Какво представлява селективността на прекъсвачите + принципи за изчисляване на селективността

Селективността или селективността на прекъсвачите е ключова за осигуряване на надеждна работа на електрическа верига. Тази функция помага за предотвратяване на извънредни ситуации и повишава безопасността на по-високо ниво.

В случай на претоварване на линията или късо съединение, само линията с повреда е защитена, останалата част от електрическата инсталация остава в работно състояние. Ще анализираме подробно защо това се случва в тази статия, ще разгледаме основните задачи на селективната защита, диаграмите на свързване и техните характеристики.

Ще обърнем внимание и на изчисляването на селективността и правилата за създаване на карта, предоставяйки материала с визуални диаграми, таблици и снимки. И ние ще допълним статията с подробни обяснения във видеоклипове.

Значението и основните задачи на селективната защита

Безопасната работа и стабилната работа на електрическите инсталации са задачите, възложени на селективната защита. Той моментално изчислява и отрязва увредената зона, без да прекъсва електрозахранването на здрави зони. Селективността намалява натоварването на инсталацията и намалява последствията от късо съединение.

При добре функционираща работа на прекъсвачите, заявките за непрекъснато електрозахранване и, като следствие, технологичният процес се удовлетворяват максимално.

Когато автоматичното оборудване, което извършва отварянето, се повреди в резултат на късо съединение, благодарение на селективността, потребителите ще получат нормално захранване.

Правилото, според което количеството ток, преминаващ през всички разпределителни превключватели, монтирани зад входния прекъсвач, е по-малко от определения ток на последния, е в основата на селективната защита.

Общо тези деноминации може да има и повече, но всеки отделен трябва да е поне едно стъпало под въвеждащото. Така че, ако на входа е инсталиран прекъсвач от 50 ампера, тогава до него е инсталиран превключвател с номинален ток 40 A.

Прекъсвачът се състои от следните елементи: лост (1), винтови клеми (2), подвижни и неподвижни контакти (3, 4), биметална пластина (5), регулиращ винт (6), соленоид (7), решетка за гасене на дъгата (8) , резета (9)

С помощта на лоста можете да включвате или изключвате текущия вход към клемите. Контактите са свързани към клемите и фиксирани. Подвижният контакт с пружината служи за бързо отваряне, а веригата е свързана към него чрез неподвижен контакт.

Отделянето, ако токът надвишава праговата му стойност, възниква поради нагряване и огъване на биметалната плоча, както и на соленоида.

Задействащите токове се регулират с помощта на регулиращ винт. За да се предотврати появата на електрическа дъга по време на отваряне на контакта, във веригата беше въведен елемент като решетка за гасене на дъгата. Има резе за фиксиране на тялото на машината.

Селективността, като характеристика на релейната защита, е способността да се открие дефектен системен блок и да се изключи от активната част на EPS.

Ето схема на разпределително табло, ясно показваща как се разпределя натоварването в целия апартамент. Преди да инсталирате машината, трябва да изчислите общата мощност на оборудването, което ще бъде свързано към нея

Селективността на автоматите е способността им да работят алтернативно. Ако този принцип бъде нарушен, както прекъсвачите, така и електрическите кабели ще се нагреят.

В резултат на това може да възникне късо съединение на линията, изгаряне на стопяеми контакти и изолация. Всичко това ще доведе до повреда на електроуредите и пожар.

Да кажем, че има авария на дълъг електропровод. Според основното правило за селективност, машината, която е най-близо до мястото на повреда, се задейства първа.

Ако възникне късо съединение в контакт в обикновен апартамент, на таблото трябва да се задейства защитата на линията, от която е част този контакт. Ако това не стане, идва ред на прекъсвача на таблото и едва зад него - входния.

Абсолютна и относителна селективност на защитата

Дефинира се понятието селективност GOSTotm IEC 60947-1-2014. Има два вида селективност – абсолютна и относителна. Ако защитата е координирана по такъв начин, че да действа изключително в рамките на защитената зона, това показва нейната абсолютна селективност.

При тези обстоятелства максималният ток на селективност става същият като максималната мощност на прекъсване на прекъсвача, разположен отдолу.

Задействането като резервно копие, когато не е настъпило изключване в проблемната област, се нарича относително селективна защита.В този случай превключвателите, разположени по-горе, са изключени.

Ако определената стойност на тока на прекъсвача е превишена, т.е. при липса на големи претоварвания селективната защита работи почти безпроблемно. Много по-трудно е да се постигне това с къси съединения.

Предприятията публикуват данни за произведени продукти върху тялото на устройството и на своите уебсайтове. Важно е да четете правилно маркировка на машини — пакетите от ключове се формират само според таблиците на един конкретен производител. Трябва да се има предвид, че групите, организирани на относителна основа, имат голям брой функции.

