Vad är selektiviteten för effektbrytare + principer för beräkning av selektivitet

Huvud funktioner

Nyckeluppgifterna för selektivt skydd är att säkerställa oavbruten drift av det elektriska systemet och otillåtligheten av brinnande mekanismer när hot uppstår. Det enda villkoret för korrekt funktion av denna typ av skydd är skyddsenheternas överensstämmelse med varandra.

Så snart en nödsituation uppstår identifieras den skadade delen omedelbart och stängs av med hjälp av selektivt skydd.Samtidigt fortsätter funktionsdugliga platser att fungera och funktionshindrade stör inte detta på något sätt. Selektivitet minskar belastningen på elektriska installationer avsevärt.

Den grundläggande principen för att ordna denna typ av skydd ligger i utrustningen av automatiska maskiner med en märkström som är mindre än enhetens vid ingången. Sammanfattningsvis kan de överstiga gruppmaskinens nominella värde, men individuellt - aldrig. Till exempel, när du installerar en ingångsenhet på 50 A, bör nästa enhet inte ha en klassificering högre än 40 A. Enheten som är så nära nödplatsen som möjligt kommer alltid att fungera först.

Således inkluderar huvudfunktionerna för selektivt skydd:

• säkerställa säkerheten för elektriska apparater och arbetare;
• snabb identifiering och avstängning av zonen i det elektriska systemet där haveriet inträffade (samtidigt slutar inte arbetszonerna att fungera);
• minskning av negativa konsekvenser för de fungerande delarna av elektromekanismer;
• minska belastningen på komponentmekanismerna, förhindra haverier i den felaktiga zonen;
• Garanti för oavbruten arbetsprocess och konstant strömförsörjning på hög nivå.
• stöd för optimal drift av en viss installation.

Selektivitetstabeller

Selektivt skydd fungerar huvudsakligen när effektbrytarens klassificering In överskrids, d.v.s. vid små överbelastningar. Med kortslutning är det mycket svårare att uppnå det. För att göra detta säljer tillverkare produkter med selektivitetstabeller, med vilka du kan skapa länkar med selektivitet. Här kan du välja enhetsgrupper från endast en tillverkare. Selektivitetstabeller presenteras nedan, de kan också hittas på företagens webbplatser.

För att kontrollera selektiviteten mellan uppströms- och nedströmsenheterna hittas skärningspunkten mellan raden och kolumnen, där "T" är full selektivitet och siffran är partiell (om kortslutningsströmmen är mindre än värdet som anges i tabellen ).

Reläskydd - krav

Reläskydd måste uppfylla ett antal krav, som innehåller följande principer: principen om selektivitet, känslighet, tillförlitlighet, hastighet. Enheten måste övervaka driften av elektriska apparater, svara i tid vid brott mot det etablerade läget, omedelbart stänga av den felaktiga delen av kretsen, samtidigt som den ger en signal till underhållspersonalen om en nödsituation.

Reläskyddshastighet

Svarstiden beror på detta krav, som ett resultat av vilket skydd av elektriska apparater. Ju snabbare skyddsreläet fungerar och skyddar därmed den elektriska utrustningen från skador. Därför måste all elektrisk utrustning vara utrustad med reläskydd. I detta fall är avstängningstiden från 0,01 till 0,1 sekunder.

Enkelt uttryckt är detta den hastighet med vilken skyddsreläet måste upptäcka och koppla bort skadade element. Hastighetsfaktorn är den tid som börjar från det att ett fel inträffar och tills det felaktiga elementet kopplas bort från elnätet.

Acceleration av felavstängning förkortar den tid lasten arbetar med reducerad spänning, vilket minskar skador på den felaktiga komponenten. Som ett resultat, för ett elektriskt nätverk med en spänning på 500 kV, bör hastigheten motsvara 20 ms och för en elektrisk ledning på 750 kV - minst 15 ms.

Reläkänslighet

Detta krav bör säkerställa skyddet av elektrisk utrustning även vid minimiavgifter. Det vill säga, det är reläets känslighet för de typer av fel som det är avsett för.

Känslighetskoefficienten är förhållandet mellan minimivärdet för indikatorn, som bildades som ett resultat av skada, och det inställda värdet.

