Aká je selektivita ochrany v elektrických inštaláciách

Pri prevádzke a návrhu elektrického obvodu sa vždy venuje pozornosť otázkam jeho bezpečného používania. Na tento účel sú všetky elektrické zariadenia chránené špeciálnymi zariadeniami, ktoré sú vybrané a umiestnené striktne podľa určitého hierarchického vzťahu.

Napríklad pri nabíjaní mobilného telefónu je jeho prietok riadený ochranou zabudovanou v batérii. Na konci budovania kapacity preruší nabíjací prúd. Keď dôjde ku skratu vo vnútri batérie, poistka nainštalovaná v nabíjačke sa prepáli a odpojí obvod.

Ak sa to z nejakého dôvodu nestane, potom je porucha vo vývode riadená ističom na paneli bytu a jeho činnosť je poistená hlavným strojom. O tomto slede alternatívnych akcií obranných systémov možno ďalej uvažovať.

Jeho modely sú určené princípom selektivity, ktorý sa tiež nazýva selektivita, pričom sa zdôrazňuje funkcia výberu alebo určenia miesta poruchy, ktorá sa má vypnúť.

Typy selektivity

Metódy selektivity elektrickej ochrany sa vytvárajú pri vytváraní projektu a udržiavajú sa počas prevádzky tak, aby rýchlo identifikovali miesto výskytu poruchy v elektrickom zariadení a oddelili ho od pracovného okruhu s najmenšími stratami.

V tomto prípade je oblasť krytia ochrany rozdelená podľa selektivity na:

1. absolútna;

2. príbuzný.

Prvý typ ochrany úplne kontroluje pracovnú oblasť a opravuje škody iba v nej. Na tomto modeli fungujú vstavané elektrospotrebiče. istič.

Zariadenia postavené na relatívnom základe vykonávajú viac funkcií. Vylučujú poruchy vo svojej zóne a susedných, ale keď v nich nefungujú absolútne typové ochrany.

Dobre nastavená ochrana definuje:

1. miesto a druh poškodenia;

2. rozdiel medzi abnormálnym, ale prípustným režimom od situácie, ktorá môže spôsobiť veľmi vážne poškodenie zariadenia elektrickej inštalácie v kontrolovanom pásme.

Zariadenia nakonfigurované iba v prvej akcii zvyčajne fungujú v nekritických sieťach do 1000 voltov. Pre vysokonapäťové elektrické inštalácie skúste použiť oba princípy. Na tento účel sú do ochrany zahrnuté:

• blokovacie schémy;

• presné meracie zariadenia;

• systémy výmeny informácií;

• špeciálne logické algoritmy.

Ochrana proti nadprúdu prekračujúcemu menovité zaťaženie z akéhokoľvek dôvodu je zabezpečená medzi dvoma ističmi zapojenými do série.V tomto prípade musí vypínač najbližšie k užívateľovi s poruchou vypnúť poruchu otvorením svojich kontaktov a vzdialený musí naďalej dodávať napätie do svojej sekcie.

V tomto prípade sa berú do úvahy dva typy selektivity:

1. dokončený;

2. čiastočný.

Ak je ochrana najbližšie k poruche schopná úplne odstrániť poruchu v celom rozsahu nastavenia bez spustenia diaľkového spínača, potom sa považuje za kompletnú.

Čiastočná selektivita je prirodzená pre ochrany na krátku vzdialenosť nakonfigurované tak, aby fungovali až do určitej obmedzujúcej selektivity Is. Ak je prekročená, aktivuje sa diaľkový spínač.

Zóny preťaženia a skratu v selektívnych ochrane

Limity prúdu špecifikované pre prevádzku automatické bezpečnostné spínače, sú rozdelené do dvoch skupín:

1. režim preťaženia;

2. oblasť skratu.

Pre jednoduchosť vysvetlenia sa tento princíp vzťahuje na prúdové charakteristiky ističov.

Sú nastavené na prácu v zóne preťaženia s menovitými prúdmi až 8 ÷ 10 krát.