Таблиците за селективност, които производителите прикрепят към своите продукти, опростяват задачата. Чрез тях се създават групи със селективност на работа

Буквата “T” в таблицата показва пълната селективност на чифт устройства, а числото показва частична селективност. Когато очакваната гранична стойност на тока на повреда е по-малка от числото, дадено в таблицата, селективността ще бъде осигурена

За да проверите селективността между машината отгоре и отдолу, намерете пресечната точка на вертикала и хоризонтала. Осигуряването на селективност е много важна задача при хранене на консуматори, принадлежащи към специална категория.

При липсата му може да спре производственият процес, да се повредят линии, да се изключат климатични системи, системи за димоотвеждане и др.

Видове селективни схеми на свързване

В допълнение към абсолютната и относителната селективност има още 7 вида селективна защита:

• зона;
• време-ток;
• енергия;
• временно;
• пълен;
• частично;
• текущ

За да се осигури необходимата селективност на автоматичната защита на електрическите мрежи с прекъсвачи, се използват различни методи. Но все пак е важно инсталирайте превключвателя правилно, следвайки избраната схема и правила за монтаж.

Тип #1 - пълна и частична защита

Пълна защита означава, че ако двойка прекъсвачи са свързани последователно, появата на свръхток води до изключване на този, който е близо до зоната на повреда.

Частичната защита работи на същия принцип като пълната защита, но само след като токът достигне зададения праг.

Селективността на изключване, осигурена от прекъсвачите (A и B), е, че късото съединение, независимо къде в електрическата инсталация се появява, ще бъде прекъснато от най-близкия прекъсвач, разположен над тази точка. Останалите устройства няма да се изключат

Ако селективността е осигурена до по-малката от текущите стойности на две AV, има основание да се говори за пълна селективност между тях. В този случай максималната стойност на прогнозния ток на късо съединение на инсталацията при всякакви обстоятелства ще бъде равна или по-малка от текущата стойност на двата прекъсвача.

Тип #2 - тип текуща селективност

Основният индикатор за селективност на тока е максималния ток. От обекта до входа стойностите се подреждат във възходящ ред. Действието на тази селективност на защитата се основава на същата основа като тази на времевата селективност.

Единствената разлика е, че скоростта на затвора се основава на текущата стойност - когато точката на късо съединение се приближи до входа, показанията на тока на късо съединение се увеличават. Времето за изключване може да е същото.

Повредената зона поради късо съединение се определя от настройката за изключване за различни стойности на тока. Пълна селективност може да се постигне само при условия, при които токът на късо съединение е нисък и в пролуката между два прекъсвача има оборудване със значително електрическо съпротивление.В тази ситуация токовете на късо съединение ще се различават значително.

Този тип селективност се използва главно в крайните табла. Това съчетава номинален ток с незначителна стойност и ток на късо съединение с висок импеданс на свързващите кабели.

Тази опция за селективност е икономична, проста и работи незабавно. Въпреки това, често посочената селективност може да бъде частична, тъй като най-високият ток обикновено е малък.

Снимката показва текущата селективност с помощта на AV. При този тип селективност има изместване по текущата ос на токовите характеристики на машини, разположени една след друга

Когато стойностите на Isd1 и Isd2 са еднакви или изключително близки, тогава Is - максималният ток на селективност е равен на Isd2. Ако тези стойности са много различни, Is = Isd1.

Условие за осигуряване на селективност на тока са следните неравенства: Ir1/Ir2 > 2 и Isd1/Isd2 > 2. В този случай максималната селективност е Is = Isd1.

Недостатъците включват бързото увеличаване на нивото на защита срещу високи токове. Невъзможно е бързо да се изключи повредена верига, ако една от машините се окаже дефектна.

При изчисляване на настройките за текуща защита е необходимо да се вземат предвид действителните токове, преминаващи през прекъсвачи, работещи в автоматичен режим.

Тип #3 - опция време и време-ток

Когато във веригата има няколко прекъсвача, които имат идентични токови характеристики, но различни времена на задържане, тогава в случай на неизправност те се осигуряват взаимно. Този, който се намира в непосредствена близост до мястото на повреда, ще работи веднага, следващият ще работи след известно време и т.н.

В тази двустепенна схема превключвателят „A“ има време на задържане, което осигурява пълна селективност с характеристиките на AB „B“

В случай на селективност време-ток, защитните устройства реагират не само на тока, но и на продължителността на реакцията. При определена стойност на тока, след известно време на закъснение, защитата се задейства, разстоянието от което до мястото на повредата е по-малко. Работната част на инсталацията не се изключва.

Снимката показва графика на времевата селективност с помощта на AB. Характеристиките време-ток на превключватели B и A не се пресичат. Те са подредени на стъпки

Комбинацията от токова и времева селективност повишава ефективността на изключване. Когато Isc B< Irm A, селективността е пълна и работата се извършва незабавно. AB, разположен по-горе, е оборудван с две настройки: Im A и Ii A. Първият е селективно прекъсване на тока, вторият е моментална реакция.

Тип #4 - енергийна селективност на машините

При енергийната селективност спиранията се случват вътре в тялото на машината. Продължителността на процеса е толкова малка, че токът на късо съединение няма време да достигне граничната си стойност.