Selektivitet för reläskydd

Denna princip ligger i det faktum att i händelse av en kortslutning kommer endast den del av kretsen som denna situation har bildats att stängas av. All återstående elektrisk utrustning förblir i fungerande skick.

Selektivitet delas in i absolut och relativ. Absolut selektivitet är endast giltig inom området för utförandet av dess funktioner. Absolut selektivitet inkluderar alla typer av differentialskydd. Den relativa egenskapen fungerar på hela kraftledningen, samtidigt som den avaktiverar inte bara dess sektioner, utan även angränsande. Denna selektivitet inkluderar avstånds- och överströmsskydd.

Logisk princip

För att implementera kretsar som använder denna princip behövs digitala reläer. Reläerna är anslutna till varandra med en partvinnad ledning, en fiberoptisk kabel eller en telefonlinje (med hjälp av ett modem). Med hjälp av sådana linjer tas information emot (sänds) till kontrollpanelen från olika objekt och mellan reläerna själva.

Principen för logik i ett radiellt nätverk

På den givna bild 9 förklaras principen för logikens funktion. Vart och ett av de 4 digitala reläerna tillämpar en ströminställning som är lika med det senaste känsliga steget. Detta steg har en svarstid på 0,2 s. Logisk selektivitet innebär möjligheten att blockera reläet med en LO (logisk vänta)-signal.En sådan signal matas genom kanalen från det tidigare skyddsreläet. Vart och ett av reläerna kan sända sådana signaler under överföring.

Som framgår av figuren, i händelse av en kortslutning vid punkt K1, kommer alla andra reläer, från LO-signalen som ges av relä K1, att vänta. Relä K1 aktiveras och löser ut. Vid kortslutning vid punkt 2 kommer relä K4 att fungera på samma sätt.

Sådana system för att konstruera logisk kontroll kräver tillförlitligheten hos kommunikationslinjer mellan element.

Tidsväxlar

Effektbrytare utrustade med en mekanism för att ställa in drifttiden, oavsett aktuellt värde, kallas selektiva. Följaktligen klassificeras enheter som inte har denna kvalitet som icke-selektiva. Fundera på vad selektivitet är och varför det behövs.

Selektivitet är en av de viktigaste egenskaperna som skyddet bör ha. Selektiviteten ligger i den nödvändiga och tillräckliga mängden skyddande avstängningar av den skadade delen av nätverket. Detta innebär att vid skador på utrustningen (till exempel kortslutning) måste skyddet fungera på ett sådant sätt att endast det skadade segmentet av kretsen stängs av. All annan utrustning bör vara i drift så långt det är möjligt. Vad har brytarens tidsfördröjning med detta att göra, vi visar med ett exempel.

Låt oss anta att omkopplaren "1" är installerad på strömingången för 0,4 kV-sektionen. Flera utgående linjer matas från denna sektion genom linjära omkopplare. Låt omkopplare "2" installeras på en av de utgående ledningarna.

Anta nu att det finns en kortslutning i början av denna linje.Vilken brytare ska utlösas av skydden för att bara markera det skadade området? Naturligtvis "2". Men trots allt flyter kortslutningsströmmen i denna situation genom två omkopplare - "1" och "2" (kortslutningen matas från källan genom ingångsomkopplaren "1"). Hur man då säkerställer att endast switch "2" är avstängd, eftersom värdet på strömmen som flyter genom dessa switchar är nästan detsamma. Det är här möjligheten att ställa in en artificiell avstängningsfördröjning på den automatiska ingången "1" kommer till undsättning. Samtidigt har skyddet helt enkelt inte tid att fungera, sedan linjeväxeln "2" kommer att stänga av kortslutningsströmmen utan tidsfördröjning.

Ytterligare:

• Vad är överspänningsavledare och var används de?
• Översikt över spänningsreläet RN-111, RN-111M, UZM-16.
• Är det bättre eller inte inverterspänningsstabilisatorer för andra liknande enheter?

Konstruktionsmetoder och typer av selektiva skyddssystem

Baserat på ovanstående principer särskiljs de huvudsakliga metoderna och typerna för att utforma selektiva skyddssystem.

