Vad är selektiviteten för skydd i elektriska installationer

Vid drift och konstruktion av en elektrisk krets ägnas alltid uppmärksamhet åt frågor om dess säker användning. För detta ändamål är alla elektriska enheter skyddade med speciella enheter som väljs och placeras strikt enligt ett visst hierarkiskt förhållande.

Till exempel när en mobiltelefon laddas styrs dess flöde av skyddet inbyggt i batteriet. Den stänger av laddningsströmmen i slutet av kapacitetsuppbyggnaden. När en kortslutning uppstår inuti batteriet, går säkringen som är installerad i laddaren och kopplar ur kretsen.

Om detta av någon anledning inte händer, styrs felet i uttaget av strömbrytaren på lägenhetspanelen, och dess funktion är försäkrad av huvudmaskinen. Denna sekvens av alternativa försvarsåtgärder kan övervägas vidare.

Dess modeller bestäms av principen om selektivitet, som också kallas selektivitet, som betonar funktionen att välja eller bestämma platsen för felet som ska inaktiveras.

Typer av selektivitet

Selektivitetsmetoder för elektriskt skydd bildas under skapandet av projektet och upprätthålls under drift på ett sådant sätt att de snabbt identifierar platsen för uppkomsten av ett fel i elektrisk utrustning och separerar den från arbetskretsen med de minsta förlusterna för den.

I det här fallet är skyddstäckningsområdet uppdelat enligt selektivitet i:

1. absolut;

2. släkting.

Den första typen av skydd kontrollerar helt arbetsområdet och reparerar endast skador i det. Inbyggda elektriska apparater fungerar på denna modell. brytare.

Enheter byggda på en relativ basis fyller fler funktioner. De utesluter fel i sin zon och närliggande, men när absolut typskydd inte har fungerat i dem.

Väljusterat skydd definierar:

1. plats och typ av skada;

2. skillnaden mellan ett onormalt men tillåtet läge från en situation som kan orsaka mycket allvarlig skada på utrustningen i en elektrisk installation i det kontrollerade området.

Enheter konfigurerade endast i den första åtgärden fungerar vanligtvis på icke-kritiska nätverk upp till 1000 volt. För högspänningsinstallationer försök att tillämpa båda principerna. I detta syfte ingår följande i skyddet:

• blockeringsscheman;

• precisionsmätanordningar;

• system för informationsutbyte;

• speciella logiska algoritmer.

Skydd mot överström som överstiger märklasten av någon anledning tillhandahålls mellan två seriekopplade brytare.I det här fallet måste omkopplaren närmast användaren med ett fel stänga av felet genom att öppna dess kontakter, och fjärrkontrollen måste fortsätta att mata spänning till sin sektion.

I det här fallet övervägs två typer av selektivitet:

1. avslutad;

2. partiell.

Om skyddet närmast felet helt kan eliminera felet i hela inställningsområdet utan att utlösa fjärrbrytaren, anses det vara komplett.

Partiell selektivitet är inneboende i kortdistansskydd konfigurerade för att fungera upp till en viss begränsande selektivitet Is. Om den överskrids träder fjärrbrytaren i funktion.

Överbelastnings- och kortslutningszoner i selektiva skydd

Strömgränser specificerade för drift automatiska säkerhetsbrytare, är indelade i två grupper:

1. överbelastningsläge;

2. kortslutningsområde.

För att underlätta förklaringen gäller denna princip för strömbrytarnas strömegenskaper.

De är inställda att arbeta i överbelastningszonen med märkströmmar upp till 8 ÷ 10 gånger.

I detta område fungerar huvudsakligen termiska eller termomagnetiska skyddsutsläpp. Kortslutningsströmmar faller mycket sällan in i denna zon.

Kortslutningszonen åtföljs vanligtvis av strömmar som överstiger brytarnas nominella belastning med 8 ÷ 10 gånger och kännetecknas av allvarlig skada på den elektriska kretsen.

För att stänga av dem används elektromagnetiska eller elektroniska utlösare.

Metoder för att skapa selektivitet

För överströmsområdet skapas skydd som fungerar enligt principen om tidsströmselektivitet.

Kortslutningszonen bildas baserat på:

1. ström;

2. tillfällig;

3. energi;

4. områdeselektivitet.

Tidselektivitet skapas genom att välja olika tidsfördröjningar för skyddsoperationen. Denna metod kan tillämpas även på enheter med samma aktuella inställning men olika timing som visas i figuren.

Till exempel är skydd nr 1 närmast utrustningen inställt att fungera i händelse av en kortslutning med en tid nära 0,02 s, och dess funktion tillhandahålls av den mer avlägsna nr 2 med en inställning på 0,5 s.

Det längsta skyddet med en avstängningstid på en sekund stödjer driften av de tidigare enheterna i händelse av ett eventuellt fel.

Strömselektivitet reglerad för drift när tillåtna belastningar överskrids. Grovt sett kan denna princip förklaras med följande exempel.

Tre skydd i serie övervakar kortslutningsströmmen och är konfigurerade att fungera med en tid på 0,02 s, men med olika ströminställningar på 10, 15 och 20 ampere. Därför kommer utrustningen först att kopplas bort från skyddsanordningen nr 1, och nr 2 och nr 3 kommer selektivt att försäkra den.

Att realisera tid eller strömselektivitet i sin renaste form kräver användning av känsliga ström- och tidssensorer eller reläer. I det här fallet skapas en ganska komplex elektrisk krets, som i praktiken vanligtvis kombinerar båda de övervägda principerna och inte tillämpas i sin rena form.

