаче на выводы расцепителя переменного напряжения 220В с частотой 50 Гц толкатель расцепителя воздействует на рейку сброса, чем вызывает срабатывание механизма свободного расцепления и отключение автоматического выключателя. Отключение происходит, по сути, как при нажатии на кнопку «ТЕСТ». Выпускаются в трех типах исполнения: для ВА88-32/33, ВА88-35/37 и ВА88-40/43 IEK ® .

Расцепитель РМ-250/400 IEK ®

Расцепитель минимального напряжения (РМ)

Устройство контроля величины напряжения в одной из фаз. При падении напряжения ниже заданного номинала происходит выключение автоматического выключателя. При попытке последующего включения при пониженном напряжении рукоятка автомата не будет переводиться во включенное положение. Кроме того, устройство защищает питаемую через ВА88 IEK ® нагрузку от аварийного падения напряжения.

Данное решение применяется в системах, критичных к уровню питающего напряжения, например, при энергоснабжении промышленных холодильных установок.

Монтажные панели втычного (ПМ1) и выдвижного (ПМ2) типа

Позволяют оперативно отсоединять и присоединять автоматические выключатели без отключения проводников. В ассортименте имеется несколько вариантов панелей втычного и выдвижного исполнения, позволяющих выполнять заднее и фронтальное присоединения.

Решение используется в промышленных системах непрерывного цикла с тяжелыми режимами эксплуатации или высокими требованиями к надежности, где строго регламентируется продолжительность замены автомата по ресурсным показателям.

Привод ручной поворотный (ПРП)

Позволяет включать и отключать ВА88 IEK ® , установленный внутри щита без открывания двери.

Скоба для крепления на DIN-рейку

Позволяет устанавливать автоматические выключатели ВА88-32 и 33 IEK ® на DIN-рейку так же легко, как и модульные устройства.

Применение дополнительных устройств совместно с автоматическими выключателями серии ВА88 IEK ® правильно подобранного номинала позволяет реализовать практически любое схемное решение питания силового оборудования, обеспечив необходимую надежность, качество и ресурс.

Качество автоматических выключателей IEK ® серии ВА88 контролируется в собственной лаборатории IEK GROUP и на разных этапах производства и подтверждено сертификатами РФ.

Правильный подбор решения к конкретной задаче выполняется проектировщиком при разработке электроустановки. Критериями выбора служат характеристики нагрузки, условия применения, удаленность от потребителя, способ энергоснабжения потребителя, прогнозируемые аварии и т.д. Подбор оборудования персоналом без специальных знаний и опыта проектирования может привести к аварии на объекте даже при исправном оборудовании, поэтому во всех случаях следует обращаться к услугам специалистов, обладающих необходимой квалификацией.

Сириус-3-ЛВ-03

Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-3-ЛВ-03» предназначено для защиты воздушных и кабельных линий 110-220 кВ в сетях с эффективнозаземленной нейтралью, а также управления, автоматики и сигнализации высоковольтного выключателя с трехфазным управлением (АУВ, АПВ и УРОВ). Содержит набор ступенчатых защит относительной селективности.

Устройство имеет специальное исполнение «И4», обеспечивающее наиболее полный функционал при построении «цифровых подстанций» и развертывании «Smart Grid».

Функции защиты, выполняемые устройством:

• Четырехступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ с независимой выдержкой времени (ДЗ-1 ФФ, ДЗ-2, ДЗ-3 и ДЗ-4). Измерительные органы (ИО) сопротивления ступеней ДЗ в комплексной плоскости имеют полигональные характеристики срабатывания. Характеристики третьей и четвертой ступеней имеют регулируемый вырез для отстройки от срабатывания в нагрузочном режиме. Четвертая ступень ДЗ может действовать в прямом или обратном направлении. Контролируются сопротивления трех петель междуфазных КЗ (АВ, ВС и СА). Предусматривается пуск ступеней ДЗ от блокировки при качаниях (БК). При КЗ БК вводит в действие защиту на время, достаточное для срабатывания, и, если срабатывание защиты не произошло, блокирует ее. ПО БК реагируют на величины приращений токов пря- мой и обратной последовательности. Для предотвращения ложного действия ступеней ДЗ предусмотрена блокировка при неисправностях в цепях переменного напряжения (БНН).
• Одноступенчатая дистанционная защита от КЗ на землю с независимой выдержкой времени (ДЗ-1 ФЗ). ИО сопротивления ступени в комплексной плоскости имеет полигональную характеристику срабатывания. Контролируются сопротивления трех петель КЗ на землю (А0, В0 и С0). Пуск ступени производится только при появлении в защищаемой линии тока нулевой последовательности. Это обеспечивает срабатывание только при КЗ на землю и предотвращает ложное срабатывание при появлении качаний на защищаемой линии. Предусматривается контроль ступени от БНН.
• Пятиступенчатая направленная токовая защита нулевой последовательности от КЗ на землю с независимой выдержкой времени (ТЗНП-1, ТЗНП-2, ТЗНП-3, ТЗНП-4 и ТЗНП-5). Для обеспечения направленности действия ступеней ТЗНП реализованы два ОНМ нулевой последовательности: разрешающий и блокирующий. Предусмотрена блокировка по содержанию второй гармоники в токе нулевой последовательности для защиты от ложных срабатываний при броске тока намагничивания (БНТ) силового трансформатора. Для направленных ступеней ТЗНП предусмотрена возможность автоматического перевода в ненаправленный режим, либо вывод из действия данных ступеней при выявлении неисправностей в цепях переменного напряжения (срабатывание БНН).
• Поперечное ускорение ступени ТЗНП от защиты параллельной линии.
• Ненаправленная токовая отсечка с контролем тока трех фаз и независимой выдержкой времени (ТО). Предусматриваются различные режимы работы ТО: аварийная ступень (вводится в действие при неисправностях в цепях напряжения), ускоряющая ступень (вводится на заданное время после включения выключателя), постоянное действие (в нормальном режиме работы).
• Двухступенчатая ненаправленная максимальная токовая защита с контролем тока трех фаз и независимой выдержкой времени (МТЗ-1 и МТЗ-2). Предусматривается действие МТЗ в качестве аварийных ступеней, которые вводятся при неисправностях в цепях напряжения.
• Защита от обрыва фаз (ЗОФ) или перекоса нагрузки по отношению токов обратной и прямой последовательности с независимой выдержкой времени с действием на сигнал или на отключение.
• Автоматический ввод ускорения одной из ступеней ДЗ и ТЗНП при любом включении выключателя.
• Оперативное ускорение одной из ступеней ДЗ и ТЗНП при наличии сигналов на соответствующих дискретных входах.
• Трехступенчатая защита от перегрузки линии по току трех фаз с независимой выдержкой времени. Предусматривается действие первой ступени защиты на сигнал, второй и третей ступеней – на отключение линии или каждой из ступеней на отдельное выходное реле.
• Защита от повышения напряжения (ЗПН) с действием на реле отключения выключателя или на отдельное реле.
• Защита от появления в первичной сети напряжения нулевой последовательности с действием на отключение линии или на отдельное реле.

Функции автоматики, выполняемые устройством:

• Автоматика управления выключателем (АУВ) обеспечивает трехфазное управление, контроль и сигнализацию выключателя с трехфазным или пофазным приводом, с двумя электромагнитами отключения. В состав АУВ входят следующие функции:
  • операции отключения и включения выключателя по внешним командам. Защита от многократного включения выключателя;
  • контроль целостности цепей электромагнитов управления (ЭМУ);
  • контроль состояния выключателя по ряду входных дискретных сигналов;
  • защита электромагнитов управления от длительного протекания тока с действием на отдельные выходные реле;
  • защита от непереключения фаз (ЗНФ) и неполнофазного режима (ЗНФР) с действием на реле отключения выключателя и на пуск УРОВ соответственно. Защита применяется при использовании выключателя с пофазным приводом;
  • двухступенчатая защита от снижения давления элегаза (воздуха) в выключателе. Срабатывает при появлении на соответствующих дискретных входах сигнала о снижении давления. Действует на сигнал и на ускоренное срабатывание схемы УРОВ при попытке отключения от одной из защит.
  • с автоматической проверкой исправности выключателя (с контролем по току и предварительной выработкой команды отключения резервируемого выключателя);
  • с дублированным пуском от защит с использованием реле положения «Включено» выключателя (с контролем по току и контролем посылки отключающего импульса на отключение выключателя от защит).