Aktuell selektivitet

Effektbrytare med olika strömtröskelvärden installeras i serie i nätet.

Principen för att konstruera strömselektivitet

Ett exempel skulle vara ett nätverk av en vanlig lägenhet eller ett privat hus, när en introduktionsmaskin för 25A är installerad i växeln, varefter en mellanliggande för 16A. På uttagsbelysningsgrupper eller hushållsapparater med separat linje installeras automatiska maskiner med en svarsgräns på 10A. Samtidigt kan tiden och andra drifttrösklar för dessa skyddsomkopplare vara desamma eller skilja sig beroende på belastningens karaktär.

Aktuell selektiv skyddskrets

Selektivitet med tidsintervallet för skyddsdrift

I det här fallet utförs skyddskonstruktionen enligt samma princip som med strömskydd, endast den avgörande parametern när det gäller selektivitet är strömbrytarnas drifttid när tröskelvärdet för strömmar uppnås.

Tidselektivt skyddssystem

Introduktionsmaskinen i växeln är inställd på ett svarsintervall på 1 sekund, mellanbrytaren har ett intervall på 0,5 sekunder och före själva belastningen automatiska maskiner med ett svarsintervall på 0,1 sekunder.

• Tidsströmskydd är en uppsättning element, med hänsyn till tröskelvärdena för drift för ström och tid, praktiskt taget ett kombinerat alternativ för att välja parametrarna som anges ovan;
• Zonskydd - när den selektiva skyddsprincipen tillämpas på en separat sektion av kretsen;

Ett exempel på att bygga ett zonskyddssystem

Den logiska principen för att konstruera selektivt skydd tillhandahåller närvaron av en processor som tar emot signaler från alla skyddselement kopplade i serie i kretsen. Baserat på dessa data fattar enheten ett beslut och skickar en signal för att inaktivera skyddselementet i området där tröskeln för en av de kontrollerade parametrarna överskrids;

System för selektivt skydd, byggt på en logisk princip

Selektivitet i riktning - när skyddselement installeras i serie i strömriktningen bildar en fasförskjutning i spänningen en punkt i spänningsvektorns riktning. Således svarar reläet på spänningsförändringar och strömriktning inte bara i skyddsinstallationsområdet, utan också längs hela kretslinjen från strömkällan.

Vid kortslutning på den första linjen kommer den att stängas av, medan den andra linjen fortsätter att fungera och omvänt, om ett fel uppstår på den andra linjen, kommer den första linjen inte att stängas av. Nackdelen med denna metod är att det, förutom strömbrytare, är nödvändigt att montera spänningstransformatorer för varje fas av linjen.

Differentiell princip för att konstruera selektivt skydd

Denna metod används i kretsar där en last är ansluten som förbrukar stor elektrisk kraft. Strömreglering utförs av spänningstransformatorer endast i A-B-sektionen. Faktum är att processer styrs i en kort sektion av nätverket där lasten är ansluten; när tröskelvärden överskrids stängs specifik utrustning av utan att påverka andra sektioner.

Differentialskyddskrets

Fördelen med denna metod är dess höga hastighet och känslighet för förändringar i parametrar; som en nackdel kan den höga kostnaden för utrustningen noteras.

Alla ovanstående metoder för den selektiva principen om skyddskonstruktion tillåter att lösa ett antal problem vid driften av elektriska kretsar:

• Upprätthålla funktionsduglighet för servicebara sektioner under uppkomsten av ett fel i angränsande områden;
• Automatisk upptäckt av felplatsen och frånkoppling från det fungerande nätverket;
• Säkerställa säkerheten för personal som betjänar elektriska installationer.

När man bygger selektivt skydd är det nödvändigt att följa de grundläggande principerna, alla element är inställda på samma spänning, vid kontrollpunkterna bör de minsta och största värdena av parametrarna i händelse av kortslutning beaktas konto.

Typer av selektiva anslutningsscheman

Skyddsutrustning genom selektivitet är uppdelad i flera typer.Dessa inkluderar följande typer av skydd:

• komplett;
• partiell;
• nuvarande;
• temporär;
• tid-ström;
• energi.

Var och en av dem måste hanteras separat.