Системата за време-токова защита се счита за сложна. Това включва не само реакцията на тока, но и времето, през което това се случва.

С увеличаването на тока времето за реакция на машината намалява. В основата на този тип селективност е регулирането на защитата по такъв начин, че от страна на защитавания обект да работи по-бързо при всички прагови стойности на тока, в сравнение с прекъсвача на входа.

Тип #5 - схема за зонова защита

Зонният метод е сложен и скъп, затова се използва предимно в индустрията.Веднага след като текущите прагове достигнат своя максимум, данните се изпращат до контролния център и избраната машина се задейства. Електрическа мрежа с този тип селективност включва специални електронни освобождавания.

При установяване на нарушение се изпраща сигнал от превключвателя, разположен отдолу, към устройството, разположено отгоре. Първата машина трябва да отговори в рамките на секунда. Ако не реагира се задейства втората.

Сравнявайки този тип селективност с времевата селективност, можете да видите, че времето за реакция в този случай е много по-ниско - понякога стотици милисекунди. Намалява се както процентът на намеса в системата, така и процентът на нейните повреди. Намалени са термичните и динамични влияния върху части от инсталацията. Броят на нивата на селективност се увеличава.

Когато токовете, протичащи през защитните устройства, достигнат стойност, по-голяма от собствените им настройки, блокиращият сигнал се предава от всеки прекъсвач към по-високото ниво на защита

В случай на зонова селективност, защитата, разположена от страната на източника на захранване, се задейства, ако вземем мястото на късо съединение като отправна точка. Докато машината не бъде задействана, се упражнява контрол, за да се гарантира, че защитното устройство от натоварената страна не дава подобен сигнал.

Но такава селективност изисква наличието на допълнителен източник на енергия. Следователно рационалното използване на този тип селективност е в системи с високи параметри на тока на късо съединение и значителен ток. Това са превключващи и разпределителни устройства, разположени от страната на товара на генератори и трансформатори.

Изчисляване на селективността на машините

Грамотен избор на машина и правилната настройка е основният принцип за поддържане на селективността на прекъсвачите. Селективността за превключвателя, разположен в близост до източника, гарантира изпълнението на изискването: Is.o.last ≥ Kn.o.∙ I k.prev.

Ето го последното. - стойността на тока, която задейства защитата. I к.пред. — ток на късо съединение в крайната точка на зоната, обхваната от действието на машината, разположена далеч от източника на енергия. Кн.о. — коефициент на надеждност. Стойността му зависи от разпространението на параметрите.

Номиналната стойност на машината за веригата се избира не само чрез изчисление, но и според тази таблица, като се фокусира върху напречното сечение на кабелите във веригата

Изравняването tс.о.last ≥ tк.prev.+ ∆t демонстрира селективност в случай на времезависима AV настройка. tс.о.последно, tк.пред. — времеви интервали за работа на ключове, разположени на голямо разстояние от източника на захранване и разположени в близост. ∆t е параметър, който е взет от каталога и обозначава времевата степен на селективност.

Карта на селективност и правила за нейното създаване

Времетоковите характеристики на всички устройства, включени във веригата на електрическата мрежа, са изобразени на карта на селективност. Целта на съставянето му е да осигури максимална защита на машините. Основата на защитата на превключвателя е принципът, чрез който превключвателите са свързани един след друг строго последователно.

Има няколко правила, които са необходими при създаването на карта на селективност:

1. Инсталациите трябва да имат един източник на напрежение.
2. Всички важни точки на дизайна трябва да са ясно видими. Като се вземе предвид това изискване, е необходимо да се избере мащаб.
3. Картата показва защитните свойства, минималните, максималните параметри на късо съединение в точките на системата.

Често стандартите за проектиране се нарушават и в проектите липсват карти на селективност. Това може да доведе до прекъсване на захранването на потребителите.

На картата се нанасят характеристиките на машините, свързани последователно една след друга. Самата диаграма е построена в оси

Картата дава пълна картина на координацията на настройките. Той дава възможност за сравняване на работата на машините въз основа на такива характеристики като селективност.

Времето-токовите разновидности на осите са основата не само за конструиране на карти на селективност за текуща защита под формата на прекъсвачи, но и за други нейни видове: предпазители, реле. Обикновено една карта съдържа 2-3 AB характеристики. Абсцисната ос показва текущата стойност в kV, а ординатната ос показва времето в секунди.

Изводи и полезно видео по темата

Проблеми с работата на прекъсвачите и тяхното отстраняване:

Изчертаване на карта на селективност с помощта на специална програма:

Надеждното и безопасно използване на електрическото окабеляване е невъзможно без да се вземе предвид селективността на машините. Познавайки основните моменти за създаване на селективна защита, можете компетентно да изберете оборудване за вашия технически проект.

Занимавате се професионално с електроинсталационни работи и искате да допълните изложения по-горе материал? Или сте забелязали несъответствие или грешка в тази статия? Или може би искате да зададете въпрос на нашите експерти? Моля, напишете вашите коментари в блока по-долу.