Каква е селективността на защитата в електрическите инсталации

При експлоатация и проектиране на електрическа верига винаги се обръща внимание на въпросите за нейното безопасно използване. За тази цел всички електрически устройства са защитени със специални устройства, които са избрани и поставени строго според определена йерархична връзка.

Например, когато мобилен телефон се зарежда, неговият поток се контролира от защитата, вградена в батерията. Той прекъсва зареждащия ток в края на натрупването на капацитет. Когато възникне късо съединение вътре в батерията, предпазителят, инсталиран в зарядното устройство, изгаря и изключва веригата.

Ако по някаква причина това не се случи, тогава неизправността в изхода се контролира от прекъсвача на панела на апартамента, а работата му е застрахована от основната машина. Тази последователност от алтернативни действия на защитите може да бъде разгледана допълнително.

Неговите модели се определят от принципа на селективност, който също се нарича селективност, подчертавайки функцията за избор или определяне на мястото на повредата, която трябва да бъде деактивирана.

Видове избирателност

Методите за селективност на електрическата защита се формират по време на създаването на проекта и се поддържат по време на работа по такъв начин, че своевременно да се идентифицира мястото на възникване на неизправност в електрическото оборудване и да се отдели от работната верига с най -малки загуби за то.

В този случай зоната на покритие на защитата се разделя според избирателността на:

1. абсолютен;

2. относителни.

Първият вид защита напълно контролира работната зона и поправя повреди само в нея. Вградените електрически уреди работят по този модел. верижни прекъсвачи.

Устройствата, изградени на относителна основа, изпълняват повече функции. Те изключват неизправности в своята зона и съседните, но когато защитите от абсолютен тип не са работили в тях.

Добре настроената защита определя:

1. място и вид повреда;

2. разликата между ненормален, но допустим режим от ситуация, която може да причини много сериозни щети на оборудването на електрическа инсталация в контролираната зона.

Устройствата, конфигурирани само при първото действие, обикновено работят на некритични мрежи до 1000 волта. За електрически инсталации с високо напрежение опитайте се да приложите и двата принципа. За тази цел в защитата са включени следното:

• схеми за блокиране;

• прецизни измервателни органи;

• системи за обмен на информация;

• специални логически алгоритми.

Защита срещу свръхток, надвишаващ номиналното натоварване по някаква причина, се извършва между два последователно свързани прекъсвача. В този случай превключвателят, който е най-близо до потребителя с повреда, трябва да изключи неизправността чрез отваряне на контактите му, а отдалеченият трябва да продължи да подава напрежение в своя участък.

В този случай се разглеждат два вида селективност:

1. завършен;

2. частичен.

Ако най -близката до повредата защита е в състояние напълно да елиминира повредата в целия диапазон на настройка, без да задейства дистанционния превключвател, тогава тя се счита за завършена.

Частичната селективност е присъща на защитите на къси разстояния, конфигурирани да работят до някаква ограничаваща селективност Is. Ако тя бъде превишена, тогава дистанционният превключвател влиза в действие.

Зоните на претоварване и късо съединение в селективни защити

Граници на токове, определени за работа автоматични защитни ключове, са разделени на две групи:

1. режим на претоварване;

2. зона на късо съединение.

За по -лесно обяснение този принцип се прилага за текущите характеристики на прекъсвачите.

Те са настроени да работят в зоната на претоварване с номинални токове до 8 ÷ 10 пъти.

В тази област работят предимно термични или термомагнитни защитни освобождавания. Токовете на късо съединение много рядко попадат в тази зона.

Зоната на възникване на късо съединение обикновено е придружена от токове, които надвишават номиналното натоварване на прекъсвачите с 8 ÷ 10 пъти и се характеризират със сериозни повреди на електрическата верига.

За да ги изключите, се използват електромагнитни или електронни освобождавания.

Методи за създаване на селективност

За обхвата на свръхток се създават защити, които работят на принципа на селективност по времеви ток.

Зоната на късо съединение се формира въз основа на:

1. ток;

2. временни;

3. енергия;

4. селективност на зоната.

Селективност във времето се създава чрез избиране на различни времеви забавяния за защитната операция. Този метод може да се приложи дори към устройства със същата текуща настройка, но с различно време, както е показано на фигурата.

Например най -близката до оборудването защита No 1 е настроена да работи в случай на късо съединение с време близко до 0,02 s, а работата й се осигурява от по -отдалечения No 2 с настройка 0,5 s.

Най -далечната защита с време на изключване от една секунда подкрепя работата на предишните устройства в случай на евентуална повреда.

Текуща селективност регулирани за работа при надвишаване на допустимите натоварвания. Приблизително този принцип може да се обясни със следния пример.

Три последователни защити наблюдават тока на късо съединение и са конфигурирани да работят с време 0,02 s, но с различни настройки на тока от 10, 15 и 20 ампера. Поради това оборудването първо ще бъде изключено от защитното устройство No1, а No2 и No3 ще го застраховат избирателно.

Реализирането на селективност по време или ток в най -чистата му форма изисква използването на чувствителни сензори или релета за ток и време. В този случай се създава доста сложна електрическа верига, която на практика обикновено съчетава и двата разглеждани принципа и не се прилага в чист вид.

Селективност на защитата по времеви ток

За защита на електрически инсталации с напрежение до 1000 волта се използват автоматични превключватели, които имат комбинирана характеристика време-ток. Нека разгледаме този принцип, като използваме примера на две последователно свързани машини, разположени в краищата на линията от страната на натоварване и захранване.

Селективността по време определя как прекъсвачът е настроен да се изключи, когато се намира близо до потребителя, а не в края на генератора.

Лявата графика показва случая на най -дългото време на изключване на горната защитна крива от страна на товара, а дясната показва най -краткото време на прекъсвача в края на захранването. Това позволява по -подробен анализ на проявлението на селективността на защитите.

Превключвател «В», разположен по-близо до доставеното оборудване, поради използването на селективност по времеви ток, работи по-рано и по-бързо, а превключвателят «А» го запазва в случай на повреда.

Текуща селективност на защитата

В този метод селективността може да се формира чрез създаване на определена мрежова конфигурация, например включена във веригата на кабелен или въздушен електропровод, който има електрическо съпротивление. В този случай стойността на тока на късо съединение между генератора и потребителя зависи от местоположението на повредата.

В края на кабела от страната на захранването той ще има максимална стойност, например 3 kA, а в противоположния край — минимална стойност, да речем, 1 kA.

В случай на късо съединение в близост до превключвателя A, защитата на края B (I kz1kA) не трябва да работи, тогава тя трябва да премахне напрежението от оборудването. За точна работа на защитите е необходимо да се вземе предвид големината на реалните токове, преминаващи през превключвателите в авариен режим.

Трябва да се разбере, че за да се осигури пълна селективност с този метод, е необходимо да има голямо съпротивление между двата превключвателя, което може да се образува поради:

• удължен електропровод;

• поставяне на намотка на трансформатор;

• включване в прекъсването на кабела с намалено напречно сечение или по други начини.

Следователно, с този метод, селективността често е частична.

Времева селективност на защитата

Този метод на селективност обикновено допълва предишния метод, като се вземат предвид времената:

• определяне чрез защитата на мястото и началото на развитието на неизправността;

• задействане при изключване.

Формирането на алгоритъма на защитната операция се извършва поради постепенното сближаване на настройките на тока и времето, когато токовете на късо съединение се преместват към източника на захранване.

Селективността във времето може да бъде създадена от машини със същите текущи рейтинги, когато имат възможност да регулират забавянето на отговора.

С този метод за защита на превключвател B, неизправността се изключва, а ключ A — те контролират целия процес и са готови за работа. Ако през времето, отделено за експлоатацията на защитите В, късото съединение не е елиминирано, повредата се елиминира чрез действието на защитите от страна А.

Енергийна селективност на защитите

Методът се основава на използването на специални нови типове прекъсвачи, изработени в формован корпус и способни да работят възможно най-бързо, когато токовете на късо съединение дори не са имали време да достигнат максималните си стойности.

Автомати за скорост от този вид работят в продължение на няколко милисекунди, докато преходните апериодични компоненти са все още активни. При такива условия, поради високата динамика на потока от товари, е трудно да се координират действително действащите времево-токови характеристики на защитите.

Крайният потребител има малко или никакви следи от характеристиките на енергийна селективност. Те се предоставят от производителя под формата на графики, програми за изчисления, таблици.

При този метод трябва да се вземат предвид специфичните условия на работа за термомагнитни и електронни освобождавания от страната на захранването.

Зонова избирателност на защитата

Този тип селективност е вид времева характеристика. За неговата работа от всяка страна се използват устройства за измерване на ток, между които непрекъснато се обменя информация и се сравняват текущите вектори.

Селективността по зони може да се формира по два начина:

1. Сигналите от двата края на наблюдаваната зона се изпращат към устройството за мониторинг на логическата защита едновременно. Той сравнява стойностите на входящите токове и определя прекъсвача за отваряне;

2. информацията за надценените стойности на текущите вектори от двете страни идва под формата на блокиращ сигнал към логическата част на защитата на по -високо ниво на йерархия от страната на захранването. Ако отдолу има блокиращ сигнал, тогава превключвателят надолу по веригата е изключен. Когато забраната за изключване отдолу не е получена, напрежението се премахва от горната защита.

При тези методи изключването е много по -бързо, отколкото при селективност във времето. Това гарантира по -малко повреди на електрическото оборудване, по -ниски динамични и топлинни натоварвания в системата.

Методът за разделяне на зони на селективност обаче изисква създаването на допълнителни сложни технически системи за измерване, логика и обмен на информация, което увеличава цената на оборудването.Поради тези причини тези високочестотни блокиращи техники се използват в преносни линии и подстанции за високо напрежение, които предават непрекъснато големи потоци мощност.

За тази цел се използват високоскоростни въздушни, маслени или SF6 прекъсвачи, способни да превключват огромни токови натоварвания.