V tejto oblasti fungujú najmä tepelné alebo termomagnetické ochranné spúšte. Skratové prúdy veľmi zriedkavo spadajú do tejto zóny.

Zóna výskytu skratu je zvyčajne sprevádzaná prúdmi, ktoré prekračujú menovité zaťaženie ističov 8 ÷ 10 krát a sú charakterizované vážnym poškodením elektrického obvodu.

Na ich vypnutie sa používajú elektromagnetické alebo elektronické spúšte.

Metódy vytvárania selektivity

Pre nadprúdový rozsah sú vytvorené ochrany, ktoré fungujú na princípe selektivity časového prúdu.

Zóna skratu je vytvorená na základe:

1. prúd;

2. dočasné;

3. energia;

4. plošná selektivita.

Časová selektivita je vytvorená voľbou rôznych časových oneskorení pre ochrannú operáciu. Túto metódu možno použiť aj na zariadenia s rovnakým nastavením prúdu, ale odlišným časovaním, ako je znázornené na obrázku.

Napríklad ochrana č.1 najbližšie k zariadeniu je nastavená na činnosť pri skrate s časom blízkym 0,02 s a jej činnosť zabezpečuje vzdialenejšia č.2 s nastavením na 0,5 s.

Najvzdialenejšia ochrana s dobou vypnutia jedna sekunda podporuje činnosť predchádzajúcich zariadení v prípade možnej poruchy.

Prúdová selektivita regulovaná pre prevádzku pri prekročení prípustných zaťažení. Zhruba tento princíp možno vysvetliť na nasledujúcom príklade.

Tri ochrany v sérii monitorujú skratový prúd a sú nakonfigurované tak, aby fungovali s časom 0,02 s, ale s rôznymi nastaveniami prúdu 10, 15 a 20 ampérov. Preto sa zariadenie najskôr odpojí od ochranného zariadenia č.1 a č.2 a č.3 ho selektívne poistia.

Realizácia časovej alebo prúdovej selektivity v jej najčistejšej forme vyžaduje použitie citlivých prúdových a časových senzorov alebo relé. V tomto prípade vzniká pomerne zložitý elektrický obvod, ktorý v praxi zvyčajne kombinuje oba uvažované princípy a neuplatňuje sa v čistej forme.

Selektivita ochrany časového prúdu

Na ochranu elektrických inštalácií s napätím do 1000 voltov sa používajú automatické spínače, ktoré majú kombinovanú časovo-prúdovú charakteristiku.Preskúmajme tento princíp na príklade dvoch sériovo zapojených strojov umiestnených na koncoch linky na strane záťaže a napájania.

Časová selektivita určuje, ako je istič nastavený na vypnutie, keď je v blízkosti spotrebiča a nie na konci generátora.

Ľavý graf znázorňuje prípad najdlhšieho času vypnutia hornej ochrannej krivky na strane záťaže a pravý znázorňuje najkratší čas ističa na napájacej strane. To umožňuje podrobnejšiu analýzu prejavu selektivity ochrán.

Prepínač «B» umiestnený bližšie k dodávanému zariadeniu vďaka využitiu selektivity časového prúdu pracuje skôr a rýchlejšie a prepínač «A» ho v prípade poruchy zadrží.

Súčasná selektivita ochrany

Pri tomto spôsobe môže byť selektivita vytvorená vytvorením určitej konfigurácie siete, napríklad zahrnutej v obvode kábla alebo nadzemného elektrického vedenia, ktorá má elektrický odpor. V tomto prípade závisí hodnota skratového prúdu medzi generátorom a spotrebičom od miesta poruchy.

Na silovom konci kábla bude mať maximálnu hodnotu povedzme 3 kA a na opačnom konci minimálnu hodnotu povedzme 1 kA.

V prípade skratu v blízkosti spínača A by ochrana konca B (I kz1kA) nemala fungovať, potom by mala odstrániť napätie zo zariadenia. Pre správnu činnosť ochrán je potrebné brať do úvahy veľkosť reálnych prúdov prechádzajúcich spínačmi v núdzovom režime.