  Дополнительные сервисные функции:

  • Определение вида и расстояния до места повреждения (ОМП) методом одностороннего замера на основе дистанционного принципа с компенсацией влияния переходного сопротивления и контролем тока нулевой последовательности параллельной линии. Фиксация параметров для двустороннего уточняющего расчета.
  • Аварийный осциллограф аналоговых и дискретных сигналов с возможностью гибкой настройки условий пуска, длины и количества осциллограмм.
  • Регистратор событий.
  • Технический учет активной и реактивной электроэнергии.
  • Регистрация и отображение большинства электрических параметров системы.
  • Возможность встраивания устройства в систему единого точного времени подстанции или станции.
  • Восемь наборов уставок с возможностью выбора текущего с помощью дискретных входов.
  • Большое число программируемых реле с возможностью подключения к одной из выбранных точек функциональной схемы.
  • Программируемые светодиоды на лицевой панели с возможностью подключения к одной из выбранных точек функциональной схемы, задания цвета и режима работы.
  • Входы с программируемой функцией, задаваемой потребителем (ранжируемые входы), предназначенные для расширения функциональности устройства.
  • Возможность работы реле сигнализации «Сигнал» в непрерывном или импульсном режиме работы.
  • Наличие трех независимых интерфейсов связи для встраивания в АСУ ТП.

  Устройство обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:

  • выполнение функций защит, автоматики и управления, определенных ПУЭ и ПТЭ;
  • задание внутренней конфигурации (ввод/вывод защит и автоматики, выбор защитных характеристик и т.д.);
  • ввод и хранение уставок защит и автоматики;
  • контроль и индикацию положения выключателя, а также контроль исправности его цепей управления;
  • индикацию положения выключателя;
  • контроль и индикацию неисправностей во вторичных цепях ТН;
  • определение вида и расстояния до места повреждения;
  • передачу параметров аварии, ввод и изменение уставок по линии связи;
  • непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;
  • блокировку всех выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний;
  • возможность подключения по цепям тока к ТТ с номинальным вторичным током 1 А и 5 А;
  • получение дискретных сигналов управления и блокировок, выдачу команд управления, аварийной и предупредительной сигнализации;
  • гальваническую развязку всех входов и выходов, включая питание, для обеспечения высокой помехозащищенности;
  • высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям, возникающим во вторичных цепях присоединения.

  Устройство не срабатывает ложно и не повреждается:

  • при снятии и подаче оперативного тока, а также при перерывах питания любой длительности с последующим восстановлением;
  • при подаче напряжения оперативного постоянного тока обратной полярности;
  • при замыкании на землю цепей оперативного тока.

  Технические характеристики устройства Сириус-3-ЛВ-03

  Характеристика	Значение
  Число аналоговых входов по току	4
  Число аналоговых входов по напряжению	6
  Число дискретных входов	50
  Число дискретных выходных сигналов (групп контактов)	24 (45)
  Габаритные размеры (ВхШхГ), мм	310х310х245
  Масса, кг, не более	12

  IP52 со стороны лицевой панели

  IP20 по остальным элементам

  Устройство имеет полностью положительное заключение аттестационной комиссии ОАО «Россети» и рекомендовано к применению.

  Устройство «Сириус-3-ЛВ-03» доступно для заказа в нескольких исполнениях. Конкретное исполнение устройства указывается в его обозначении, состоящем из следующих элементов:

  Устройство «Сириус-3-ЛВ-03-nn-ss», где

  «Сириус-3-ЛВ-03» — фирменное название устройства;

  nn – исполнение устройства по напряжению оперативного тока:
  110В – для напряжения питания 110 В постоянного тока;
  220В – для напряжения питания 220 В постоянного или переменного тока;

  ss – тип интерфейса связи с АСУ:
  И1 – два интерфейса RS485;
  И3 – один интерфейс RS485, один интерфейс Ethernet по «витой паре» (100BASE-TX) и протокол обмена Modbus TCP;
  И4-FX — один интерфейс RS485, два оптических интерфейса Ethernet (100BASE-FX) и протокол обмена МЭК 61850 (редакция 2);
  И4-TX — один интерфейс RS485, два интерфейса Ethernet по «витой паре » (100BASE-TX) и протокол обмена МЭК 61850 (редакция 2).

  Пример записи обозначения устройства «Сириус-3-ЛВ-03» с напряжением оперативного питания 220 В и дополнительным интерфейсом RS485 при заказе: «Устройство Сириус-3-ЛВ-03-220В-И1».

  Источник https://www.iek.ru/native/va88/

  Источник https://www.rza.ru/catalog/rezervnie-zashiti-i-auv-prisoedineniy-110-220-kv/sirius-3-lv-03.php

  Источник