Helt och partiellt skydd

Med en sådan kretssäkerhet är enheterna seriekopplade. Vid överström kommer den automat som är närmast felet att fungera.

Viktig! Partiellt selektivt skydd skiljer sig från full selektivitet genom att det endast fungerar upp till det inställda överströmsvärdet.

Aktuell typselektivitet

Ordna i fallande ordning storleken på strömmarna från källan till lasten, säkerställ driften av strömselektiviteten. Huvudåtgärden här är gränsvärdet för det aktuella märket.

Till exempel, med start från strömkällan eller ingången, installeras strömbrytarna i sekvensen: 25A, 16A, 10A. Alla maskiner kan ha samma tid att fungera.

Viktig! Det måste vara högt motstånd mellan effektbrytarna. Då kommer de att ha effektiv selektivitet. Öka motståndet genom att öka längden på linjen, inklusive sektioner med en tråd med mindre diameter eller sätta in en transformatorlindning

De ökar motståndet genom att öka längden på linjen, inklusive sektioner med en tråd med mindre diameter eller genom att sätta in en transformatorlindning.

Aktuell selektivitet

Temporell och tidsströmselektivitet

Vad betyder tidsselektivt skydd? En egenskap hos denna konstruktion av reläskyddskretsen är bindningen till svarstiden för varje skyddselement.Strömbrytarna har samma strömvärden, men har olika utlösningsfördröjningar. Svarstiden ökar med avståndet från lasten. Till exempel är den närmaste designad för att fungera efter 0,2 s. I händelse av fel efter 0,5 s. den andra borde fungera. Den tredjes arbete strömbrytare är klassad efter 1 sekund vid fel på de två första.

Temporell selektivitet

Tid-strömselektivitet anses vara mycket svår. För att organisera det måste du välja enheter i grupper: A, B, C, D. Grupp A har det högsta skyddet (används i elektriska kretsar). Var och en av dessa grupper har ett individuellt svar på storleken på den elektriska strömmen och tidsfördröjningen.

Energiselektivitet för automater

Sådant skydd beror på brytarnas egenskaper, som fastställs av tillverkaren. Snabb trip - innan kortslutningsströmmarna nått sitt maximum. Kontot går på millisekunder, det är väldigt svårt att komma överens om sådan selektivitet.

Energiselektivitet

Vad är zonselektivitet

Definitionen av denna täckning genom selektivt skydd av nätverket är förknippad med det speciella med dess konstruktion. Detta är ett ganska dyrt och komplicerat sätt. Som ett resultat av att bearbeta signalerna som kommer från varje strömbrytare bestäms skadezonen och resan sker endast i den.

Information. För arrangemanget av sådant skydd krävs ytterligare kraft. Signalen från varje omkopplare skickas till kontrollcentralen. Resor görs genom elektroniska releaser.

Sådana kretsar används mest rationellt i industriföretag, där system har höga kortslutningsströmmar och betydande driftsströmmar.

Exempel och graf över zonselektivitet

Det selektiva skyddets betydelse och huvuduppgifter

Säker drift och stabil drift av elinstallationer är de uppgifter som tilldelas selektivt skydd. Den beräknar och skär omedelbart av det skadade området utan att avbryta strömförsörjningen till friska områden. Selektivitet minskar belastningen på installationen, minskar konsekvenserna av en kortslutning.

Med den smidiga driften av strömbrytare tillfredsställs förfrågningar maximalt när det gäller tillhandahållande av oavbruten strömförsörjning och, som ett resultat, den tekniska processen.

När den automatiska öppningsutrustningen går sönder till följd av en kortslutning kommer konsumenterna att få normal effekt på grund av selektivitet.

Regeln som säger att värdet på strömmen som passerar genom alla distributionsomkopplare installerade efter introduktionsmaskinen är mindre än den indikerade strömmen för den senare är grunden för selektivt skydd.

Totalt kan dessa valörer vara fler, men varje enskild måste vara minst ett steg lägre än den inledande. Så om en 50-ampere automatisk maskin är installerad vid ingången, installeras en strömbrytare bredvid den, med en strömstyrka på 40 A.