Selektivitet av tidsströmskydd

För att skydda elektriska installationer med en spänning på upp till 1000 volt används automatiska strömbrytare, som har en kombinerad tidsströmkarakteristik.Låt oss undersöka denna princip med hjälp av exemplet med två seriekopplade maskiner placerade vid ändarna av linjen på last- och matningssidan.

Tidselektivitet bestämmer hur strömbrytaren är inställd att lösa ut när den är nära konsumenten snarare än i slutet av generatorn.

Den vänstra grafen visar fallet med den längsta utlösningstiden för den övre skyddskurvan på lastsidan, och den högra visar den kortaste tiden för effektbrytaren i matningsänden. Detta möjliggör en mer detaljerad analys av manifestationen av skyddens selektivitet.

Omkopplaren «B» placerad närmare den medföljande utrustningen, på grund av användningen av tidsströmselektivitet, fungerar tidigare och snabbare, och omkopplaren «A» behåller den i händelse av fel.

Aktuell selektivitet för skydd

I denna metod kan selektiviteten bildas genom att skapa en viss nätverkskonfiguration, till exempel inkluderad i kretsen av en kabel eller luftledning, som har ett elektriskt motstånd. I det här fallet beror värdet på kortslutningsströmmen mellan generatorn och konsumenten på platsen för felet.

Vid strömänden av kabeln kommer den att ha ett maxvärde på säg 3 kA och i den motsatta änden ett minimivärde på säg 1 kA.

I händelse av en kortslutning nära omkopplaren A bör skyddet av änden B (I kz1kA) inte fungera, då bör det ta bort spänningen från utrustningen. För korrekt funktion av skydden är det nödvändigt att ta hänsyn till storleken på de verkliga strömmarna som passerar genom omkopplarna i nödläge.

Det bör förstås att för att säkerställa full selektivitet med denna metod är det nödvändigt att ha ett stort motstånd mellan de två omkopplarna, vilket kan bildas på grund av:

• förlängd kraftledning;

• placering av transformatorlindning;

• införande i kabelbrott med reducerat tvärsnitt eller på annat sätt.

Därför, med denna metod, är selektiviteten ofta partiell.

Tidsselektivitet för skydd

Denna metod för selektivitet kompletterar vanligtvis den tidigare metoden, med hänsyn till tiderna:

• bestämning genom skyddet av platsen och början av utvecklingen av felet;

• trigger vid avstängning.

Bildandet av algoritmen för skyddsoperationen utförs på grund av den gradvisa konvergensen av ströminställningarna och tiden när kortslutningsströmmarna flyttar till strömkällan.

Tidselektivitet kan skapas av maskiner med samma aktuella klassificeringar när de har möjlighet att justera svarsfördröjningen.

Med denna metod för att skydda omkopplare B stängs felet av, och omkopplare A - de styr hela processen och är redo för drift. Om kortslutningen inte elimineras under den tid som tilldelats för driften av skydden B, elimineras felet genom verkan av skydden på A-sidan.

Energiselektivitet för skydd

Metoden bygger på användningen av speciella nya typer av brytare, tillverkade i ett gjutet hölje och som kan fungera så snabbt som möjligt när kortslutningsströmmarna inte ens hunnit nå sina maximala värden.

Hastighetsautomater av detta slag arbetar under några millisekunder medan de transienta aperiodiska komponenterna fortfarande är aktiva.Under sådana förhållanden, på grund av den höga dynamiken i flödet av laster, är det svårt att koordinera skyddens faktiska funktionstid-strömkarakteristika.

Slutanvändaren har få eller inga spår av energiselektivitetsegenskaperna. De tillhandahålls av tillverkaren i form av grafer, beräkningsprogram, tabeller.

Denna metod måste ta hänsyn till de specifika driftsförhållandena för termomagnetiska och elektroniska utlösningar på försörjningssidan.

Zonselektivitet för försvaret

Denna typ av selektivitet är en typ av tidsmässig egenskap. För dess funktion används strömmätningsanordningar på varje sida, mellan vilka information ständigt utbyts och strömvektorer jämförs.

Zonselektivitet kan bildas på två sätt:

1. Signaler från båda ändarna av det övervakade området skickas till logikskyddsövervakningsenheten samtidigt. Den jämför värdena för ingångsströmmarna och bestämmer att brytaren ska öppna;

2. informationen om de överskattade värdena för strömvektorerna på båda sidor kommer i form av en blockeringssignal till den logiska delen av skyddet på en högre nivå av hierarki på strömförsörjningssidan. Om det finns en blockeringssignal under, är nedströmsströmbrytaren avstängd. När bottenutlösningsförbudet inte tas emot tas spänningen bort från toppskyddet.

Med dessa metoder är avstängningen mycket snabbare än med tidsselektivitet. Detta garanterar mindre skador på elektrisk utrustning, lägre dynamiska och termiska belastningar i systemet.

Men selektivitetszonindelningsmetoden kräver skapandet av ytterligare komplexa tekniska system för mätning, logik och informationsutbyte, vilket ökar kostnaderna för utrustningen. Av dessa skäl används dessa högfrekventa blockeringstekniker i transmissionsledningar och högspänningstransformatorstationer som överför kontinuerligt stora kraftflöden.

Höghastighetsbrytare för luft, olja eller SF6 som kan koppla om stora strömbelastningar används för detta ändamål.