Malo by byť zrejmé, že na zabezpečenie plnej selektivity pri tejto metóde je potrebné mať veľký odpor medzi dvoma spínačmi, ktorý sa môže vytvoriť v dôsledku:

• predĺžené elektrické vedenie;

• umiestnenie vinutia transformátora;

• zahrnutie do prerušenia kábla so zníženým prierezom alebo inými spôsobmi.

Preto je pri tejto metóde selektivita často čiastočná.

Časová selektivita ochrany

Táto metóda selektivity zvyčajne dopĺňa predchádzajúcu metódu, berúc do úvahy časy:

• určenie ochranou miesta a začiatok vývoja poruchy;

• spúšť pri vypnutí.

Tvorba algoritmu ochrannej operácie sa uskutočňuje v dôsledku postupnej konvergencie nastavení prúdu a času, keď sa skratové prúdy presunú do zdroja energie.

Časovú selektivitu môžu vytvoriť stroje s rovnakými menovitými prúdmi, keď majú schopnosť upraviť oneskorenie odozvy.

Pri tomto spôsobe ochrany spínač B je porucha vypnutá a spínač A — riadia celý proces a sú pripravené na prevádzku. Ak počas doby vyhradenej na činnosť ochrán B nedôjde k odstráneniu skratu, porucha sa odstráni pôsobením ochrán na strane A.

Energetická selektivita ochrán

Metóda je založená na použití špeciálnych nových typov ističov vyrobených v lisovanej skrini a schopných čo najrýchlejšej prevádzky, keď skratové prúdy ešte nestihli dosiahnuť svoje maximálne hodnoty.

Frekvenčné automaty tohto druhu pracujú niekoľko milisekúnd, zatiaľ čo prechodné aperiodické zložky sú stále aktívne.Za takýchto podmienok je v dôsledku vysokej dynamiky toku záťaží ťažké koordinovať aktuálne prevádzkové časovo-prúdové charakteristiky ochrán.

Koncový užívateľ má malú alebo žiadnu stopu po charakteristikách energetickej selektivity. Dodáva ich výrobca vo forme grafov, výpočtových programov, tabuliek.

Táto metóda musí brať do úvahy špecifické prevádzkové podmienky pre termomagnetické a elektronické spúšte na strane napájania.

Zónová selektivita obrany

Tento typ selektivity je typom časovej charakteristiky. Na jeho fungovanie slúžia na každej strane prístroje na meranie prúdu, medzi ktorými sa neustále vymieňajú informácie a porovnávajú sa prúdové vektory.

Zónová selektivita môže byť vytvorená dvoma spôsobmi:

1. Signály z oboch koncov monitorovanej oblasti sú súčasne odosielané do monitorovacieho zariadenia logickej ochrany. Porovnáva hodnoty vstupných prúdov a určuje, aby sa istič otvoril;

2. informácia o nadhodnotených hodnotách prúdových vektorov na oboch stranách prichádza vo forme blokovacieho signálu do logickej časti ochrany na vyššej úrovni hierarchie na strane napájania. Ak je pod ním blokovací signál, potom je výstupný spínač vypnutý. Keď sa neprijme zákaz spodného vypnutia, napätie sa odstráni z hornej ochrany.

Pri týchto metódach je vypnutie oveľa rýchlejšie ako pri časovej selektivite. To zaručuje menšie poškodenie elektrických zariadení, nižšie dynamické a tepelné zaťaženie v systéme.

Metóda selektívneho zónovania si však vyžaduje vytvorenie dodatočných zložitých technických systémov na meranie, logiku a výmenu informácií, čo zvyšuje náklady na zariadenia. Z týchto dôvodov sa tieto vysokofrekvenčné blokovacie techniky používajú v prenosových vedeniach a rozvodniach vysokého napätia. ktoré nepretržite prenášajú veľké toky energie.

Na tento účel sa používajú vysokorýchlostné vzduchové, olejové alebo SF6 ističe schopné spínať obrovské prúdové záťaže.