Strömbrytaren består av följande element: spak (1), skruvklämmor (2), rörliga och fasta kontakter (3, 4), bimetallplatta (5), justerskruv (6), solenoid (7), bågränna ( 8) , spärrar (9)

Använd spaken för att både slå på och stänga av strömingången till terminalerna. Kontakter förs till terminalerna och fixeras. Den rörliga kontakten med fjädern tjänar till snabb öppning, och kretsen är ansluten till den genom en fast kontakt.

Frikoppling, i händelse av att strömmen överlappar sitt tröskelvärde, uppstår på grund av uppvärmning och böjning av bimetallplattan, såväl som solenoiden.

Driftströmmarna justeras med justerskruven. För att förhindra uppkomsten av en elektrisk ljusbåge under öppning av kontakter har ett element såsom en ljusbågsränna införts i kretsen. Det finns en spärr för att fixera maskinens kropp.

Selektivitet, som en funktion av reläskydd, är förmågan att upptäcka en felaktig systemnod och avbryta den från den aktiva delen av EPS.

Här är ett diagram över skölden som tydligt visar hur belastningen är fördelad i hela lägenheten. Innan du installerar maskinen måste du beräkna den totala effekten för den utrustning som ska anslutas till den

Selektiviteten hos automater är deras egenskap att fungera växelvis. Om denna princip bryts kommer både strömbrytare och elektriska ledningar att värmas upp.

Som ett resultat kan en kortslutning uppstå på linjen, utbränning av smältbara kontakter, isolering. Allt detta kommer att leda till fel på elektriska apparater och brand.

Anta att det är en nödsituation på en lång kraftledning. Enligt huvudregeln om selektivitet skjuter automaten närmast skadeplatsen först.

Om en kortslutning uppstår i en vanlig lägenhet i ett uttag bör skyddet av ledningen, som detta uttag är en del av, fungera på skölden. Om detta inte händer är det strömbrytarens tur på skärmen, och först efter det - den inledande.

Grundläggande definitioner

Definitionen av selektivitet ges i GOST IEC 60947-1-2014 "Lågspänningsdistribution och styrutrustning - Del 1. Allmänna regler."

"Selektivitet för överströmmar (2.5.23)

Samordning av funktionsegenskaperna för två eller flera överströmsskyddsanordningar så att vid överströmmar inom ett specificerat område utlöses endast den anordning som är konstruerad för att fungera inom detta område, och de andra utlöser inte", medan överström förstås som en ström med ett högre värde än den märkström som orsakas av någon orsak (överbelastning, kortslutning, etc.). Det finns alltså selektivitet mellan två brytare i serie med avseende på överströmmen som flyter genom båda brytarna, med strömbrytaren på lastsidan för att skydda kretsen och strömbrytaren på matningssidan förblir stängd för att mata ström till resten av installationen . Definitioner av full och partiell selektivitet, å andra sidan, ges i GOST R 50030.2-2010 "Lågspänningsdistribution och styrutrustning - Del 2. Strömbrytare."

"Total selektivitet (2.17.2)

Överströmsselektivitet, när två överströmsskyddsanordningar är anslutna i serie, ger enheten på belastningssidan skydd utan att lösa ut den andra skyddsanordningen.

"Partiell selektivitet (2.17.3)

Överströmselektivitet, när, när två överströmsskyddsanordningar är anslutna i serie, enheten på belastningssidan ger skydd upp till en viss nivå av överström utan att lösa ut den andra skyddsanordningen."

Man kan tala om fullständig selektivitet när selektivitet säkerställs för varje värde av överström som är möjligt i installationen. Full selektivitet mellan två effektbrytare sägs vara när selektivitet till det minsta av Icu-värdena för de två effektbrytarna säkerställs, eftersom den maximala potentiella kortslutningsströmmen (SC) för installationen i alla fall kommer att vara lägre än eller lika med det minsta Icu-värdet av de två effektbrytarna.

Partiell selektivitet sägs vara när selektivitet tillhandahålls endast upp till ett visst aktuellt värde Is (selektivitetsgräns). Om strömmen överskrider detta värde kan selektiviteten mellan de två brytarna inte längre säkerställas.

