Выбор автоматических выключателей производится по параметрам нормального режима, и проверяется по условиям пиковых режимов и режимов короткого замыкания [6].

Соответствие номинального напряжения автоматического выключателя номинальному напряжению сети:

(4.37)

где U_ном.а – номинальное напряжение автоматического выключателя, В; U_ном.с – номинальное напряжение сети, В.

Выбранные автоматические выключатели удовлетворяют этому условию 4.37, поскольку напряжение сети 380 В, напряжение номинальное у автоматов 380 В.

2. Соответствие номинального тока автоматического выключателя расчетном току защищаемой цепи:

(4.38)

где I_н.а – номинальный ток автоматического выключателя, А; I_p.max – максимальный рабочий ток цепи, защищаемой автоматическим выключателем, А.

3. Расцепитель автоматического выключателя выбирают из условия отстройки от рабочих и пиковых токов.

где К_н – коэффициент надежности, который выбирается в зависимости от типа расцепителя (см. приложение 28).

4. Предельно допустимый ток отключения автоматического выключателя:

,

(4.40)

где  – максимальное значение тока при трёхфазном коротком замыкании (КЗ) за автоматическим выключателем.

В [7; 8] отмечено, что при отсутствии данных о фактически используемых в условиях эксплуатации коэффициентах трансформации трансформаторов и автотрансформаторов, а также при проведении ориентировочных расчетов допустимо принимать их равными отношению средних номинальных напряжений сетей, связанных этими трансформаторами и автотрансформаторами. Для сетей до 220 кВ включительно:

Тогда U_ср.ном = 0,23; 0,4; 0,69; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 37,0; 115; 230.

При расчете токов короткого замыкания пользуются ориентировочными расчетами, которые заключаются в следующем:

- если сопротивление элемента х задано в Омах, ток трёхфазного короткого замыкания:

;

(4.42)

- если х задано в относительных единицах:

(4.43)

где I_ном – номинальный ток элемента, за которым произошло короткое замыкание.

Определим максимальный ток короткого замыкания за трансформатором ТМГ-160 с параметрами: S_Т = 160 кВ∙А, U_В/U_Н = 10/0,4 кВ, u_к = 4,5 %. Примем, что U_б = U_осн = U_ср.ном = U_Н = 0,4 кВ. Сопротивление трансформатора в именованных единицах:

(4.44)

Ток трехфазного КЗ:

Для расчета в относительных единицах требуется вычислить номинальный ток трансформатора:

;

(4.45)

Сопротивление трансформатора в относительных единицах:

(4.46)

Тогда ток трёхфазного КЗ:

.

Условие выполняется, значит, автоматический выключатель для защиты ВЛ № 1, отходящей от ТП № 1, выбран правильно.

Результаты проверки автоматического выключателя приведены в таблице 4.19.

Таблица 4.19 – Результаты проверки выбора автомата

по условию предельно допустимого тока

№ ТП	№ ВЛИ	uк%	Uн, кВ	Sт, МВА	хт, Ом	, кА	, кА	, о.е.	, кА (через о.е.)
1	1	4,5	0,4	0,16	0,045	5,13	0,231	0,045	5,13
	2	4,5	0,4	0,16	0,045	5,13	0,231	0,045	5,13
2	1	4,5	0,4	0,1	0,072	3,21	0,144	0,045	3,21
	2	4,5	0,4	0,1	0,072	3,21	0,144	0,045	3,21
3	1	4,5	0,4	0,1	0,072	3,21	0,144	0,045	3,21
	2	4,5	0,4	0,1	0,072	3,21	0,144	0,045	3,21
4	1	4,5	0,4	0,1	0,072	3,21	0,144	0,045	3,21
	2	4,5	0,4	0,1	0,072	3,21	0,144	0,045	3,21
5	1	4,5	0,4	0,4	0,018	12,83	0,577	0,045	12,83
	2	4,5	0,4	0,4	0,018	12,83	0,577	0,045	12,83
	3	4,5	0,4	0,4	0,018	12,83	0,577	0,045	12,83

5. Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен осуществлять мгновенную максимальную токовую отсечку. Для этого должна быть обеспечена селективность работы отсечки и ток срабатывания:

(4.47)

где I_наг – расчетный ток нагрузки. Ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя проверяется по условию:

.

(4.48)

6. Коэффициент чувствительности отсечки (электромагнитного расцепителя) должен удовлетворять следующему условию:

(4.49)

где – ток двухфазного короткого замыкания в месте установки автомата, который можно рассчитать по формуле:

(4.50)

7. Коэффициент чувствительности отсечки к однофазному току КЗ в конце ЛЭП:

(4.51)

где – минимальное значение тока однофазного короткого замыкания в конце защищаемой зоны, А; К_р – коэффициент разброса принимается по характеристике автоматического выключателя и его максимальное значение равно 1,3. При отсутствии данных о разбросе произведение 1,1∙К_р рекомендуется принимать равным не менее 1,4…1,5.

Учитывая рекомендации [11], рассчитывается минимальный ток однофазного замыкания по приближенной формуле:

(4.52)

где – ток однофазного КЗ, А; U_ф – фазное напряжение сети, В; Z_т /3 – полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус, Ом; Z_ц – полное сопротивление цепи фазный провод-нулевой провод, Ом.

Полное сопротивление Z_ц представляет собой геометрическую сумму активных и индуктивных сопротивлений отдельных участков цепи фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ. Оно определяется по приложению 12 таблица 2. При расчете важно учитывать длину петли фаза-нуль.

Полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус определяется по приложению 11, таблица 1.

Полученные результаты сводятся в таблицу 4.20.

Таблица 4.20 – Результаты расчетов

№ ТП	№ ВЛИ	Uф, В	,Ом	Zц, Ом	, А	Iс.отс, А		l, км
1	1	380	0,162	0,192	1 074	143,59	7,5	0,182
	2	380	0,162	0,191	1 077	143,59	7,5	0,181
	3	380	0,162	0,406	669	105,49	6,3	0,385
2	1	380	0,259	0,472	520	98,64	5,3	0,319
	2	380	0,259	0,406	572	109,10	5,2	0,274
3	1	380	0,259	0,459	529	132,41	4,0	0,592
	2	380	0,259	0,425	555	115,30	4,8	0,548
4	1	380	0,259	0,281	703	136,74	5,1	0,267
	2	380	0,259	0,404	573	96,86	5,9	0,383
5	1	380	0,065	0,647	534	90,60	5,9	0,308
	2	380	0,065	0,008	5 231	607,74	8,6	0,025
	3	380	0,065	0,121	2 039	41,79	48,8	0,082

Условие (4.51) выполняется для всех выбранных автоматических выключателей.

4.8.2. Защита трансформаторов 10/0,4 кВ плавкими
предохранителями

Выбирая плавкий предохранитель, необходимо учитывать:

1. Номинальное напряжение предохранителей и их плавких вставок должно быть равно номинальному напряжению сети:

.

(4.53)

2. Номинальный ток отключения выбранного предохранителя должен быть равен или больше максимального значения тока КЗ в месте установки предохранителя:

(4.54)

3. Номинальный ток плавкой вставки I_ном.вс для предохранителей со стороны высшего напряжения выбирается равным примерно двукратному номинальному току трансформатора (приложение 10):

(4.55)

При возможных перегрузках трансформатора, при бросках тока намагничивания во время включения трансформатора это условие обеспечивает несрабатывание предохранителя, а также селективность с защитой, установленной на стороне низшего напряжения этого трансформатора.

4. Селективность защиты будет обеспечиваться, если время плавления вставки на стороне высокого напряжения будет больше времени срабатывания защиты на низкой стороне:

Существует три варианта выполнения защиты на стороне 0,4 кВ

- плавкими предохранителями;

- автоматическими выключателями с мгновенным действием;

- селективными автоматическими выключателями (с зависимой выдержкой времени).

Для защиты трансформаторов 10/0,4 выбираются предохранители типа ПКТ. Данные предохранителей, плавкой вставки и других необходимых для выполнения условий параметров приведены в таблице 4.21.

Таблица 4.21 – Проверка правильности выбора предохранителей

Выбранные предохранители обеспечивают защиту трансформаторов при коротких замыканиях.