Partiell selektivitet mellan två effektbrytare sägs uppnås när selektivitet uppnås upp till ett visst Is-värde, vilket är lägre än Icu-värdena för de två effektbrytarna. Om installationens maximala potentiella kortslutningsström är mindre än eller lika med selektivitetsströmmen Is, talar man om full selektivitet.

Exempel

Följande två strömbrytare beaktas:

• På försörjningssidan XT4N250 TMA100 (Icu=36 kA);
• På lastsidan S200M C40 (Icu=15 kA).

Från "Skydds- och kontrollkoordinationstabellerna" kan man se att fullständig selektivitet (T) mellan två effektbrytare säkerställs. Detta innebär att selektivitet upp till 15 kA tillhandahålls, d.v.s. det minsta av de två Icu-värdena.

Uppenbarligen kommer den maximala förväntade strömmen K3 vid installationsplatsen för S200M C40-strömbrytaren att vara mindre än eller lika med 15kA.

Följande två effektbrytare övervägs nu:

• På försörjningssidan XT4N250 TMA80 (Icu=36 kA);
• På lastsidan S200M C40 (Icu=15 kA).

Från "Tabell över koordinering av skydds- och kontrollanordningar" kan man se att selektiviteten mellan två strömbrytare är Is = 6,5 kA.

Detta innebär att om den maximala potentiella kortslutningsströmmen på belastningssidan av S200M C40-brytaren är mindre än 6,5 kA, kommer full selektivitet att tillhandahållas, och om kortslutningsströmmen är högre, kommer partiell selektivitet att tillhandahållas , dvs. endast för kortslutningar med strömmar mindre än 6,5 kA, medan för kortslutningar med strömmar mellan 6,5 och 15 kA, är fel på matningssidans brytare inte garanterat.

Fördelar med cascading

Strömbegränsning gynnar alla nedströmskretsar som styrs av lämplig strömbegränsningsbrytare.

Denna princip medför inga ytterligare begränsningar, dvs. Strömbegränsande strömbrytare kan installeras var som helst i en elektrisk installation där nedströmskretsarna inte är tillräckligt skyddade.

Fördelar:

• förenkling av beräkningar av kortslutningsströmmar;
• ett bredare urval av nedströms kopplingsanordningar och hushållsapparater;
• användningen av omkopplingsanordningar och hushållsapparater utformade för lättare driftsförhållanden och därför billigare;
• utrymmesbesparingar, eftersom utrustning utformad för lägre strömmar vanligtvis är mer kompakt.

Bestämning av strömbrytarnas selektivitet

Definitionen av "selektivitet" innebär en skyddsmekanism och smidig funktion hos vissa enheter, bestående av separata delar kopplade i serie med varandra. Ofta är sådana enheter olika typer av maskiner, säkringar, RCD, etc.Resultatet av deras arbete är att förhindra förbränning av elektriska mekanismer i händelse av ett hot.

Hur ser enheten ut?

Notera! Fördelen med detta system är dess förmåga att stänga av endast de nödvändiga sektionerna, medan resten av systemet förblir i fungerande skick. Det enda villkoret är konsistensen av skyddsanordningarna med varandra

Zonskyddsschema

Selektivitetskarta

Var noga med att nämna selektivitetskortet, som du behöver "som luft" för överströmsskydd. Kartan i sig är ett specifikt schema inbyggt i axlar, där alla uppsättningar av tids-strömkarakteristika för installerade enheter visas. Ett exempel ges nedan:

Vi har redan sagt att alla skyddsanordningar måste anslutas i tur och ordning efter varandra. Och kartan visar egenskaperna hos just dessa enheter. Huvudreglerna för kortritningar är: skyddsinställningar måste komma från en spänning; skalan måste väljas med förväntningen att alla gränspunkter ska vara synliga; det är nödvändigt att specificera inte bara de skyddande egenskaperna, utan också de maximala och minimala indikatorerna för kortslutningar vid designpunkterna för kretsen.

Det bör noteras att i dagens praxis är frånvaron av selektivitetskartor i projekt fast förankrad, särskilt vid låga spänningar. Och detta är ett brott mot alla designstandarder, vilket i slutändan är resultatet av ett strömavbrott hos konsumenterna.

Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om ämnet: