Селективность в электрике: защита электрической сети, карта селективности

Содержание

Что такое селективность в электрике — советы электрика

Что такое селективность защиты?

Вы здесь:Селективность в электрике и энергетике является наиважнейшим понятием, поскольку ее главной функцией была, будет и остается защита электрических приборов от выхода из строя, вследствие каких-либо нарушений в работе электроустановок.

Именно благодаря этой защитной функции сохраняется продолжительность жизни аппаратов и приборов, что позволяет работать электрооборудованию дольше и надежнее.

В этой статье мы постараемся разобраться, что такое селективность защиты электрической сети и какой у нее принцип действия.

Что это такое?

В первую очередь, понятие «селективность» включает в себя защитный механизм и отлаженную работу неких приборов, состоящих из отдельных элементов, последовательно подключенных между собой.

Зачастую такими приборами служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО и т.д. Результатом их работы является предупреждение «сгорания» электромеханизмов в случае возникновения угроз.

Схема селективной работы автоматических выключателей и УЗО в щитке предоставлена ниже:

Преимуществом данной системы является ее свойство отключать лишь необходимые участки, при этом вся остальная система остается в рабочем состоянии. Единственным условием при этом остается согласованность защитных устройств между собой.

Основные функции

Итак, основными функциями селективной защиты являются:

обеспечение безопасности электроприборов и сотрудников;
мгновенное определение и отключение зоны питания, в которой произошла поломка, без других отключений, которые прекратят подачу электроэнергии в местах стабильной работы техники;
снижение влияния негативных последствий на остальные части электромеханизмов;
уменьшение нагрузки на составные установки и предотвращение поломок в неисправной зоне;
обеспечение максимально возможного непрерывного электроснабжения высокого качества;
обеспечение беспрерывности рабочего процесса;
обеспечение квалифицированной поддержки в том случае, если сама защита, отвечающая за размыкание, придет в неисправность;
поддержка оптимального функционирования установки;
обеспечение простоты в эксплуатации и экономической эффективности.

Виды селективной защиты

Селективность защитной аппаратуры разделяется на следующие виды:

Полная. Задействовано два аппарата с последовательным подключением, при воздействии сверхтоков срабатывает защита только одного, который находится ближе к зоне неисправности.
Частичная. Подобна полной, но защита действует только до определенного показателя сверхтока.
Временная. В цепь включается несколько автоматов с одинаковыми токовыми характеристиками, но разной выдержкой по времени. В результате от самого ближнего к неисправности, до самого отдаленного автоматического выключателя, аппараты друг друга страхуют (например, самый ближний сработает через 0,02 с, следующий через 0,5 с, ну и последний через 1 с, если остальные 2 не сработают).

Токовая. Если говорить грубо, то принцип действия токовой селективности защит аналогичен временной, но только выдержка происходит не по времени, а по величине тока. К примеру, автоматические выключатели устанавливаются на вводе 25А, далее 16А, а потом 10А. При этом время отключения у них может быть одинаковое.
Времятоковая. Кроме реакции механизмов защиты на ток, также определяется время этой реакции.
Зонная. При выявлении нарушения порога тока срабатывание установки позволяет точно определить неисправную зону и отключить подачу электричества только в ней.
Энергетическая. Все процессы по предотвращению поломки происходят в литом корпусе автоматического выключателя. Отключение происходит за такой малый срок, что отметка максимального значения тока не достигает своего результата.

Также селективность защиты может быть абсолютной и относительной. В первом случае отключается только поврежденный участок цепи. По такому принципу работают предохранители, установленные в электроприборах. Относительная селективность защищает не только «свой участок», но и соседний, если в нем не отработала абсолютная селективная защита.

Карта селективности

Обязательно необходимо упомянуть о карте селективности, которая будет вам необходима «как воздух» для максимальной токовой защиты. Сама карта представляет собой определенную схему, построенную в осях, где отображаются все совокупности времятоковых характеристик установленных аппаратов. Пример предоставлен ниже:

Мы уже говорили, что все защитные аппараты должны быть подключены по-очереди друг за другом. И на карте отображают характеристики именно этих приборов.

Главными правилами при чертежах карт являются: установки защит должны исходить от одного напряжения; масштаб необходимо выбирать с расчетом того, что будет видны все граничные точки; необходимо указать не только защитные свойства, но и максимальные и минимальные показатели коротких замыканий в расчетных точках схемы.

Стоит отметить, что в сегодняшней практике крепко закрепилось отсутствие карт селективности в проектах, особенно при небольших напряжениях. И это нарушение всех норм проектирования, которое в итоге и является результатом отключения электричества у потребителей.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Теперь вы знаете, что такое селективность защиты электрической сети и для чего она нужна. Если есть вопросы, можете задавать их на нашем форуме для электриков.

Будет интересно прочитать:

Как проверить работоспособность автоматического выключателя?

В чем разница между электромеханическим УЗО и электронным?

Учимся отличать УЗО от дифференциального автомата – 4 внешних признака

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-selektivnost-zashhity.html

Селективность автоматических выключателей: что это, принцип организации, виды

Избирательность или селективность автоматических выключателей — ключевой момент в обеспечении надежной работы электрической цепи. Эта функция способствует предупреждению аварийных ситуаций, подымает на более высокую ступень безопасность.

В случае перегрузки линии, короткого замыкания включается в работу защита только линии с повреждением, остальная часть электроустановки остается в рабочем состоянии.

Основные задачи селективной защиты

Безопасная эксплуатация и стабильная работа электроустановок — это те задачи, которые возложены на избирательную защиту. Она мгновенно вычисляет и отсекает поврежденную зону без прекращения подачи питания на исправные участки. Селективность снижает нагрузки на установку, уменьшает последствия КЗ.

При отлаженной работе автоматических выключателей по максимуму удовлетворяются запросы, относительно обеспечения бесперебойного электроснабжения и как следствие, технологического процесса.

Когда автоматическое оборудование, осуществляющее размыкание, в результате КЗ окажется неисправным, благодаря селективности потребители получат нормальное питание.

Что такое селективная защита

Правило, утверждающее, что величина тока, проходящего через все распредвыключатели, установленные за вводным автоматом, меньше обозначенного тока последнего, является основой селективной защиты.

В сумме эти номиналы могут быть и больше, но каждый отдельный обязательно хотя бы на шаг ниже вводного. Так, если на вводе установлен 50-амперный автомат, то следующим за ним устанавливают выключатель, с номиналом по току в 40 А.

Автоматический выключатель состоит из следующих элементов: рычага (1), клемм винтовых (2), контактов подвижного и неподвижного(3, 4), биметаллической пластины (5), винта регулировочного (6), соленоида (7), решетки дугогасительной (8), защелки (9)

При помощи рычажка как включают, так и выключают впуск тока на клеммы. К клеммам подводят и фиксируют контакты. Подвижный контакт с пружиной служит для быстрого размыкания, а связь цепи с ним выполнена через неподвижный контакт.

Обратите внимание

Расцепление, в случае перекрытия током своего порогового значения, происходит за счет нагрева и изгиба биметаллической пластины, а также соленоида.

Токи срабатывания настраивают при помощи регулировочного винта. С целью предотвращения появления электродуги во время размыкания контактов, введен в схему такой элемент, как дугогасительная решетка. Для фиксации корпуса автомата существует защелка.

Избирательность, как особенность релейной защиты — это умение обнаруживать неисправный узел системы и отсекать его от действующей части ЭЭС.

Здесь приведена схема щита, наглядно показывающая, как распределяется нагрузка по квартире. Перед установкой автомата нужно выполнить расчет суммарной мощности оборудования, которое будет подключено к нему

Селективность автоматов — это их свойство работать поочередно. Если этот принцип нарушен, будут греться и автоматические выключатели, и электропроводка.

В результате может возникнуть КЗ на линии, перегорание плавких контактов, изоляции. Все это приведет к выходу из строя электроприборов и пожару.

Допустим, на длинной линии электропередач возникла аварийная ситуация. Согласно главному правилу селективности первым срабатывает автомат ближайший к месту повреждения.

Если в обычной квартире в розетке происходит короткое замыкание, на щитке срабатывать должна защита линии, частью которой эта розетка является. Если этого не произошло, наступает очередь автоматического выключателя на щиток, и только за ним — вводного.

Селективность защиты абсолютная и относительная

Понятие селективности определено ГОСТотм IEC 60947-1-2014. Выделяют два типа селективности — абсолютную и относительную. Если работа защиты скоординирована таким образом, что она срабатывает исключительно внутри защищенной зоны, то это указывает на ее абсолютную селективность.

В этих обстоятельствах максимальный ток селективности становится таким же, как и максимальная отключающая способность расположенного ниже автомата.

Срабатывание в виде резервного, когда не произошло отключение на проблемном участке, называют относительно селективной защитой. При этом происходит отключение выше расположенных выключателей.

В случае превышения заданной величины тока выключателя-автомата, т.е. при отсутствии больших перегрузок, селективная защита действует практически безотказно. Куда затруднительней добиться этого при коротких замыканиях.

Упрощают задачу таблицы селективности, которые производители прилагают к своим изделиям.

Применяя их, создают группы с селективностью срабатывания

Данные о выпускаемых изделиях предприятия размещают и на своих сайтах.

Важно

Связки выключателей формируют только по таблицам одного конкретного производителя. Следует учитывать, что группы, устроенные по относительному принципу, обладают большим числом функций.

Буква «Т» в таблице обозначает полную селективность пары аппаратов, а число — частичную.

Когда ожидаемая пограничная величина тока КЗ меньше, чем число, указанное в таблице, избирательность будет обеспечена

Чтобы проверить избирательность между автоматом выше- и нижестоящим, находят скрещение вертикали и горизонтали. Обеспечение селективности — очень важная задача при питании потребителей, относящихся к особой категории.

При ее отсутствии может произойти остановка производственного процесса, повреждение линий, отключение систем кондиционирования, дымоудаления и других.

Виды селективных схем подключения

Кроме абсолютной и относительной селективности существует еще 7 видов селективной защиты:

зонная;
времятоковая;
энергетическая;
временная;
полная;
частичная;
токовая.

Для обеспечения требуемой селективности автозащиты электросети с автоматическими выключателями используют разные методы.

Защита полная и частичная

Полная защита обозначает, что если последовательно подключена пара автоматов, появление сверхтоков вызывает отключение одного, расположенного вблизи зоны неисправности.

Частичная защита действует по тому же принципу, что и полная, но только после того, как ток достигнет установленной пороговой величины.

Селективность отключения, обеспечивающаяся автоматами, заключается в том, что КЗ, в каком бы месте электроустановки оно ни возникло, будет отсечено ближайшим выключателем, находящимся выше этой точки.

Оставшиеся устройства не отключатся

Если селективность обеспечена до меньшей из величин тока двух АВ, есть повод говорить о полной селективности между ними.

В этом случае предельная величина предполагаемого тока КЗ установки при каких либо обстоятельствах будет равной или меньшей величины тока двух АВ.

Токовый тип селективности

У токовой избирательности основной показатель — предельная токовая отметка. От объекта до ввода значения выстраивают по признаку возрастания. Действие этой избирательности защит основано на той же базе, что и у временной селективности.

Разность только в том, что выдержка делается по значению тока — с приближением точки КЗ к вводу, растут показания тока КЗ. Временной показатель отключения может быть таким же.

Поврежденную из-за КЗ зону определяют посредством уставки срабатывания на разные величины тока. Полной селективность может быть только в условиях, где ток КЗ невысокий, а в промежутке между двумя автоматами есть оборудование, отличающееся немалым электрическим сопротивлением. При таком раскладе токи КЗ будут значительно отличаться.

Совет

Применяют такой вид избирательности в основном в конечных распредщитах. Здесь сочетается номинальный ток незначительной величины и ток КЗ с большим полным сопротивлением стыковочных кабелей.

Этот вариант селективности является экономичным, простым и действующим в течение мгновения. Все же зачастую указанная селективность может являться частичной т.к. наибольший ток, как правило, небольшой.

На фото токовая избирательность с применением АВ. При таком виде селективности существует смещение по оси тока токовых характеристик расположенных друг за другом автоматов

Когда значения Isd1 и Isd2 одинаковы или предельно близки, то Is — максимальный ток селективности равен Isd2. Если эти величины намного отличаются, Is = Isd1.

Условием обеспечения селективности по току является соблюдение неравенств: Ir1/Ir2 > 2 и Isd1/Isd2 > 2. В этом случае максимум селективности — Is = Isd1.

К недостаткам относят и быстрый рост уровня уставок защиты от токов большого уровня. Невозможно быстро отключить поврежденную цепочку, если один из автоматов окажется неисправным.

При расчете уставок защит по току необходимо принимать во внимание действительные токи, проходящие через выключатели, работающие в автоматическом режиме.

Временная и времятоковая селективность

Когда в цепи имеется ряд автоматических выключателей, обладающих идентичными токовыми характеристиками, но разным временем выдержки, то при возникновении неисправности они страхуют друг друга. Тот, что находится в непосредственной близости к месту повреждения, сработает сразу, следующий — через какое-то время и т.д.

На этой 2-уровневой схеме выключатель «А» обладает таким временем выдержки, которое обеспечивает полную селективность с характеристиками АВ «В»

В случае времятоковой селективности защитные приборы реагируют не только на ток, но и на продолжительность реакции. При определенном значении тока через какое-то время задержки срабатывает защита, дистанция от которой к месту КЗ меньше. Исправная часть установки не отключается.

На фото график временной селективности с использованием АВ. Времятоковые характеристики выключателей В и А не пересекаются.

Они расположены ступенчато

Комбинация токовой и временной селективности увеличивает эффективность отключения. Когда Isc B

АВ, расположенный выше, снабжен двумя уставками: Im A и Ii А. Первая — является избирательной токовой отсечкой, вторая — мгновенным срабатыванием.

Энергетическая селективность автоматов

При энергетической селективности отключения происходят внутри корпуса автомата. Длительность процесса настолько мала, что ток КЗ не успевает приблизиться к своему предельному значению.

Времятоковая система защиты считается сложной. Здесь задействована не только реакция на ток, но и время, на протяжении которого это происходит.

С возрастанием тока у автомата падает величина времени срабатывания. Базой для этого вида селективности является регулировка защиты таким способом, когда со стороны защищаемого объекта она срабатывает быстрее при всех пороговых значениях тока, по сравнению с автоматом на вводе.

Что такое зонная селективность

Зонный способ сложный и недешевый, поэтому применяют его в основном в промышленности. Как только пороговые показатели тока достигают максимума, в центр контроля поступают данные и выбранный автомат срабатывает. Электрическая сеть с таким видом избирательности включает специальные электронные расцепители.

Когда обнаруживается нарушение, от выключателя, расположенного ниже, поступает сигнал к устройству, находящемуся выше. Первый автомат должен отреагировать в течение секунды. Если он не среагировал, срабатывает второй.

Сравнивая этот вид селективности с временной избирательностью, можно увидеть, что время срабатывания в этом случае намного ниже — иногда составляет сотни миллисекунд. Снижается как процент интервенции в систему, так и процент ее повреждения. Уменьшаются тепловые и динамические влияния на части установки. Возрастает число уровней селективности.

Обратите внимание

Когда токи, протекающие через защитные устройства, достигают большей величины, чем на собственных уставках, сигнал блокировки передается каждым выключателем на защиту более высокого уровня

В случае зонной селективности срабатывает защита, находящаяся со стороны источника питания, если взять за исходную точку место КЗ. До момента срабатывания автомата осуществляется контроль над тем, чтобы защитное устройство с нагруженной стороны не подало аналогичный сигнал.

Но такая избирательность требует присутствия дополнительного источника питания. Поэтому рациональное применение этого вид селективности — системы с высокими параметрами тока КЗ и током значительной величины. Такими являются коммутационно-распределительные аппараты, находящиеся со стороны нагруженности генераторов, трансформаторов.

Расчет селективности автоматов

Грамотный выбор и правильная настройка — основной принцип соблюдения селективности автоматических выключателей. Избирательность для выключателя, находящегося вблизи источника, гарантирует выполнение требования: Iс.о.послед ≥ Kн.о.∙ I к.пред.

Здесь Iс.о послед. — такая величина тока, за которой следует срабатывание защиты. I к.пред. — ток КЗ в конечной точке зоны, на которую распространяется действие автомата, расположенного далеко от энергоисточника. Kн.о. — коэффициент надежности. Его величина находится в зависимости от разброса параметров.

Номинал автомата для цепи подбирают не только путем расчета, но и по такой таблице, ориентируясь на разрез кабелей в схеме

Расклад tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t демонстрирует селективность в случае регулировки АВ по времени. tс.о.

послед, tк.пред. — интервалы времени срабатывания выключателей, находящихся на большой дистанции от источника питания и расположенных рядом. ∆t — параметр, который берут из каталога и обозначающий временную степень селективности.

Карта селективности и правила ее создания

Времятоковые характеристики всех устройств, включенных в схему электрической сети, изображают на карте селективности. Целью ее составления является максимальное обеспечение защиты автоматов. Основа защиты выключателей — принцип, по которому выключатели подключают друг за другом строго последовательно.

Существует ряд правил, обязательных при создании карты селективности:

Установки должны иметь один источник напряжения.
Все важные расчетные точки должны хорошо просматриваться. С учетом этого требования необходимо выбирать масштаб.
На карте указывают защитные свойства, минимальные, максимальные параметры КЗ в точках системы.

Часто нормы проектирования нарушаются, и карты селективности в проектах отсутствуют. Это может привести к перебоям в электроснабжении потребителей.

На карту наносят характеристики автоматов, подключенных последовательно друг за другом. Саму схему строят в осях

Карта дает полную картину о согласовании уставок. Она предоставляет возможность сравнить работу автоматов по такой характеристике, как селективность.

Времятоковые разновидности осей являются базой не только для построения карт селективности для токовой защиты в виде автоматических выключателей, но и для других ее видов: предохранителей, реле. Обычно одна карта содержит характеристики 2-3 АВ. По оси абсцисс отмечают величину тока в кВ, а по оси ординат — время в секундах.

Выводы и полезное видео по теме

Неполадки при работе автоматических выключателей и их устранение:

Вычерчивание карты селективности посредством специальной программы:

Надежное, безопасное использование электрической проводки невозможно без учета избирательности автоматов. Зная об основных моментах создания селективной защиты, можно грамотно выполнить подбор оборудования для своего технического проекта.

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/selektivnost-avtomaticheskix-vyklyuchatelej.html

Селективность автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели блога elektrobiz. ru! Сегодня поговорим о том, что такое селективность, для чего она нужна и как соблюсти это явление в электрической цепи в квартире, загородном доме, на даче.

Стоит начать с самого термина, чтобы максимально понять, что собой представляет данное свойство.

Что такое селективность:

Селективность — это специфическая особенность релейной защиты выявить повреждённый элемент проводки (замыкание, перегрузка) и отключить его близлежащими выключателями, не прекращая нормальную работу остальных зон электрической цепи. К примеру, при обычном коротком замыкании кондиционера, в первую очередь, отключается предохранитель питающий непосредственно кондиционер:

Основная и главная цель — безопасность. Кроме того упрощается поиск причины отключения, только представьте, что при замыкании в розетке у вас отключается весь подъезд. Попробуйте потом разобраться, что где как и почему
В каждый автоматический выключатель входит в 2 независимых друг от друга системы защиты:

От короткого замыкания
От перегрузки

При перегрузке:

Существует такое понятие как «номинальный ток автоматического выключателя».

Номинальный ток выбирается из разряда: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А (ампер).

При составлении проекта электроснабжения, например, нужно рассчитать ток через каждый автомат.

Тогда селективность будет соблюдаться автоматически. Такое свойство называют естественной селективностью автомата в диапазонах токов перегрузки.

При коротком замыкании:

Автоматические выключатели так же имеют вторую систему защиты, это «быстродействующая защита от короткого замыкания».

Производят автоматы номинальным условным током короткого замыкания: 3, 4.5, 6, 10 кА (килоампер) . Так же существует такая характеристика как «время размыкания цепи».

Эти две величины независимы друг от друга, но лучше соблюдать селективность по двум параметрам единовременно. Оба параметра учитываются типом автоматического выключателя: А, В, С, D.

Чаще всего в быту применяются автоматы типа С и если в вашей электросети последовательно включено не более 2 (двух) автоматов, в достижении селективности не возникнет проблем. Если же у вас последовательно включено 3 (три) и более автоматических выключателя, лучше обратиться к специалисту, для принятия специальных мер.

На этом мы подошли к концу пояснения понятия селективности автоматов. Все написанное касаемо диапазонов токов перегрузки, можно применять и к дифференциальным автоматическим выключателям, которые имеют еще два дополнительных вида защиты: по току утечки и току короткого замыкания. Об этом в другой раз.

Для закрепления знаний, предлагаю вам прокомментировать соблюдение селективности в квартире:

Подъездный щиток:

В квартире:

Источник: https://elektrobiz.ru/zametki-elektrika/selektivnost-avtomaticheskix-vyklyuchatelej.html

Селективность защиты электрической сети: что это такое и как она работает, основные виды работы

В электрике и энергетике существует множество понятий. Каждое из них играет определенную роль. Селективность — это защитный механизм, который уберегает технику от поломок. Ее наличие позволяет продлить срок службы приборов и аппаратов и предупредить появление неисправностей. Селективность подразумевает использование определенного оборудования.

Основная характеристика
Два типа защиты
Основные виды
Карта селективности

Предохранители, дифавтоматы, УЗО и прочие устройства необходимы для предупреждения сгорания устройств. Правильно подключенная схема приборов позволяет отключать только определенные участки цепи, не нарушая работы остальной системы. Селективность защиты электрической сети — это отлаженная работа оборудования.

Ее основные задачи:

обеспечение безопасности электроприборов;
своевременное отключение зоны питания, где произошла поломка;
снижение вероятности негативных последствий для остальных механизмов;
беспрерывность рабочего процесса;
экономность;
простая эксплуатация.

При возникновении короткого замыкания в ванной или на кухне срабатывает только тот автомат, который подключен к этой цепи. Все остальные участки продолжают работать и поставлять энергию.

Если отключения не произойдёт, то автомат ввода прекратит работу всего щитка.

Два типа защиты

Селективность определяют в ГОСТ IEC 60947−1−2014. Согласно ему, выделяют два типа: абсолютная и относительная. К первому относят системы с защитой, которая действует только внутри защищенной зоны. На поврежденном участке срабатывают предохранители.

Однако относительная селективность срабатывает при больших перегрузках. При коротких замыканиях это редко происходит. Все аппараты должны быть соединены в схему в определенной последовательности. Каждый конкретный производитель выпускает таблицы связки аппаратов.

Основные виды

Селективность бывает нескольких видов. При полной подключают два аппарата с последовательным подключением. При возникновении неисправности отключается участок, который находится ближе всех к проблеме. Частичная защита работает аналогично, но с небольшим отличием: защита работает только до определенного показателя сверхтока.

Временная селективность включает в себя несколько автоматов с одинаковыми характеристиками тока. Но все они отличаются выдержкой по времени отключения. В итоге первым срабатывает самый близкий к неисправности автомат. Дальше цепь включается:

через 0,2 с;
через 0,5;
через 1 с;
через 2 с.

Такая система выключателей позволяет автоматам страховать друг друга и при необходимости постепенно выключать систему, не допуская ее перегрузки. Аналогично работает токовая защита, но выдержка ставится не по времени, а по увеличению тока. У автоматов ставятся показатели в 25 А — 15 А — 10 А.

Зонная нацелена на выявление неисправной зоны. При ее обнаружении, система отключает участок с поломкой. Это позволяет сохранить работоспособность остальных автоматов.

При энергетической защите все сбои происходят в литом корпусе автоматического выключателя. Максимальных показателей ток не успевает достигнуть, так как система моментально отключает подачу энергии.

Карта селективности

Все характеристики токовых устройств вносятся в определенную схему. Она позволяет создать максимальную защиту автоматов. Основной ее принцип — это последовательность подключения аппаратов.

При создании карты учитываются определенные правила:

один источник напряжения для всех установок;
правильный масштаб нужен для хорошего просмотра расчетных точек;
отмечаются минимальные и максимальные показатели короткого замыкания и защитные свойства.

Отсутствие грамотно построенной карты приводит к нарушениям электроснабжения. Наглядная схема позволяет увидеть согласованность установок и сравнить работу автоматов. Сама схема состоит из двух осей:

ось абсцисс — это величина тока в кВ;
ось ординат — это время в секундах.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/chto-takoe-selektivnost-zaschity-elektricheskoy-seti.html

Принцип работы селективности автоматических выключателей

instrument.guru > Электричество > Принцип работы селективности автоматических выключателей

Селективность в области электрики является одним из основополагающих понятий. Она представляет собой защиту электрических устройств от поломок или каких-либо отклонений в работе. С помощью данной функции автоматы работают дольше, повышается уровень безопасности.

Что такое селективность в области электрики?

Селективность или избирательность – особенность релейной защиты, которая определяется умением находить неисправный элемент всей электрической системы и выключать именно его.

Защита может быть двух видов: абсолютная и относительная, в зависимости от отключения участков. В первом случае более точно срабатывают предохранители на том участке, где произошло замыкание или поломка.

Второй тип селективности заставляет отключаться автоматы, которые находятся выше, если защита других не вступила в действие по каким-либо причинам.

Типы селективности электрических приборов

Классификацию защиты электрических устройств можно представить в различии схем подключения:

Полная. Если несколько приборов подключены последовательно, то на неисправность быстрее реагирует тот, что находится ближе к зоне аварии.
Частичная. Принцип действия селективности автоматов аналогичен с полной, но существует ограничение величины тока.
Временная. Такого рода избирательность предполагает разное время выдержки автоматов с одинаковыми характеристиками на срабатывание в случае поломки. Эта защита предназначена для того, чтобы подстраховать автоматы по скорости выключения. Например: первый начинает действовать спустя 0,2 сек, второй – 0,4 сек и т. д.
Токовая. Принцип работы селективности тот же, что и у временной, но в этом случае параметром выступает максимальная токовая отметка. Выставляются определённые значения в порядке убывания от источника питания до объекта нагрузки. Например, при вводе 28 А., к розеткам 18 А и 12 – к свету.
Времятоковая. Одна из самых сложных систем по защите от неисправностей. Аппараты подразделяются на четыре различные группы: A, B, C и D, каждая из которых реагирует на ток. В этом случае сложно составить схему защиты автоматических выключателей при коротком замыкании. Наиболее эффективна защита будет при первой группе А. Её используют в основном для электронных цепей. Наибольшую популярность и распространённость получили аппараты типа С, однако следует серьёзно отнестись к их установке.
Зонная. Этот способ защиты используется чаще всего в промышленности, так как он является дорогостоящим и довольно сложным. За работой электрической сети следят специальные приборы. При достижении установленного значения все данные передаются в центр контроля, где выбирается аппарат для выключения. Селективность этого вида предполагает наличие специальных электронных расцепителей. Они действуют следующим образом: при обнаружении какого-либо нарушения аппарат, расположенный ниже, подаёт сигнал другому автомату, который находится выше. Если в течение 1 секунды не сработает первое устройство, включится второе.
Энергетическая. Здесь автоматы действуют очень быстро, благодаря чему ток короткого замыкания не успевает достичь максимального значения.

Таблица селективности

Защита автоматических выключателей исправно работает обычно при маленьких перегрузках. При коротком замыкании сформировать селективность намного тяжелей.

Для таких целей существует таблица селективности, которая позволяет генерировать связки с избирательностью вступления в действие. Один расчёт предназначен для одного вида аппарата.

Ниже представлен пример такой таблицы, который также можно найти на интернет-сайтах производителей автоматов.

Расчёт селективности

Чаще всего защитными устройствами выступают обыкновенные автоматические выключатели. Их селективность обеспечивается с помощью верного выбора и настроек параметров. Принцип работы таких выключателей обусловлен выполнением следующего условия:

Iс.о.послед ≥ Kн.о.* I к.пред., где:
- — Iс.о.послед — ток, при котором вступает в действие защита;
- — I к.пред. — ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты;
- — Kн.о. — коэффициент надёжности, зависящий от параметров.

Определить селективность при управлении аппаратов по времени можно при помощи следующей формулы:

tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
- — tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов, в зависимости от близости к источнику питания;
- — ∆t — временная ступень селективности.

Карта селективности

Для того чтобы обеспечить максимальную защиту автоматических выключателей, нужна специальная карта селективности или её графическое изображение. Эта карта представляет собой своеобразную схему, где отображаются все совокупности токовых характеристик используемых устройств в электрической сети (пример представлен ниже).

Одно из основных правил защиты выключателей – все автоматы должны быть подключены друг за другом по очереди. Карта селективности предназначена для изображения характеристик всех этих приборов. Для её создания необходимо придерживаться ряда правил:

Установки защит должны исходить из одного напряжения;
Рисуя карту нужно правильно выбрать масштаб, чтобы были изображены все расчётные точки;
Помимо характеристик автоматов, следует указать максимальные и минимальные значения коротких замыканий в точках системы.

Как показывает практика, селективность защиты требуется не всегда. Её применяют, только если есть риск серьёзных повреждений. Когда при расчёте получаются высокие значения номиналов автоматов, рекомендуется установить рубильники или специальные селективные устройства.

Селективность автоматов ПУЭ

Существует свод правил устройств электроустановок (ПУЭ), где есть чёткие понятия, как эксплуатировать автоматические выключатели. В пункте 3.1.4. сказано: для того чтобы автоматы защиты не отключали устройства при кратковременных перегрузках, уставки выключателей нужно выбирать по номинальным токам электроприёмников.

Следует выделить ещё одно важное правило: в качестве устройств защиты должны использоваться предохранители и автоматические выключатели.

Принцип селективности для выбора выключателей

При проведении электрики в доме необходимо учитывать тот факт, что ток может причинить большой вред. Во избежание неприятных последствий устанавливают предохранители или автоматические выключатели. Принцип селективности позволяет надёжно использовать электрическую сеть благодаря правильному выбору автоматов.

Для абсолютно любой схемы выявляется определённая система защиты, которая разделяют проводку на определённые участки, именуемые электрическими цепями. Поломка может возникнуть внутри приёмника, генератора или же проводов. Каждая неисправность требует особенного технического решения, благодаря которому можно быстро и эффективно найти и исправить повреждение.

Принцип селективности призван определять правила установки и совместимости защит. Он обеспечивает:

безопасность электрики и людей;
автоматическое выявление зоны поломки и её устранение;
снабжение электрическим током все участки, расположенные рядом с повреждённым;
поддержание качества электроэнергии.

Обобщая все вышесказанное, можно отметить, что избирательность защитных устройств, в том числе и автоматических выключателей, необходимо всегда учитывать при установке электрической проводки для безопасного и наиболее надёжного использования.

Источник: https://instrument.guru/elektrichestvo/printsip-raboty-selektivnosti-avtomaticheskih-vyklyuchatelej.html

Селективность защиты электрической сети (принцип работы)

В электрике и энергетической отрасли селективность относится к важнейшим понятиям, так как основное ее назначение — защита от выхода из строя электроприборов по причине каких-либо неисправностей при функционировании электроустановок. Благодаря такой функции продляется срок службы приборов, повышается надежность их работы.

Что такое селективность?

Понимание селективности представляет собой отлаженное функционирование и механизм защиты определенного оборудования, состоящего из последовательно соединенных элементов.

К подобным устройствам часто относятся разнообразные типы УЗО, дифавтоматов, предохранителей. Итог их работы — недопущение перегорания электрических механизмов при возникновении каких-либо предпосылок для этого.

Читайте также статью ⇒ Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО.

Схема совместной селективной работы УЗО и автоматических выключателей в щитке

Основным преимуществом такой системы можно назвать возможность отключения только неисправных участков, при которой оставшаяся часть системы продолжает работать.

Функции селективности

К основным функциям селективности относятся:

обеспечение условий безопасности электрооборудования и работающих с ним сотрудников;
мгновенное выявление и отключение от питания зон, в которых возникла неисправность без отключения подачи питания в зоны исправной работы электротехники;
минимизация влияния отрицательных последствий неисправности на работающие в нормальном режиме части оборудования;
снижение нагрузки на состоящие из нескольких частей установки, предотвращение возникновения повреждений в аварийной части системы;
гарантирование максимально продолжительного электроснабжения требуемого качества;
обеспечение непрерывности выполнения процесса функционирования;
выполнение необходимого уровня поддержки при неисправности защиты, работающей на размыкание;
выполнение поддержки наиболее приемлемого режима работы агрегатов;
обеспечение рационального и простого использования, экономически рациональной работы установок.

Виды защиты

Временная

В цепь подключается ряда автоматов, обладающих различной выдержкой по времени, но идентичными токовыми параметрами. В итоге приборы подстраховывают один другого от ближайшего к неисправной зоне до наиболее удаленного устройства. К примеру, сработка ближайшего произойдет спустя 0,02 с, последующего — через 0,5 с, последнего, если не произойдет сработки предыдущих- спустя 1 с.

Принципиальная схема для выбора автоматических выключателей и УЗО по времени срабатывания

Про типы УЗО и его подключение подробно описано в статьях:

По току

Принцип работы такого типа селективности одинаков с предыдущим, за исключением выдержки, происходящей по значению тока, а не по скорости сработки. Например, выключатели установлены на вводе 25А, затем на 16А, а после — на 10А. Срок сработки у всех приборов может быть равным.

Принципиальна схема подбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

По зонам

Важно

При определении нарушения диапазона тока сработка прибора позволяет с наиболее возможной точностью выявить аварийную зону и прекратить ее питание.

Принцип логики

Такой тип селективности в сети организуется обмен данными между подключенными к сети по последовательной схеме защитными приборами со значительным количеством порогов избирательности. При этом появляется возможность изменения задержки срока срабатывания любой из защит.

Принцип действия схемы логической селективности позволяет выбрать требуемый отключающий автомат

В итоге происходит сработка именно тех защитных приборов, которые располагаются близко от поставщиков электропитания, а близкие к оборудованию не подключаются. Это позволяет сделать выбор в пользу автомата, отключающего подачу аварийного тока.

По направленности

Включение приборов защиты осуществляется по очереди, формируемой направленностью тока. С помощью вектора напряжения задается некая точка, по отношению к которой сам вектор обладает фазовым сдвигом.

Реле при этом реагирует и на напряжение, и на поступающий ток. Подлежащая защите цепь приспосабливается к размещению как в отключаемой зоне, так и на участке, на котором не производится отключение.

Включение устройств УЗО и выключателей, реализуемое по принципу направленности селективной защиты

При возникновении короткого замыкания в точке 1 устройство защиты D1 и выключатель, управляющийся им, среагируют, и будет произведено отключение. Сработки других приборов в этом случае не осуществится.

При возникновении короткого замыкания во 2-й точке обе защиты и выключатель не сработают.

Преимуществом такой схемы можно назвать простоту устройства. К недостатку следует отнести необходимость установки вспомогательного оборудования — трансформаторов напряжения, требующихся для выявления направленности тока.

По принципу дифференцирования

Такой тип селективности свойственен цепям с подключением мощных потребителей.

Отступления параметров токов по фазе и амплитуде в пунктах А и В будут определяться как аварийные. При нештатном событии за границами зоны АВ не фиксируются.

Защита сработает при условии превышения величиной тока IA величины тока IB.

Для реализации такого принципа требуется установка трансформаторов тока особых типов, позволяющих выстроить надежную защиту от процессов, оказывающих воздействие на сработку приборов:

намагничивающего тока трансформатора;
насыщения датчиков тока и образующегося тока погрешности;
емкостного элемента тока ЛЭП.

Принцип селективной дифференциальной защиты при подключении оборудования со значительной мощностью

Преимуществами такого метода являются:

высокий уровень чувствительности;
высокая скорость отключения в защищаемой зоне.

К минусам относятся:

немалая стоимость;
повышенные требования к сотрудникам, получивших доступ к работе с защитой;
необходимость обустройства наибольшей токовой защиты при возникновении нештатных событий.

Комбинированная селективность

Этот вид основывается на комбинировании селективности компонентов, входящих в ее состав. Такие комбинации позволяют выполнить значительные улучшения:

суммарной селективности;
аварийного режима либо резервирования.

Варианты применения комбинированной селективности:

по времени и току;
логическая плюс временная;
направленная и логическая;
направленная с временной;
временная совместно с направленной.

Карта селективности

Нельзя не упомянуть и селективной карте, требующейся для обеспечения максимальной токовой защиты. Карта выглядит как построенная в осях схема, на которой показаны все совокупности времятоковых характеристик поставленных автоматов.

На карте селективности отображаются времятоковые характеристики установленных и подключенных защитных автоматов

Как уже было указано выше, каждый из приборов защиты должен подключаться поочередно.

Основные правила для построения карт:

защитные приборы должны исходить от одного напряжения;
масштаб подбирается с учетом видимости всех граничных точек;
должны указываться наименьшие и наибольшие показатели коротких замыканий во всех расчетных точках.

Селективные автоматы

Рассмотрим работу селективной защиты на примере автомата АВВ S750DR, в которых обеспечивается селективность автоматов за счет наличия дополнительного токового пути, не размыкающегося после сработки главного контакта при коротком замыкании.

При выключении расположенной ниже аварийной зоны селективной клеммой создается задержка по времени сработки. Основная клемма селективного автомата при этом под действием пружины возвращается в исходное положение.

Совет

При продолжении поступления сверхтока тепловая защита и в главной, и во вспомогательной цепях отключается.

Селективная пластина при этом продолжает препятствовать механизму размыкания — пружина не может обратно изолировать основную клемму.

Релейная защита

К релейной защите, отключающей цепь при повреждениях, предъявляются такие требования:

селективность;
скорость реагирования;
чувствительность;
надежность.

Селективность можно назвать главным условием, обеспечивающим бесперебойность и непрерывность питания электрооборудования при наличии запасного источника.

Использование выключателей и реле с высокой скоростью реагирования исключается нарушение динамической устойчивости функционирующих параллельно синхронных агрегатов. Так устраняется основная причина самых тяжелых системных аварий с точки зрения непрерывной работы потребителей.

Релейная защита также должна обладать достаточной чувствительностью к повреждениям и нештатным режимам функционирования, возникающих на подлежащих защите элементах системы. Соответствия требованию необходимого уровня чувствительности во вновь создаваемых современных электросетях добиться очень сложно.

Требование надежности предъявляется в связи с тем, что защита сети должна безотказно и корректно функционировать и отключать оборудование при любом его повреждении и возникновении нарушений, препятствующих нормальному рабочему режиму.

Источник: http://electric-tolk.ru/selektivnost-zashhity-elektricheskoj-seti/

Что такое селективность защиты?

Электрическая сеть состоит из множества цепей. Каждая из них включает те или иные элементы с соответствующими функциями, соединённые между собой и нейтралью с определённым способом заземления. Для того чтобы эта сеть работала наиболее эффективно необходимо создавать надёжную изоляцию аварийных участков сети оставляя остальные электрические цепи нормально функционирующими.

Селективность защиты или иначе избирательность защиты является таким принципом работы, при котором аварийные электрические цепи отключаются максимально быстро, а остальные продолжают работать без какого-либо влияния произошедшего отключения. Различают такие разновидности селективности:

временную. Работает в сети с установленными защитными устройствами максимального тока. Выдержка времени срабатывания устанавливается прямо пропорционально удалённости места расположения реле максимального тока от источника питания.
По току. За основу берётся обратно пропорциональная зависимость тока срабатывания защитного устройства от удалённости места его установки от источника питания.
Логическую. Этот вид избирательности применяется для улучшения селективности по времени. Его целью является минимизация сроков ремонта в повреждённой электрической цепи.
Направленную. Применяется в сети с разветвлением аварийного тока при наличии в ней максимальной направленной токовой защиты.
Дифференциальную. Защитное устройство сравнивает величины тока в начале и конце защищаемой электрической цепи.
комбинированную. Использует ту или иную комбинацию селективностей применительно к структуре электрической цепи и задачами, поставленными перед системой защиты этой цепи.

Селективность по времени

Область применения – радиальные сети. Отсчёт времени установленной выдержки начинается при превышении тока срабатывания реле. Обязательным условием является согласование пороговых значений срабатывания токовых реле. Возможны два типа схем избирательности по времени в зависимости от того, какой тип временной выдержки используется.

Независимая выдержка времени реле.

Зависимая выдержка времени реле.

В радиальной сети имеющей уровни защиты А, В и С при коротком замыкании каждое из защитных устройств на своём уровне фиксирует его (изображение слева). Но для каждой из них установлена своя выдержка времени. При этом уровень D должен отключаться первым, затем может отключиться уровень С, потом В и в последнюю очередь уровень А. Но если с отключением уровня D проблема исчезла, защитные устройства предыдущих уровней переходят в режим ожидания. Интервал селективности определяется разностью между временами отключения защитных устройств соседних уровней и включает в себя несколько временных составляющих, изображённых ниже:

Простое устройство и наличие резервирования срабатыванием на каждом уровне являются преимуществами временной избирательности.

Селективность по току

Этот вид селективной защиты устанавливается в каждой электрической цепи в её начале. Если в электрической сети, состоящей из этих цепей, происходит короткое замыкание, ток увеличивается соответственно её импедансу. При этом индуктивность ограничивает скорость нарастания тока и существует некоторая минимальная величина его. Эта величина и является порогом срабатывания защиты.

При этом защитные устройства могут сработать и при несколько меньших значениях силы тока, если это необходимо.

Но величина тока срабатывания должна находиться в диапазоне значений силы тока, которое будет больше чем при коротком замыкании за пределами области покрытия защиты.

Пример токовой защиты цепи с трансформатором, подключенным между кабельными линиями электропередачи, показан на изображении ниже:

Преимуществом избирательности по току является возможность реагирования только на повреждения внутри защищаемой области и в привязке к потребителю, исключая аварии вне защищаемой области.

Отличается быстротой срабатывания, небольшой стоимостью и схемотехнической простотой. В этом её преимущество.

Недостатком является сложность настройки избирательности последовательно установленных устройств защиты при их расположении в соседних областях из-за похожести параметров процессов, определяемых аварийными ситуациями.

Принцип логики

При этой разновидности селективности в сетях организован обмен данными между включенными последовательно устройствами защиты с большим числом порогов избирательности. Поэтому становится возможным «на лету» изменять задержки времён срабатывания каждой из защит.

В результате срабатывают именно те защитные устройства, которые находятся вблизи источников питания. А те, что ближе к потребителю – не включаются.

Поэтому становится возможным сделать оптимальный выбор для выключателя, который отключит аварийный ток, как показано на изображении ниже:

Преимуществом логической селективности является возможность регулировки временных установок срабатывания реле по каскадно на любом уровне не зависимо от их числа.

Обратите внимание

При этом можно сделать выбор оптимальной установки срабатывания реле, как со стороны источника питания, так и со стороны потребителя. Недостатком является сложность построения протяжённой многоуровневой защиты с необходимостью введения дополнительных цепей для обмена данными.

Наибольшее распространение эта избирательность получила в схемах сетей с радиальными цепями и средними величинами напряжения.

Принцип направленности

Защитные устройства отрабатывают в последовательности, определяемой направлением тока. Вектор напряжения задаёт некоторую точку. Относительно неё вектор тока имеет фазовый сдвиг.

Причём реле реагирует на оба параметра – ток и напряжение.

Защищаемая сеть должна быть приспособлена к расположению как области с отключениями, так и области, в которой отключение не выполняется, как показано на изображении ниже:

Если короткое замыкание произошло в 1-й точке, защитное устройство D1 и управляемый им выключатель сработают. Отключение будет выполнено. Никакие иные защитные устройства при этом срабатывать не будут. При коротком замыкании в точке 2, срабатывания обеих защит и выключателей не происходит. Сборные шины должны иметь отдельную защиту, как показано на изображении слева:

Преимуществом является простота устройства защиты. Недостаток – наличие дополнительных элементов – трансформаторов напряжения. Они нужны для определения направления тока.

Принцип дифференцирования

Эта разновидность селективности характерна для электрических цепей с мощными агрегатами, такими как:

электродвигатели;
преобразователи напряжения;
электрогенераторы;
кабельные сети;
шины сборные.

Фазовые и амплитудные отклонения величин токов в точках А и В воспринимаются как авария. При этом аварийные события за пределами участка АВ не воспринимаются. Защита срабатывает если ток IA больше чем ток IB. Но при этом должны использоваться специальные трансформаторы тока, которые позволяют отстроить защиту от ненужных процессов, влияющих на срабатывание защиты, таких как:

ток намагничивания трансформатора;
насыщение токовых датчиков и возникающий при этом ток погрешности;
ёмкостная составляющая тока линии электропередачи.

Применение находят две схемы соответственно выбранному методу поддержания устойчивости работы защиты:

Преимуществами являются:

хорошая чувствительность;
большая скорость отключения в зоне защиты.

Недостатки:

дороговизна;
высокие требования к персоналу, допущенному к эксплуатации защиты ввиду её сложности;
требует установку максимальной токовой защиты на случай аварии.

Комбинированная селективность

Эта разновидность селективности основана на комбинациях избирательности составляющих её компонентов описанных выше. Эти комбинации позволяют существенно улучшить:

общую избирательность;
резервирование или аварийный режим.

Варианты использования на практике данного вида избирательности перечислены далее:

по току + временная;
логическая + временная;
временная + направленная;
логическая + направленная;
направленная + временная.

Источник: http://podvi.ru/elektrotexnika/selektivnost-zashhity.html

что это такое и как она работает, основные виды работы

Основная характеристика

Ее основные задачи:

обеспечение безопасности электроприборов;
своевременное отключение зоны питания, где произошла поломка;
снижение вероятности негативных последствий для остальных механизмов;
беспрерывность рабочего процесса;
экономность;
простая эксплуатация.

Для нормальной работы селективности потребуется наладить согласованность между всеми устройствами. Для лучшего понимания, что это такое, достаточно рассмотреть принцип действия на электрическом щитке. При возникновении короткого замыкания в ванной или на кухне срабатывает только тот автомат, который подключен к этой цепи. Все остальные участки продолжают работать и поставлять энергию. Если отключения не произойдёт, то автомат ввода прекратит работу всего щитка.

Такие меры помогают предупредить возникновение пожаров и сохранить технику.

Два типа защиты

Относительная селективность — это резервная защита. Она включается тогда, когда по каким-то причинам не блокируется поврежденный участок. Тогда вышестоящие автоматы полностью перекрывают подачу энергии.

Основные виды

через 0,2 с;
через 0,5;
через 1 с;
через 2 с.

Еще бывает защита времятоковая, которая сочетает в себе реакцию механизмов на ток и время выключения.

Карта селективности

При создании карты учитываются определенные правила:

один источник напряжения для всех установок;
правильный масштаб нужен для хорошего просмотра расчетных точек;
отмечаются минимальные и максимальные показатели короткого замыкания и защитные свойства.

ось абсцисс — это величина тока в кВ;
ось ординат — это время в секундах.

Не стоит пренебрегать ее изготовлением, так как отсутствие точности в расчетах приведет к некорректной работе защитной системы. Карту легко вычертить в специальной программе.

таблица и расчет селективности, какое токоограничение

Для упрощения и безопасной жизни человека было придумано множество устройств. К таким элементам относят предохранители. В этой статье рассказывается о том, что такое селективные автоматические выключатели и как они работают.

Определение селективности автоматических выключателей

Определение «селективность» подразумевает защитный механизм и отлаженное функционирование некоторых устройств, состоящих из отдельных частей, последовательно соединенных друг с другом. Зачастую такими приборами служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО и т. д. Результатом их работы является предупреждение сгорания электромеханизмов в случае возникновения угроз.

Как выглядит прибор

Обратите внимание! Преимуществом данной системы является ее свойство отключать лишь необходимые участки, при этом вся остальная система остается в рабочем состоянии. Единственное условие — согласованность защитных устройств между собой.

Схема зонной защиты

Для чего нужна селективность

Во время перегрузки или короткого замыкания на линии электросети автоматический предохранитель должен среагировать. В то же время необходимо, чтобы минимальная часть потребителей была отключена, а другие продолжали функционировать. Если селективность установлена грамотно, должен функционировать только аварийный предохранитель линии, а групповой предохранитель должен оставаться работающим.

Селективность автоматов

Следовательно, селективность автоматических предохранителей — это выбор устройств в системе, в которых в случае аварии в любой ее части отключение выполнялось элементом, отвечающим только за эту часть. Проще говоря, селективность — это координация функционирования приборов защиты, подключенных последовательно, так что в случае скачков напряжения или короткого замыкания отключается только та часть установки, в которой происходит неисправность.

Принцип работы и функции

Главные функции селективности заключаются в:

обеспечении безопасной работы приборов в помещении;
мгновенном определении и обесточивании зоны питания, в которой произошла поломка, без других выключений приборов, не прекращающих подачу электрической энергии в местах стабильной работы техники;
снижении последствий после поломки приборов или техники;
уменьшении напряжения на составные приборы и предупреждении поломок в неисправной части;
обеспечении максимально возможной безостановочной подачи энергии;
обеспечении беспрерывного рабочего процесса;
обеспечении поддержки в том случае, если сама защита, отвечающая за размыкание, придет в неисправность;
поддержке оптимального функционирования установки;
обеспечении практичности в использовании и экономической доступности.

Определение избирательности

Виды селективной защиты разделяют на:

полную. Два устройства соединены последовательным соединением. При воздействии сверхтоков активируется только одна защита, которая находится ближе к зоне повреждения;
частичную. Похожа на полное, но защита действует только до определенного показателя перегрузки по току;
временную. Схема включает в себя несколько машин с одинаковыми токовыми параметрами, но с разным временем воздействия. В результате от ближайшего к поломке до самого удаленного выключателя устройства страхуют друг друга (например, ближайший будет работать через 0,02 сек., следующий через 0,5 сек., а последний — через 1 сек., если остальные 2 не работают).

Конструкция предохранителя

Принцип действия текущей селективности защиты подобен времени, но только воздействие происходит по величине тока. Например, автоматические выключатели установлены на входе 25 А, затем 16 А, а затем 10 А. В то же время они могут иметь одинаковое время отключения. В дополнение к реакции защитных механизмов на ток также определяется время этой реакции.

Предохранители в щитке

При обнаружении некорректной работы в установке можно точно определить неисправную зону и отключить подачу электроэнергии только в нее. Все процессы предотвращения повреждений происходят в литом корпусе выключателя. Отключение происходит за такое короткое время, что отметка максимального значения тока не достигает своего результата.

К сведению! Избирательность защиты может быть абсолютной и относительной. В первом случае отключается только поврежденная часть цепи. По этому принципу работают предохранители, установленные в электроприборах.

Какое токоограничение в селективности

Модульные автоматические выключатели имеют такой параметр, как класс ограничения тока, который фактически отражает скорость электромагнитного расцепителя. Казалось бы, чем быстрее, тем лучше, но для селективности имеет смысл поставить групповую машину с более медленным откликом, чтобы во время короткого замыкания на какой-либо исходящей линии она не работала вместе с автоматом этой линии.

Зона перегрузки

Хотя нет никакой гарантии, что автомат с более низким классом ограничения тока будет работать медленнее, чем автомат с более высоким. Вряд ли все производители придерживаются единых стандартов по этому параметру. Но если на выходной линии можно поставить автомат с более высоким классом ограничения тока, то это стоит сделать.

Разновидность селективности

Селективность защиты подразделяется на абсолютную или относительную в зависимости от того, какие участки отключаются. Для первого случая надежней всего срабатывают предохранители на поврежденном участке цепи. Во втором отключаются выше расположенные автоматы, если защита ниже не отработала по разным причинам.

Полная и частичная защита

При такой защищённости цепи подразумевается последовательное подключение аппаратов. В случае возникновения сверхтока сработает тот автомат, который ближе всего к месту повреждения.

Разновидности УЗО

Важно! Частичная избирательная защита отличается от полной селективности тем, что срабатывает лишь до установленного значения сверхтока.

Токовый тип селективности

Выстраивая в убывающем порядке величины токов от источника к нагрузке, обеспечивают работу токовой избирательности. Главной мерой здесь является предельное значение токовой метки. Например, начиная от источника питания или ввода, автоматические выключатели устанавливают в последовательности: 25 А, 16 А, 10 А. Все автоматы могут иметь одинаковое время на срабатывание.

Обратите внимание! Между автоматами должно быть высокое сопротивление цепи, тогда они будут иметь эффективную избирательность. Повышают сопротивление путём увеличения протяжённости линии, включения участков с проводом меньшего диаметра или вставкой трансформаторной обмотки.

Временной и времятоковый вариант

Что значит селективная защита по времени? Особенностью такого построения схемы релейной защиты является привязка ко времени срабатывания каждого защитного элемента.

Принцип работы выключателей

Автоматические выключатели обладают одинаковыми токовыми параметрами, но имеют разную выдержку времени при срабатывании. Время срабатывания увеличивается по мере удаления от нагрузки. К примеру, самый ближний рассчитан на срабатывание после 0,2 сек. В случае его отказа через 0,5 сек. должен сработать второй. Работа третьего автоматического выключателя рассчитана через 1 сек. в случае несрабатывания первых двух.

К сведению! Очень сложной считается времятоковая избирательность. Чтобы её организовать, необходимо выбирать приборы групп A, B, C, D. У группы А наивысшая защита (применяется в электроцепях). Каждая из этих групп имеет индивидуальную реакцию на величину электрического тока и временную задержку.

Зонная схема защиты

Зонный способ сложный и недешевый, поэтому применяют его в основном в промышленности. Как только пороговые показатели тока достигают максимума, в центр контроля поступают данные, и выбранный автомат срабатывает. Электрическая сеть с таким видом избирательности включает специальные электронные расцепители.

Автоматический выключатель 5SL

Сравнивая этот вид селективности с временной избирательностью, можно увидеть, что время срабатывания в этом случае намного ниже, иногда составляет сотни миллисекунд.

Обратите внимание! При зонной схеме защиты снижается как процент интервенции в систему, так и процент ее повреждения. Уменьшаются тепловые и динамические влияния на части установки, возрастает число уровней селективности.

Как правильно рассчитать селективность

Чаще всего защитными устройствами выступают обыкновенные автоматические выключатели. Их селективность обеспечивается с помощью верного выбора и настроек параметров. Принцип работы таких выключателей обусловлен соблюдением следующих условий:

Iс.о.послед ≥ Kн.о. I к.пред., где: Iс.о.послед — ток, при котором вступает в действие защита; I к.пред. — ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты;
Kн.о. — коэффициент надёжности, зависящий от параметров.

Определить селективность при управлении аппаратами по времени можно при помощи следующей формулы: tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где: tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов в зависимости от близости к источнику питания; ∆t — временная ступень селективности.

Таблица селективности

Ниже представлена таблица селективности для автоматических выключателей. Расчет селективности автоматических выключателей можно осуществить с помощью онлайн-калькулятора. Вручную просчитывать лучше только опытному электрику, который и будет подключать предохранители.

Таблица селективности

Безопасная проводка не может работать без избирательности автоматов. Благодаря этой статье можно грамотно подобрать устройства для создания защиты. Для безопасного подключения рекомендуется обращаться к мастерам.

Описание параметра «Поддерживаемые расцепителем защиты»

Электромеханические расцепители типа Т, М, ТМ, ТМД обеспечивают следующие типы защит:

Т — Ir — защита от перегрузок — тепловая защита.
M — Im — защита от коротких замыканий — электромагнитная защита
TM — Ir, Im — защита от перегрузок и коротких замыканий — комбинированная защита
TMД — Ir, Im, IΔn — защита от перегрузок и коротких замыканий, а также от токов утечек

Ir — защита от перегрузок — тепловая защита.
Механизм, реализующий Ir, представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа.

Примечание: ΔIr — тоже что и Ir, только с возможностью регулировки порога срабатывания потребителем (на рисунке верхняя синяя стрелка) — данное обозначение установлено только на портале Profsector.com

Im — защита от коротких замыканий — (электромагнитная защита, электромагнитный расцепитель).

Механизм, реализующий Im, представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Защита от коротких замыканий, в отличие от защиты от перегрузок, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷20 раз от номинала, в зависимости от типа автоматического выключателя.

Примечание: ΔIm — тоже, что и Im, только с возможностью регулировки порога срабатывания потребителем (на рисунке синяя стрелочка) — данное обозначение установлено только на портале Profsector.com.

IΔn — дифференциальная защита — это защита от токов утечек. Она защищает персонал от повреждения током и оборудование от возможных возгараний. Обычно реализуется специальными блоками, тороидальные трансформаторы которых обнаруживают непосредственно слабые токи замыкания на землю, возникающие в результате повреждения изоляции.

IN — защита нейтрали (только для 4-х полюсных автоматов) — это защита от перегрузок и коротких замыканий в нейтральном проводе.

Электронные расцепители типа ЭР в зависимости от исполнения могут обесепчивать следующие типы защит:

Ir — защита от перегрузок — тепловая защита, обозначается L
tr — настраиваемое потребителем время выдержки для включения защиты Ir
Im — защита от коротких замыканий — очень редко реализуемая защита в электронных расцепителях. Её обычно заменяют защиты выполняющие теже функции Isd и Ii.
Isd — селективная токовая отсечка, обозначается S (Short delay = короткая выдержка времени). Дополняет тепловую защиту. Отличается очень малым временем срабатывания, но при этом имеет небольшую задержку включения, обеспечивающую селективность с нижестоящим аппаратом. Уставка Isd может настраиваться пользователями.
tsd — настраиваемое потребителем время выдержки для включения защиты Isd
Ii — мгновенная токовая отсечка (I) — эта защита дополняет Isd. Она вызывает мгновенное отключение аппарата. Уставка по току может быть регулируемой или постоянной (встроенной).
Ig — защита от замыканий на землю, обозначается G (Ground). Электронные расцепители могут рассчитывать дифференциальные токи утечки на землю с высоким порогом (порядка десятков ампер) на основе измерений фазных токов.
tg — настраиваемое потребителем время выдержки для включения защиты Ig
IΔn — дифференциальная защита — это защита от токов утечек. Она защищает персонал от повреждения током и оборудование от возможных возгараний.
tΔn — настраиваемое потребителем время выдержки для параметра IΔn
IN — защита нейтрали (только для 4-х полюсных автоматов) — это защита от перегрузок и коротких замыканий в нейтральном проводе. Может использоваться настройка для фаз или собственная настройка для нейтрали: пониженная уставка (0,5 фазной уставки) или OSN – защита нейтрали с уставкой, превышающей в 1,6 раза уставку фазной защиты. В случае защиты OSN максимальная настройка аппарата ограничена до 0,63 х In.

Реализация защит у электронных расцепителей следующая. Измерительное устройство, с помощью датчиков тока и напряжения, производит необходимые измерения характеристик протекающих по силовой цепи автомата токов и в случае аварийной ситуации, через исполнительный соленоид, отключает автоматический выключатель.
В большинстве случаев, защиты обеспечиваемые электронными расцепителями, имеют возможность настройки пользователями. Поэтому, при указании типов защит для электронных расцепителей, не применяется символ Δ.

Селективность двух УЗО и дифавтоматов

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Мысль для данного видеоролика мне пришла после сопутствующих вопросов по бюджетному щиту для частного дома (см. видео на моем канале Ютуб с соответствующим названием).

В комментариях стали обсуждать, что при установке двух УЗО в одной линии, например, на вводе 100 (мА) и на отходящей линии 30 (мА), селективность их срабатывания соблюдаться не будет, и что при возникновении утечки в цепи может отключаться вводное УЗО или даже одновременно оба УЗО. Что, естественно, не есть хорошо!

Давайте разбираться!

Например, в квартирном щитке у нас имеется 2 группы нагрузок (розетка №1 и розетка №2). На групповые нагрузки установлено УЗО типа АС или А с уставкой дифференциального тока 30 (мА), а на вводе — УЗО типа АС или А с уставкой дифференциального тока 100 (мА).

В одной из своих статей я рассказывал Вам про методику проверки УЗО и в той статье я приводил значения срабатывания УЗО не только по уставке, но и по времени, 1, 3 и 5-кратном. И как Вы успели заметить, чем больше ток утечки, тем быстрее срабатывает УЗО, хотя и встречаются порой исключения, когда при разных кратностях тока утечки время срабатывания у них практически не меняется. Но это больше является исключением.

А значит, что в приведенном выше примере при повреждении на розеточной линии будет срабатывать УЗО поврежденной линии, а не вводное УЗО, тем самым обестачивая всю квартиру.

Причем этот способ наиболее распространен в данное время, т.к. селективные УЗО есть не у всех производителей, да и встречаются гораздо реже в продажах.

Естественно, чтобы 100% соблюдать селективность, на вводе необходимо устанавливать селективное УЗО (тип S или G), т.е. с некоторой заданной выдержкой времени от 0,05 (сек.) до 0,5 (сек.), а уже на отходящие группы — стандартные УЗО без выдержки времени.

В случае утечки на одной из отходящей линии, вводное УЗО сработает только в том случае, когда групповое УЗО поврежденной линии по каким-то причинам «не сработает» (неисправно, вышло из строя и т.п.).

Тем не менее я решил все же провести несколько экспериментов, чтобы показать Вам все наглядно и, раз и навсегда, разрешить все вопросы и дискуссии по данному вопросу.

Итак, поехали.

Проведу два эксперимента по селективности срабатывания двух УЗО в одной линии:

Селективность двух УЗО с током утечки 100 (мА) и 30 (мА) без выдержек времени (неселективных)
Селективность двух УЗО с током утечки 300 (мА) с выдержкой времени (селективное) и 30 (мА) без выдержки времени (неселективное).

Подключу последовательно в линию два УЗО и буду поочередно проверять их срабатывание при разных токах утечки, начиная с 10 (мА) и заканчивая 500 (мА).

В итоге мы посмотрим, как будут срабатывать УЗО при разных токах утечки.

Смотрите данный эксперимент в моем видеоролике:

P.S. Все показанное в данном видеоролике с таким же успехом относится и к дифавтоматам в плане срабатывания их дифференциальных элементов. Только прошу внимательно отнестись к тому, что эксперименты проводились с одинаковыми типами УЗО (тип АС). А это значит, что при установке разных типов УЗО (АС, А и В) и при разных видах утечек поведение УЗО может отличаться. Так что учтите это! Но это уже частные случаи и при установке УЗО одинаковых типов селективность у Вас в любом случае будет соблюдена.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Электрика для строителей. Впервые в «Окнах»!

Дмитрий Борисов

При всем многообразии выбора программ для строительного проектирования раздел электроснабжения долгое время оставался «бедным родственником». Если по архитектуре, строительству, расчетам конструкций существовал достаточно большой выбор современных программ, то об электрике такого сказать было нельзя. Лучшее, что мог предложить проектировщику-электрику российский рынок, — специализированные графические редакторы для отрисовки планов и схем, да расчетные программы, причем последние — импортного производства, а значит, не соответствующие отечественным стандартам. Существовала, правда, еще отечественная разработка ELSO. Вроде бы все в ней было — и расчеты, и вывод результатов расчетов на графику в виде чертежей планов и схем, однако ряд существенных недостатков перекрывал все плюсы. Прежде всего, и это самое главное, — программа была DOS’овская со всеми вытекающими отсюда минусами: отсутствие мыши, управляющих клавиш, буфера обмена и многих других полезных функций, которые отличают Windows- от DOS-приложения. Кроме того, процесс создания планировок этажей был достаточно длительным и неудобным.

И вот наконец на апрельской выставке Comtek-2001 на стенде фирмы «ИнфАрС» была продемонстрирована новая версия ELSO. Эта версия имеет не только иное «лицо» (Windows-интерфейс), но и ряд весьма полезных новых особенностей. Прежде всего — это возможность выбора среды проектирования, но об этом будет сказано чуть позже…

А сейчас коротко о принципиально новой функции ELSO. В последнее время достаточно остро стоит вопрос о расчете селективности устройств защиты. Для решения этой задачи был создан модуль ELSO Project Select. Порядок работы модуля следующий. Выполняется оцифровка полученных со сканера электронных копий графиков ампер-секундных характеристик устройств защиты, участвующих в расчете. В базу данных записываются оцифрованные кривые, представленные коэффициентами кубических сплайнов для каждого устройства защиты. Строится графическая карта селективности для конкретной схемы установки устройств защиты. Проверяется селективность аппаратов защиты на низком и высоком напряжении.

Что же касается среды проектирования, то расчетные модули по низковольтной части (до 0,4 кВ) теперь могут работать как непосредственно из среды Windows, так и под управлением AutoCAD 2000 R14. Модули называются соответственно ELSO Project Load и ELSO Project Shema. Рассмотрим работу этих модулей подробнее.

Каждый из модулей позволяет выполнять расчет нагрузок в узлах электрической сети по методике ВНИПИтяжпромэлектронпроекта, производить выбор линий электопередач, подбирать защитные аппараты и уставки для них. Формирует справочные таблицы результатов по нагреву, по потере напряжения, таблицы нагрузок по форме Ф636-92. Ввод данных в обоих модулях происходит в графическом виде: в ELSO Project Load в виде элементов псевдографики, в ELSO Project Shema в виде блоков в формате DWG. Именно способ ввода данных во многом определяет особенности дальнейшей работы.

Работа в ELSO Project Shema организована с использованием ARX-приложений, которые являются самыми современными средствами программирования в AutoCAD. Существует возможность сразу, с учетом трехмерности сооружения и элементов электрической сети, получить данные по длинам линий электропередач. Длины участков автоматически вносятся в данные для расчета и кабельный журнал. Таким образом, геометрию электросети объекта мы получаем в полуавтоматическом режиме. Кроме того, проектировщик-электрик сразу же получает заготовку для чертежей поэтажных планов электроснабжения. Автоматически формируются принципиальные электрические схемы распределительных щитов. В ELSO Project Load длины всех участков проводников задаются вручную в табличной форме. Модуль не выдает документы в графической форме (то есть планы и принципиальные схемы).

Для работы ELSO Project Shema на рабочем месте проектировщика должен быть установлен AutoCAD, который к дешевым программным продуктам не отнесешь. Правда, это можно рассматривать как серьезное препятствие лишь в отношении небольших фирм, которые занимаются только электроснабжением объектов и больше ничем. Для проектных институтов и крупных фирм на первом месте стоит скорость выпуска проекта, а следовательно, быстрота выдачи заданий и согласований между смежными отделами. Работа всех подразделений института в единой среде AutoCAD (с использованием специализированных приложений специалистами каждого отдела) позволит минимизировать время прохождения проекта, что позволит достаточно быстро окупить капиталовложения в автоматизацию предприятия.

Таким образом, можно смело утверждать, что наконец-то появилась современная отечественная программа, которая закрывает брешь в разделе низковольтной части проекта в строительном проектировании.

«САПР и графика» 5’2001

Максимальная токовая защита — выбор и принцип действия РЗА

В нормальном режиме по линии, в трансформаторе, двигателе течет рабочий ток, значение которого известно и определяется номинальными параметрами.

Однако, порой возникают аварийные, переходные ситуации, когда происходят перерывы питания, вследствие коротких замыканий, самозапуска, перегрузок. Значение тока повышается до величины, которая может привести к нарушению работоспособности электрической сети, выхода из строя электрооборудования.

Чтобы не происходило подобных аварий, необходимо на этапе проектирования предусмотреть методы защиты от переходных токов. Для этого служит релейная защита, а в частности защита от токов короткого замыкания — максимальная токовая защита. Эта защита также относится к токовым, как и токовая отсечка.

На линиях с односторонним питанием МТЗ устанавливается в начале линии со стороны источника питания. Так как сеть может состоять из нескольких линий, то на каждой из них ставят свой комплект защит. При повреждении на одном из участков линии сработает защита этого участка и отключит линию. Защиты других линий отстроены по времени, таким образом соблюдается селективность. Они отключатся, не успев сработать. Время срабатывания увеличивается в направлении от потребителя к системе.

На линиях с двухсторонним питанием защита МТЗ является дополнительной и достижение селективности одними лишь средствами выдержки времени является невозможным. Поэтому в таких сетях применяются направленные защиты.

Классификация МТЗ

Максимальные токовые защиты классифицируются на трехфазные и двухфазные (в зависимости от схемы исполнения), в зависимости от способа питания (с постоянным или переменным опертоком), защиты с зависимой и независимой характеристикой.

Принцип действия максимальной токовой защиты

При достижении током величины уставки подается сигнал на срабатывание реле времени с заданной выдержкой времени. Затем после реле времени сигнал идет на промежуточное реле, которое мгновенно отправляет ток в цепь отключения выключателя.

У зависимых защит выдержка времени задается уставкой на реле, у независимых — выдержка зависит от величины тока. Зависимые защиты проще отстраивать и согласовывать.

Схема защиты МТЗ

На рисунке выше приведена схема максимальной токовой защиты — токовые цепи и цепи управления.

Параметры и расчет максимальной токовой защиты

МТЗ не может совмещать в себе функцию защиты от перегрузки, так как действие МТЗ должно происходить по возможности быстрее, а защита от перегрузки должна действовать, не отключая допустимые кратковременные токи перегрузки или пусковые токи при самозапуске электродвигателей.

То есть первое условие выбора МТЗ — отстройка от максимального рабочего тока нагрузки
После срабатывания защиты реле должно вернуться в рабочее положения. Ток возврата должен быть больше максимального рабочего тока, с учетом самозапуска, после предотвращения нарушения снабжения
Ток срабатывания защиты равен коэффициенту запаса отнесенный к коэффициенту возврата и умноженный на коэффициент запуска и максимальный рабочий ток
Ток срабатывания реле зависит от коэффициента схемы (зависит от реле), тока срабатывания защиты отнесенных к коэффициенту трансформатора тока
Чувствительность защиты определяется отношением минимального тока короткого замыкания в конце зоны защиты к току срабатывания защиты
Ступень времени для согласования выдежек времени зависит от выдержки времени соседней защиты, погрешности замедления реле времени соседней защиты, времени отключения выключателя соседней защиты. Для защит с независимой выдержкой времени это время может быть 0,4-0,5с, для защит с зависимой — 0,6-1с

К достоинствам МТЗ относится их простота и наглядность, надежность, невысокая стоимость. К недостаткам можно отнести большие выдержки времени вблизи источников питания, хотя именно там токи короткого замыкания должны отключаться быстро.

Максимальная токовая защита является основной в сетях до 10кВ, однако, применение она нашла и в сетях выше 10кВ.

Самое популярное

Селективность

: когда это необходимо?

Техническая группа Stroma изучает изменения в 18-м выпуске ^{-го выпуска}, касающиеся селективности между устройствами защиты от сверхтока и того, что это означает для монтажников.

18 ^{-е издание} стандарта BS 7671 изменило то, что в течение многих лет было известно как «дискриминация» на «избирательность».

«Селективность» определяется в Части 2 как: «Координация рабочих характеристик двух или более защитных устройств таким образом, чтобы при возникновении сверхтока или остаточного тока в установленных пределах устройство, предназначенное для работы в этих пределах, так что, в то время как другие не делают (не делают) ». Есть примечание к определению, которое описывает частичную и полную избирательность.

Раздел 536 стандарта BS 7671 теперь содержит подробные описания применения селективности между устройствами защиты от сверхтоков (OCPD), УЗО и другими устройствами.К сожалению, в 18-м выпуске ^{-го выпуска} не указано, когда требуется избирательность, и решение остается за проектировщиком установки. 17 ^{-е издание} требовало: «Согласование серийных защитных устройств необходимо для предотвращения опасности и там, где это необходимо для надлежащего функционирования установки».

Когда использовать «полную» или «частичную» избирательность

Как правило, если устройство защиты цепи питает несколько цепей, и каждая из этих цепей защищена своей собственной защитой цепи, желательно, чтобы нижестоящее устройство работало первым в условиях перегрузки по току.Если одна цепь имеет два последовательно включенных защитных устройства, вероятно, нет необходимости в полной или частичной селективности.

Необходимо иметь полную селективность, если может возникнуть опасность, если вышестоящее устройство сработает перед последующим устройством в условиях перегрузки по току. Примером этого является то, что в здании есть службы безопасности жизнедеятельности (LSS), такие как пожарные лифты, дымовые трубы, спринклерные насосы и пожарные насосы. В этих установках в условиях пожара может потребоваться, чтобы источники LSS работали до разрушения, а не работали для предотвращения повреждения кабеля.Примером этого может быть подача воды на два пожарных насоса, где защита контура одного насоса срабатывает перед защитой на входе, чтобы второй резервный насос продолжал подавать воду на барабаны пожарных рукавов.

Исследование селективности

До 18-го выпуска ^{-го выпуска} разработчики должны были провести исследование дискриминации, чтобы определить последовательность срабатывания защитных устройств в условиях перегрузки по току. В 18-м выпуске ^{-го выпуска} говорится, что теперь это можно проверить с помощью настольного исследования с использованием данных производителя, программного обеспечения, тестов или декларации производителя.Большинство дизайнеров, вероятно, предпочтут использовать проприетарное программное обеспечение для проведения исследования селективности (дискриминации).

Использование программного обеспечения для исследования селективности позволит проектировщику построить кривые время / ток для каждого устройства в серии, чтобы проверить, достигнута ли селективность. Построенные кривые будут указывать на кривую до образования дуги, которая указывает, где устройство не будет работать, диапазон допуска, в котором устройство может работать, и рабочая кривая, где устройство определенно будет работать .

Ток повреждения

Доступный ток короткого замыкания в любой точке установки будет определяться импедансом входящего источника питания, сопротивлением проводников распределительной и конечной цепи, а также местом замыкания. В больших установках с многоуровневой защитой цепи может оказаться невозможным достичь полной дискриминации. Это потребует увеличения мощности источника питания для увеличения тока короткого замыкания, более высокой номинальной защиты цепи и кабелей большего размера по всей установке.

Это явно было бы нерентабельно. Источник большей мощности может быть недоступен и, вероятно, не нужен, если не требуется полная селективность для предотвращения опасности. Селективность может быть достигнута с помощью автоматических выключателей с регулируемыми расцепителями, чтобы ввести временную задержку для достижения селективности.

НАЧАЛО СТРОИТЕЛЬСТВА STROMA BUILDING CONTROL

Stroma Group объявила о запуске нового бренда Approved Inspector: Stroma Building Control (Stroma). При этом он становится одним из самых известных и крупнейших инспекторов строительной отрасли, утвержденных CICAIR.Компания Stroma, созданная из трех уже существующих поставщиков систем управления зданием, таких как: Консультации по утвержденному проектированию, BBS Building Control и Greendoor Building Control, объединяет более трех десятилетий проектной работы и опыт в области управления зданиями. Обширная команда из более чем 120 квалифицированных инспекторов по контролю за зданиями и сеть из 14 региональных офисов означает, что клиенты могут положиться на общенациональную службу соответствия требованиям по контролю за зданиями, предоставляемую на местном уровне.

Группа управления зданием Stroma имеет обширный послужной список по всем типам проектов в строительной отрасли.Его работа в качестве надежных партнеров-консультантов для клиентов охватывает жилые, коммерческие, смешанные, развлекательные, розничные, образовательные и другие сферы. Консультации и поддержка компании Stroma могут быть предоставлены на этапе разработки концепции и на начальном этапе проектирования, путем подачи первоначального уведомления, оценки планов и инспекций участка до представления окончательного сертификата по завершении. Команда также предоставляет клиентам полную техническую поддержку, CPD по всем нормам и консультации по любым изменениям в этих правилах.

Для получения дополнительных технических рекомендаций и информации о членстве в Stroma посетите: stroma.com / сертификация

Выбор для электрических установок — селективность или резерв

Выбор правильного пути

Система защиты электроустановки состоит из иерархии защитных устройств, таких как автоматические выключатели или УЗО, которые должны иметь возможность защищать электроустановку путем отключения неисправных цепей, поддерживая подачу питания к исправным частям, насколько это возможно.

На самом деле это конкурирующие цели, потому что, если вы хотите, чтобы система была доступна на 100 процентов, это теоретически означает предотвращение всех перебоев в подаче электроэнергии, будь то в результате необходимого технического обслуживания или сбоя в подаче электроэнергии. Таким образом, защитные устройства должны быть настроены на значительную задержку перед отключением цепи.

По другую сторону бухгалтерской книги — серьезная забота о защите нагрузки и компонентов системы. Повреждение от короткого замыкания зависит от силы тока и продолжительности.

Почему избирательность

Поскольку большое количество тока может быть выпущено очень быстро, передовая инженерная практика склоняется к защите электрического оборудования с помощью устройств, которые чувствительны к минимальным токам замыкания и реагируют как можно быстрее.

Если вы выберете 100-процентную защиту, у вас могут возникнуть перебои в работе; и если вы выберете 100-процентную доступность системы, вам придется иметь дело с большим количеством повреждений оборудования.

Фактически избирательность может быть полной или частичной.Полная селективность означает, что селективность гарантируется для всех значений тока короткого замыкания вплоть до максимального значения, соответствующего минимальной отключающей способности между двумя выключателями.

Частичная селективность означает, что селективность гарантируется до определенного уровня тока короткого замыкания. Если ток короткого замыкания в точке, где установлен автоматический выключатель ниже этого значения, гарантируется селективность; в противном случае невозможно гарантировать, что в случае короткого замыкания сработает только выключатель, расположенный ниже по цепи.

Селективность также является вопросом защиты от поражения электрическим током путем автоматического отключения с помощью УЗО. Часто бывает необходимо согласовать УЗО, предназначенные для защиты от короткого замыкания и / или противопожарной защиты (тип. 300 мА), с УЗО для дополнительной защиты розеток (30 мА). В случае УЗО типа S с задержкой по времени именно УЗО, находящееся непосредственно перед повреждением, срабатывает в конечной цепи, что обеспечивает наивысшую степень готовности источника питания.

Почему бэкап?

В случае короткого замыкания автоматические выключатели размыкаются при определенном значении тока.Чем больше этот ток, тем больше размер и стоимость прерывателя. Поэтому отключающую способность необходимо выбирать в зависимости от тока короткого замыкания в точке установки, который уменьшается при переходе от источника питания к нагрузкам.

Характеристикой резервного является способность выключателя, расположенного выше по цепочке, помогать выключателю ниже по цепочке отключать короткое замыкание, тем самым фактически увеличивая его отключающую способность. Эта функция позволяет уменьшить размер выключателя, расположенного ниже по потоку, и, следовательно, общую стоимость системы при сохранении оптимального уровня безопасности.

При резервной защите различающей мощностью часто жертвуют в пользу необходимости «поддержки» устройств, находящихся ниже по цепи, которые должны отключать токи короткого замыкания, превышающие их отключающую способность. Резервные характеристики для выключателей предоставляются компанией ABB, которая заявляет, что устройство защиты на входе увеличивает отключающую способность защиты на выходе. Другими словами, например, автоматический выключатель S200 с отключающей способностью 6 кА может быть установлен для защиты цепи с током короткого замыкания выше 6 кА, если перед ним установлен S750DR (SMCB) или S800 (MCB).

Резервирование

также подходит для УЗО без встроенной защиты от короткого замыкания (RCCB), поскольку они имеют лишь ограниченную способность гасить токи короткого замыкания. Производители ВДТ должны четко указать, как защитить ВДТ в случае короткого замыкания — обычно путем согласования с автоматическим выключателем (или предохранителем) на входе.

С SMCB (селективными главными автоматическими выключателями) доступна технология, которая идеально сочетает в себе селективность и резервирование. При каждом коротком замыкании в конечной цепи срабатывает следующий MCB, защищающий эту цепь, и SMCB в качестве основного защитного устройства на входе поможет устранить повреждение путем дополнительного ограничения тока без прямого отключения.В этом случае MCB имеет резервную защиту, общая отключающая способность увеличивается, и комбинация выбирается во всем диапазоне токов короткого замыкания, заданном для этой комбинации.

Сочетать избирательность и резервирование?

Принципы избирательности и резервного копирования, хотя и применяются к одним и тем же устройствам, обычно противоположны. Селективность подразумевает, что продукт ниже по потоку откроется первым в случае неисправности, другими словами, продукт выше по потоку менее «чувствителен».”

Чтобы гарантировать селективность, защита на входе не сработает. Резервное копирование подразумевает, что устройство в восходящем направлении помогает устройству в нисходящем направлении отключиться, увеличивая его отключающую способность. При резервном копировании вышестоящее защитное устройство активно вмешивается для защиты линии. Таким образом, очевидно, что резервное копирование и избирательность нельзя комбинировать между двумя «обычными» устройствами защиты, но каждое из них предлагает определенное преимущество.

Выбор решения

Селективность обеспечивает непрерывность работы исправных линий в случае отключения другой линии.Резервное копирование включает общую стоимость системы за счет использования устройств защиты с пониженной отключающей способностью.

Для согласования устройств защиты в электрической сети может быть принят ряд технических решений. Какой тип координации использовать в конкретной зоне, зависит от сети и ее проектных параметров и связан с конкретными компромиссами, которые были сделаны с точки зрения надежности и доступности, сбалансированы с затратами и сдерживанием рисков в приемлемых пределах.

Разработчик системы должен выбрать решение для каждой зоны, которое предлагает наилучший технический и финансовый баланс, принимая во внимание приемлемые уровни риска и доступность системы; справочное значение электрических величин; затраты (устройства защиты, системы управления, компоненты блокировки и т. д.); эффекты; допустимая продолжительность и затраты на отключение; и будущая эволюция системы.

Для каждого из предлагаемых решений существует комбинация продуктов ABB, которая удовлетворяет каждую из этих потребностей.

Чтобы узнать больше о селективности и резервном копировании, а также найти лучшие варианты координации для устройств ABB, ознакомьтесь с нашими таблицами SOC — оптимизированная для селективности координацией и нашим мини-сайтом Selectivity

Селективность автоматического выключателя для обеспечения доступности электроэнергии

Промышленные предприятия, больницы, центры обработки данных и, фактически, любой тип объекта или университетского городка не могут позволить себе какое-либо количество простоев из-за проблем с электрической системой.Время простоя также негативно влияет на удовлетворенность клиентов и чистую прибыль. Кроме того, стандарт IEC 60364 делает избирательность обязательной для установок, обеспечивающих безопасность, в то время как местные правила могут также требовать ее для других конкретных приложений.

Конструкция электрической системы, включая выбранные защитные устройства, напрямую способствует обеспечению доступности электроэнергии. Частью достижения доступности является оптимизация координации устройств. Следует тщательно выбирать устройства для правильной работы в сочетании с другими устройствами в электрической системе, включая переключатели, контакторы, автоматические выключатели и устройства защитного отключения (УЗО) внутри такого узла, как распределительный щит.

В этой серии блогов мы рассмотрим преимущества согласования автоматических выключателей. В электрических системах можно использовать несколько типов координации, в зависимости от требований. В этом посте мы рассмотрим «избирательность», а в моем следующем посте — «каскадирование». Оба метода охватываются стандартом автоматического выключателя IEC 60947-2, приложение A.

Как работает избирательность?

Очевидно, что для таких объектов, как больницы, центры обработки данных и аэропорты, важно поддерживать работоспособность при всех критических нагрузках.Но для таких приложений, как непрерывные производственные процессы или охлаждение пищевых продуктов, потеря мощности может привести к дорогостоящим повреждениям сырья, продукции и времени. Когда в распределительной цепи происходит перегрузка, короткое замыкание или замыкание на землю, доступность энергии должна сохраняться для всех других частей электрической установки.

Одним из решений является применение селективности — иногда называемой дискриминацией — между цепями. Как это работает? Если в цепи возникает неисправность, срабатывает автоматический выключатель, ближайший к неисправности.Автоматические выключатели перед сработавшим выключателем остаются неизменными, поэтому питание остается доступным для всех других цепей и нагрузок.

Кроме того, бригаде объекта будет намного быстрее найти и устранить источник неисправности, так как им просто нужно идентифицировать цепь, в которой сработал один выключатель. Напротив, если сработал автоматический выключатель, расположенный выше по потоку, неисправность могла произойти в любой из ряда нижестоящих распределительных цепей, поэтому на поиск потребуется больше времени.

Несколько уровней селективности

Важно, чтобы автоматические выключатели были разработаны для совместной работы.В коммерческих зданиях, например, функция и номинальные характеристики автоматического выключателя зависят от его положения в электрической архитектуре: воздушные автоматические выключатели (ACB) или высокопроизводительные автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) в качестве входного устройства с автоматическими выключателями среднего уровня и миниатюрными цепями. автоматические выключатели (MCB) для оконечных цепей.

При рассмотрении нескольких уровней качество установки будет зависеть от того, как продукты спроектированы для согласования друг с другом для управления коротким замыканием. Это трудно гарантировать, когда смешиваются продукты разных марок.Выбор продуктов от одного производителя, у которого есть инженерные группы, работающие в тесном сотрудничестве, может помочь обеспечить лучшую координацию.

В случае короткого замыкания в одной точке установки следует иметь в виду, что все автоматические выключатели между источником питания (например, электросетью) и местом повреждения обнаружат перегрузку по току. Главный вход ACB или MCCB с высоким рейтингом может быть отложен для достижения «селективности на основе времени». Задача здесь состоит в том, чтобы определить правильную настройку. Для автоматических выключателей с ограничением тока — сюда входит большинство автоматических выключателей на фидерах и автоматических выключателей в конечных распределительных цепях — добиться селективности еще сложнее.Он основан на ограничении сквозной энергии всех задействованных автоматических выключателей, а также энергии неотключения вышестоящего автоматического выключателя. Это необходимо учитывать при проектировании отключающих характеристик и отключающих характеристик всего диапазона.

Благодаря тесному сотрудничеству между нашими группами разработчиков MCB, MCCB и ACB, Schneider Electric может предложить несравнимый ассортимент селективных продуктов, позволяющих создавать архитектуры с несколькими промежуточными распределительными щитами для оптимизации длины кабеля.

Выбор автоматических выключателей по селективности

Что еще более важно, как выбрать правильную комбинацию автоматических выключателей и номиналов, чтобы селективность работала надежно?

Schneider Electric предоставляет специальное программное обеспечение (EcoStruxure Power Design), онлайн-инструменты и руководство (Руководство по селективности, каскадированию и координации) для поддержки проектирования низковольтной установки с учетом селективности. Кроме того, наличие правильных продуктов, таких как автоматические выключатели серий MasterPact, ComPact и Acti9, предлагает ограниченное количество типоразмеров и моделей, чтобы сделать этот процесс еще проще.Эти линейки выключателей также разработаны и испытаны для выборочной координации — от ACB до MCCB до MCB, а также пускатели двигателей и автоматические выключатели двигателей — что дает вам уверенность в том, что селективность будет работать, от сети до фидеров. до окончательного распределения.

Что вы думаете? Продолжить обсуждение на форуме Power Availability Forum

Решено: что стоит за полной избирательностью, полной избирательностью и повышенной избирательностью?

Здравствуйте,

Спасибо за актуальный вопрос.Я понимаю, что это действительно может сбивать с толку.

Избирательность (или селективность) достигается с помощью устройств защиты от перегрузки по току и замыкания на землю, если состояние повреждения, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед повреждением, в то время как все другие защитные устройства остаются незатронутый.

Это основная цель: минимизировать часть установки, отключенную в случае неисправности, такой как перегрузка, короткое замыкание линии на линию или замыкание линии на землю.Задача состоит в том, чтобы преобразовать это общее требование в критерии выбора автоматических выключателей.

Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки (Isc_max) ниже предела селективности (Is) автоматических выключателей, питающих эту точку установки. Вот где в игру вступают концепции полной / полной / расширенной селективности … IEC 60364-5-53: 535 2019 теперь дает некоторые рекомендации.

Если рассматривать два автоматических выключателя, возможны следующие ситуации:

Is : Предел селективности (Is) между двумя автоматическими выключателями ниже, чем отключающая способность автоматический выключатель на стороне нагрузки (Icu или Icn).(В этом случае мы говорим о «частичной селективности» между двумя автоматическими выключателями.)

Пример: ComPact NSX100F (36 кА, 400 В) TMD 100A и iC60N (10 кА, 40 В) C 32A Предел селективности Is = 1 кА

В данной электрической установке возможны два случая:

Is : Максимальный ток короткого замыкания на стороне нагрузки (Isc_max) выше, чем этот предел селективности «Is» .(1кА в примере). В этом случае селективность не будет достигнута для всех значений тока короткого замыкания. Мы называем эту ситуацию « частичной селективностью» в установке и частичной селективностью для автоматических выключателей.

Isc_max <= Is : максимальный ток короткого замыкания на стороне нагрузки меньше или равен этому пределу селективности Is. (1кА в примере). В этом случае мы говорим о « Полная селективность » в установке, даже если она частичная с точки зрения автоматического выключателя.

Isc_max Предел селективности (Is) между двумя автоматическими выключателями равен отключающей способности автоматического выключателя на стороне нагрузки и максимальному току короткого замыкания на нагрузке. сторона меньше или равна этой отключающей способности. В этом случае мы говорим о « Полная селективность » в установке и полная селективность для автоматических выключателей.

Пример: ComPact NSX100F (36 кА, 400 В) Micrologic 2.2 100A и iC60N (10 кА, 40 В) C 32A: Полная селективность

Icu Максимальный ток короткого замыкания на стороне нагрузки выше отключающей способности автоматического выключателя на стороне нагрузки при использовании резервного (или каскадного) эффекта в соответствии с IEC 60364-4-43 Ed 3 2008 § 434.5.1 или эквивалентных национальных стандартов, таких как BS7671, NFC15100. В этом случае максимальный ток короткого замыкания должен быть ниже, чем усиленная отключающая способность (Icomb). Предел селективности между двумя автоматическими выключателями в этом конкретном случае также может быть увеличен или нет в соответствии с информацией производителя. Если предел селективности превышает Icu выключателя, расположенного ниже по цепи, это называется « Enhanced selectivity » в установке и повышенной селективностью для автоматических выключателей.

Пример: ComPact NSX100F (36 кА, 400 В) Micrologic 100A и iC60N (10 кА, 40 В) C 32A «20/20»

Предел повышенной селективности = 20 кА
Повышенная отключающая способность = 20 кА

Завершить:

Селективность в данной установке в соответствии с характеристиками селективности выключателей без резервного копирования

902 91
Полный

Характеристики селективности двух автоматические выключатели	Ток короткого замыкания	Последствия селективности для электрического монтажа
Частичный (до Is)	Is <= Isc max <= Icu или Icn	Частично до Is
Isc max
Итого	Isc max <= Is = Icu или Icn	Всего

Выбор
данная установка в соответствии с характеристиками селективности выключателей при использовании резервного питания:
Характеристики селективности двух автоматических выключателей
Ток короткого замыкания
Последствия селективности для электрический монтаж
Частично (до Is)
Is
Частично (до Is)
Всего
Is = Icu
Частично (до Icu)
Enhan ced
Icu
Повышенная селективность (до Is_enhanced)
С точки зрения дизайнера, когда ожидается избирательность в электрической установке, я рекомендую укажите следующее: Либо «Требуется полная селективность, а резервное копирование запрещено», либо «Требуется полная селективность, если применяется резервирование, должна быть проверена повышенная селективность до максимального тока короткого замыкания.
Матье Гийо
Schneider Electric
Консультации — Специалист по спецификациям | Селективно согласованная максимальная токовая защита для энергосистем
Цели обучения
Знать лучшие отраслевые методы защиты электрических цепей от сверхтоков и выборочной координации защитных устройств.
Поймите, как эти передовые методы можно применить в проектах, чтобы свести к минимуму перебои в подаче электроэнергии.
Понимание максимальной токовой защиты электрических систем и способов избирательной координации.
Даже в самых прочно спроектированных и хорошо обслуживаемых электрических системах могут возникать неисправности. Неисправности могут быть результатом природных явлений, в том числе молнии; факторы окружающей среды, такие как старение и износ электрического оборудования; или человеческая ошибка, такая как замыкание шин металлическим инструментом. Если не устранить неисправность в электрической системе, это может привести к повреждению оборудования, возникновению дуги и пожарам в зданиях.Это происходит из-за механических сил и тепловой энергии, возникающих в результате огромных токов короткого замыкания, протекающих в системе. Следовательно, защита жизненно важна для системы электроснабжения и ее компонентов.
Самая основная функция системы защиты — распознавать ненормальную или неисправную работу цепи и затем удалять неисправную цепь из электрической системы, чтобы минимизировать повреждение оборудования и защитить персонал и имущество. Защита может быть определена на основе защищаемого компонента электрической системы — защиты генератора, защиты трансформатора, защиты линии передачи, защиты шины, защиты фидера и защиты двигателя (который является наиболее распространенным типом).
Альтернативный способ определения защиты основан на принципе, используемом в схеме защиты. Это включает защиту от перегрузки по току, дифференциальную защиту, дистанционную защиту, защиту от повышенного / пониженного напряжения и защиту от повышенного / пониженного напряжения.
Следующее обсуждение будет ограничено скоординированной и выборочно скоординированной максимальной токовой защитой — наиболее распространенной формой защиты цепей. Скоординированные защитные устройства обеспечивают оптимальный баланс между локализацией неисправности и защитой цепи на основе мнения ответственного инженера.Селективно скоординированная защита требуется для нескольких выбранных энергосистем, таких как аварийные системы, системы энергоснабжения критических операций и пожарные насосы. Цель выборочной координации — обеспечить координацию во всем диапазоне; нет инженерной оценки того, какой уровень координации является приемлемым.
Основные электротехнические нормы, стандарты и определения
Существует несколько правил и стандартов в области электротехники, которые применяются при проектировании и строительстве проектов, и все они требуют тщательного рассмотрения для обеспечения безопасности жизни, надежного электроснабжения и защиты оборудования.NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс (NEC) — это отраслевой стандарт в США, касающийся безопасной установки электропроводки и оборудования. Обычно он принимается государственными и местными агентствами для стандартизации соблюдения правил безопасной работы с электричеством в их юрисдикции. Обзор ключевых терминов статьи 100 NEC издания 2017 г. включает следующее:
Перегрузка по току: Любой ток, превышающий номинальный ток оборудования или допустимую нагрузку проводника.Это может быть результатом перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.
Перегрузка: Работа оборудования с превышением номинальной полной нагрузки или номинальной допустимой нагрузки (проводники), когда она сохраняется в течение достаточного времени, чтобы вызвать перегрев. Неисправность, такая как короткое замыкание или замыкание на землю, не считается перегрузкой.
Ток короткого замыкания: Перегрузка по току, возникающая в результате короткого замыкания с пренебрежимо малым сопротивлением между токоведущими проводниками, имеющими разность потенциалов при нормальных условиях эксплуатации.
Замыкание на землю: Непреднамеренное электрически проводящее соединение между незаземленным проводником электрической цепи и обычно нетоковедущими проводниками, металлическими кожухами, металлическими дорожками качения, металлическим оборудованием или землей.
Выборочная координация: Относится к локализации состояния перегрузки по току для ограничения отключений в цепи или затронутом оборудовании. Это достигается путем выбора и установки устройств защиты от перегрузки по току (OCPD) с их номинальными характеристиками или настройками для полного диапазона доступных сверхтоков, от перегрузки до максимального доступного тока повреждения, а также для всего диапазона времени открытия OCPD, связанного с этими максимальными токами. .
Требования NEC к избирательной координации конкретно определяют избирательную координацию в статье 100 и предписывают надлежащий выбор и координацию в статье 110.10. Выборочная координация должна быть выбрана лицензированным профессиональным инженером или другим квалифицированным лицом, главным образом в области проектирования, установки или обслуживания электрических систем. Селективная координация между устройствами максимального тока, подключенными последовательно, обычно не требуется, если никакие нагрузки не подключены параллельно с устройствами ниже по потоку.Дополнительные ключевые требования к избирательной координации, определенные в NEC, включают:
Статья 240.12 (Координация электрической системы) определяет координацию электрической системы на основе двух условий: согласованная защита от короткого замыкания и индикация перегрузки на основе систем мониторинга.
Статья 517.17 (Защита от замыканий на землю) требует, чтобы защита от замыканий на землю фидера и средств отключения была полностью избирательной для больниц и других зданий с оборудованием жизнеобеспечения, а также для зданий, которые предоставляют основные услуги для работы оборудование для интенсивной терапии.Кроме того, в статье 517.17 (G) говорится, что основные электрические системы должны быть согласованы на период, когда продолжительность неисправности превышает 0,1 секунды.
Статья 620.62 (Выборочная координация) требует выборочной координации для лифтов в тех случаях, когда от одного питателя питается более чем одна приводная машина.
Статья 645.27 (Выборочная координация) требует, чтобы устройства максимального тока, связанные с критически важными системами данных, были выборочно согласованы со всеми OCPD на стороне питания.
Статья 695.3 (C) (3) (Комплексные здания университетского типа [пожарные насосы]) требует селективности между каждым средством отключения и всеми OCPD на стороне питания.
Статья 700.32 (Выборочная координация аварийных систем) требует, чтобы устройства максимального тока аварийной системы выборочно согласовывались со всеми OCPD на стороне питания.
Статья 701.27 (Выборочная координация) требует, чтобы устройства максимального тока резервной системы выборочно согласовывались со всеми OCPD на стороне питания для требуемых по закону резервных систем.
Статья 708.54 (Выборочная координация) имеет аналогичные требования, указанные выше в статье 701.27, но для систем питания критических операций [COPS].
Редакция NFPA 99: Кодекс учреждений здравоохранения 2018 г. также включает требования в отношении выборочной координации в статье 6.7.2.2.2. В нем говорится, что координация необходима для основных систем, когда продолжительность неисправности превышает 0,1 секунды. Согласование будет пересматриваться каждые 3 года (в случае внесения изменений в энергосистему).
Кроме того, существуют стандарты профессиональных ассоциаций, относящиеся к защите цепей, которые требуют рассмотрения, такие как Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) и Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA). Ключевые стандарты и практики включают:
IEEE 141: Рекомендуемая практика распределения электроэнергии для промышленных предприятий (бывшая Красная книга IEEE), в которой представлены передовые методы проектирования распределения электроэнергии на промышленных объектах (производство, промышленное производство, исследования и разработки).
IEEE 242: Рекомендуемая практика для защиты и координации промышленных и коммерческих систем питания (бывшая книга IEEE Buff Book), которая предоставляет методы, связанные с защитой и координацией промышленных и коммерческих энергосистем.
IEEE 399: Рекомендуемая практика для анализа промышленных и коммерческих систем электроснабжения, в которой представлены методы, используемые в исследованиях энергосистем перед проектированием новой системы или расширением существующей энергосистемы.
IEEE 551: Рекомендуемая практика для расчета токов короткого замыкания переменного тока в промышленных и коммерческих энергосистемах, которая предоставляет информацию о токе короткого замыкания, включая расчетные значения тока короткого замыкания для применения на промышленных предприятиях и коммерческих зданиях, при всех напряжениях энергосистемы.
IEEE 1015: Рекомендуемая практика применения низковольтных автоматических выключателей, используемых в промышленных и коммерческих энергосистемах (бывшая Синяя книга IEEE), в которой содержится информация для выбора правильных автоматических выключателей, включая выборочную координацию.
NEMA ABP 1: Выборочная координация низковольтных автоматических выключателей, который предоставляет инженерам рекомендации относительно требований NEC для выборочной координации.
Ранее набор IEEE Color Book, включающий 13 стандартов, теперь является частью коллекции стандартов IEEE 3000 для промышленных и коммерческих систем питания.Этот сборник разбит примерно на 70 «точечных» стандартов IEEE, которые охватывают определенные технические темы.
Устройства защиты от сверхтоков
OCPD устанавливается для защиты от случаев, когда ток превышает номинал проводников или
оборудование. Эти случаи могут быть результатом короткого замыкания, замыкания на землю или общей перегрузки. Существует несколько устройств, предназначенных для защиты от перегрузки по току, к наиболее распространенным относятся:
Реле максимального тока , которые представляют собой вспомогательные устройства, которые в сочетании с автоматическим выключателем или переключателем срабатывают, когда ток в цепи превышает заданный порог или уставку срабатывания, отправляя команду отключения (или размыкания) на расцепитель выключателя. или переключатель.Реле максимального тока обычно используются в системах среднего и высокого напряжения, но недавно они нашли применение в некоторых приложениях с низким напряжением. Основными недостатками реле электромеханического типа являются то, что они могут генерировать сигнальный шум из-за механической системы, им для работы требуется более высокая входная мощность, они теряют свои настройки из-за отказов движущихся частей, у них более медленное время отклика и они не могут работать в областях с большими электромагнитными силами. Электромеханическое реле максимального тока показано на рисунке 1.
Силовые предохранители — это устройства, которые защищают цепь, размыкая ее токоведущий элемент (плавкий предохранитель, который нагревается и отключается), когда через них проходит сверхток. Основными функциональными характеристиками являются комбинированные чувствительные и отключающие элементы в автономном устройстве. Силовой предохранитель — это устройство прямого действия, которое реагирует на комбинацию величины и продолжительности протекающего через него тока. По сути, это однофазное устройство, которое не предусматривает ручного включения или отключения цепи; он требует замены перед возобновлением работы (исключение: токоограничивающие предохранители) и обычно занимает большую площадь, чем оборудование автоматического выключателя.Установленные силовые предохранители показаны на рисунке 2.
Низковольтные автоматические выключатели определены NEC как устройства, предназначенные для размыкания и замыкания цепи неавтоматическими средствами, а также для автоматического размыкания цепи при заданном уровне перегрузки по току без ущерба для самих себя при правильном применении в пределах своего номинала. В отличие от предохранителей, автоматические выключатели по своей природе являются трехфазными (когда все три фазы срабатывают одновременно) и в большинстве случаев могут быть сброшены (без замены элемента). IEEE C37.100 классифицирует низковольтные выключатели в автоматических выключателях в литом корпусе (MCCB) и силовые выключатели низкого напряжения (LVPCB). MCCB и LVPCB показаны на рисунках 3 и 4.
Автоматический выключатель с изолированным корпусом (ICCB) является производным от MCCB и используется для обозначения автоматического выключателя с поддерживающим и закрывающим корпусом из изоляционного материала и механизмом накопления энергии. ICCB использует характеристики конструкции как из силового, так и из литого классов. Примеры расцепителей, используемых в LVPCB, включают:
Электромеханические расцепители. В прошлом LVPCB оснащались электромеханическим отключающим устройством типа подвижного якоря, в котором использовалась тяжелая медная катушка, несущая ток полной нагрузки для обеспечения силы намагничивания. В этом расцепителе защита от перегрузки обеспечивается приборной панелью, ограничивающей движение якоря. Защита от короткого замыкания обеспечивается, когда магнитная сила внезапно преодолевает отдельную удерживающую пружину.
Твердотельные расцепители. Полупроводниковые расцепители работают от слаботочного сигнала, генерируемого датчиками тока или трансформаторами тока в каждой фазе.Сигналы от датчиков поступают в твердотельный расцепитель, который оценивает величину входящего сигнала относительно его калибровочных уставок и действует, чтобы отключить автоматический выключатель, если заданные значения превышены.
Общее время отключения выключателя — это сумма времени срабатывания выключателя, времени отключения, времени механической срабатывания и времени дуги. Общее время отключения предохранителя — это общее время размыкания с момента возникновения перегрузки по току до момента прекращения протекания тока предохранителем.Это сумма времени плавления звена и времени горения дуги. График зависимости тока от времени (TCC) для регулируемого автоматического выключателя включает следующие зоны:
Срабатывание с выдержкой времени (LTP) — это уровень тока, который будет выдерживать автоматический выключатель без отключения; LTP обычно можно отрегулировать от 20% до 100% номинального значения выключателя.
Длительная задержка (LTD) используется для преднамеренной задержки отключения выключателя, чтобы пропустить временные пусковые токи (например, запуск двигателя).
Кратковременный датчик (STP) используется для селективного отключения, позволяя последующему защитному устройству сбрасывать токи короткого замыкания без отключения верхнего устройства. STP обычно регулируется от 1,5 до 10 ампер расцепителя.
Кратковременная задержка (STD) используется вместе с STP и задерживает кратковременное срабатывание на заранее определенный период времени, обеспечивая лучшую координацию между термомагнитными выключателями и предохранителями; есть два режима: фиксированное время и рампа I2t.
Мгновенный срабатывание используется для отключения выключателя без преднамеренной задержки.
Датчик замыкания на землю используется для управления величиной тока замыкания на землю, который приведет к прерыванию цепи выключателем. Обычно это значение устанавливается в диапазоне от 20% до 70% от максимального номинала выключателя, но точка срабатывания должна составлять максимум 1200 А (см. NEC 230.95 (A)).
Задержка замыкания на землю используется для обеспечения преднамеренной задержки отключения при замыкании на землю.
Выборочное исследование координации и защиты
Защита системы достигается, если уставки устройств максимального тока выше рабочих уровней нагрузки и ниже кривых повреждения электрооборудования. Избирательность достигается, когда OCPD в цепи прерывается и открывается только самое близкое по потоку устройство, так что только проблемная секция электрической системы выводится из эксплуатации. Защита цепи и выборочная координация между защитными устройствами, связанными с системой распределения электроэнергии, — непростой процесс, требующий знаний и опыта работы с местными и национальными нормами и стандартами.
Защита и координация цепей должны соответствовать следующим характеристикам:
Быстро изолируйте поврежденную часть распределительной системы, чтобы поддерживать нормальную работу в максимально возможной степени и минимизировать повреждения.
Минимизируйте величину тока короткого замыкания.
Минимизируйте продолжительность простоев оборудования.
Чтобы обеспечить надлежащую защиту и координацию цепи, инженер-электрик должен выполнить следующие исследования: анализ нагрузки, расчеты короткого замыкания, выбор защитного устройства и согласование.На рынке существует несколько программ анализа мощности, которые можно использовать для моделирования системы распределения электроэнергии и оценки ее поведения при неисправностях в различных местах.
Четыре основных шага, представленных в таблице 1, используются при оценке защиты цепи:
TCC
предоставляются производителем защитного устройства, чтобы показать количество времени, необходимое для срабатывания защитного устройства при заданном уровне перегрузки по току. Эти кривые необходимы для правильного согласования защитных устройств (выключателей, предохранителей).Типовые кривые TCC для различных защитных устройств показаны ниже на рисунке 5. Предохранители работают во временном диапазоне от максимального времени отключения до минимального времени плавления (или повреждения). Разница заключается во времени дуги внутри предохранителя. Минимальное время плавления важно, когда предохранитель поддерживает другие устройства.
Можно использовать несколько методов координации защитных устройств, включая селективность по току, селективность по времени, зонную селективность, селективность по энергии и резервную защиту.Описание этих методов согласования защитных устройств следующее:
Селективность по типу тока: Этот метод учитывает, что наибольший ток повреждения (короткого замыкания) возникает из-за близости к источнику питания (т. Е. Чем ближе место повреждения к источнику питания, тем выше значение короткого замыкания. тока будет). Эта координация рекомендуется для систем распределения электроэнергии конечного пользователя, поскольку она включает в себя низкие токи короткого замыкания из-за высокого импеданса между источником и нагрузкой.Настройка максимального тока позволяет защитному устройству отключиться и изолировать короткое замыкание на стороне нагрузки и не вызывает ложных отключений на стороне источника питания. Это решение легко реализовать и оно экономически выгодно.
Селективность по времени: Этот метод использует величину тока короткого замыкания и продолжительность замыкания для определения порога срабатывания защитного устройства. Другими словами, защитное устройство сработает после установленной временной задержки, чтобы позволить сработать устройствам, находящимся ближе к месту повреждения.Этот метод прост в реализации и помогает снизить количество нагрузок, затронутых неисправностью (обеспечивая повышенную надежность).
Селективность зоны: В этом методе используется связь между устройствами измерения тока и защитными устройствами, что позволяет обнаруживать конкретную зону, затронутую неисправностью. Это решение обычно используется в распределительном устройстве первичной обмотки (сторона нагрузки трансформаторов или генераторов). Это может быть реализовано с помощью системы контроля, которая отслеживает протекание тока в цепи (информация, полученная от измерительных устройств), сравнивает ее с пороговым уровнем, а затем решает, какое защитное устройство сработать.Другой способ реализовать эту координацию — использовать защитные устройства, способные посылать сигнал блокировки вышестоящим устройствам при превышении определенного порогового значения текущего значения. Зональная селективность сокращает время срабатывания защиты, уменьшает повреждения, вызванные неисправностью, и повышает безопасность.
Энергетическая селективность: Этот метод основан на токоограничивающих характеристиках защитного устройства (токоограничивающий предохранитель, токоограничивающий автоматический выключатель). Этот тип координации / избирательности типичен для вторичного распределения.
Резервная защита: Для этого метода требуются два последовательно подключенных защитных устройства (одно на стороне источника питания и одно на стороне нагрузки), которые открываются одновременно (или только на стороне источника питания) при возникновении неисправности.
Методы улучшения избирательной координации включают, но не ограничиваются этим, увеличение выдерживаемости OCPD со стороны линии выше по потоку, изменение типа автоматического выключателя (например, с литого на ICCB или LVPCB), выбор токоограничивающее защитное устройство, использующее предохранители, которые не перекрываются в мгновенном диапазоне, или использующие проверенные изготовителем, серийно рассчитанные защитные устройства.
Даже самые прочные, хорошо спроектированные и обслуживаемые электрические системы могут иметь неисправности. Если не устранить неисправность в электрической системе, это может привести к повреждению оборудования, возникновению дуги и пожарам в зданиях. Следовательно, защита жизненно важна для системы электроснабжения и ее компонентов. Селективно скоординированная защита требуется для нескольких выбранных энергосистем, таких как аварийные системы, системы энергоснабжения критических операций и пожарные насосы. Скоординированные защитные устройства сводят к минимуму сбои в работе предприятия, ограничивая отключение только неисправными цепями, и, таким образом, обеспечивают оптимальный баланс между локализацией неисправности и защитой цепи на основе решения ответственного инженера.
Пример из практики: Улучшение системы электроснабжения в АНБ Бахрейна
Naval Support Activity (NSA) Бахрейн — военно-морская база США, расположенная в Королевстве Бахрейн и являющаяся центральным пунктом военных операций США в регионе. АНБ Бахрейна также является домом для Центрального командования ВМС США и Пятого флота США. В последние годы АНБ Бахрейна претерпело значительные изменения, расширения и обновления с добавлением новых операций и объектов для поддержки военных операций.Фотография электрооборудования из проекта представлена на рис. 6 .
Используя программное обеспечение Power Tools for Windows (PTW), также известное как SKM, CDM Smith выполнил анализ электрической системы, который включал исследование координации защитных устройств от электросети 66 кВ до уровня 415 В. Установки существующих защитных устройств показали отсутствие избирательной координации между реле среднего напряжения (MV) и выключателями низковольтной шины (LV). Кривая реле среднего напряжения, шкала времени и настройки мгновенного срабатывания были скорректированы для лучшей координации устройств защиты от перегрузки по току.[ТОЛЬКО ДЛЯ ВЕБ-САЙТА] Образцы кривой время-ток до и после со стороны СН / НН системы распределения электроэнергии показаны на рисунках 7a и 7b.
Для проведения исследования компания CDM Smith провела сбор данных на месте с помощью мобильных вычислительных устройств. В итоговый отчет вошли:
Модели энергосистем, разработанные с помощью программного обеспечения SKM Power Tools.
Различные анализы энергосистемы, которые проводились на модели, включая анализ короткого замыкания и исследование координации защитных устройств.
В окончательном отчете задокументированы выводы и дано более десятка рекомендаций для ВМС США по улучшению координации системы электроснабжения в АНБ Бахрейна.
Мариус Попеску — старший инженер-электрик в компании CDM Smith. Попеску имеет более чем 20-летний опыт работы в электроэнергетике (производство и распределение). Али Ашур — старший инженер-электрик в компании CDM Smith. Ашур имеет 10-летний опыт работы в области электротехники, специализируясь как на проектировании, так и на исследованиях систем распределения электроэнергии и вовлечении сложных проектов для муниципальных, федеральных и промышленных клиентов. Майкл Стивенс — технический писатель в CDM Smith. Стивенс уже более 20 лет поддерживает технические заявки и результаты в различных инженерных дисциплинах.
Глава 12.6 — Избирательность и пропускная способность
12.6 ВЫБОРКА И ШИРИНА ПОЛОСЫ
Последовательная цепь RLC дает неодинаковую реакцию на напряжения разных частот.
На частоте резонанса импеданс минимален и
ток максимальный.По мере уменьшения частоты подаваемого напряжения
или увеличиваясь от этой резонансной частоты, полное сопротивление увеличивается и
ток падает. На рисунке 12.9 показано изменение тока I от частоты.
Таким образом, последовательная цепь RLC обладает частотной избирательностью.
На рисунке 12.9 показаны зависимости тока от частоты в последовательной цепи RLC
. при малом значении R. Частоты f ₁ и f ₂, при которых ток I падает до
(или 0.707) от его максимального значения называются частотами половинной мощности .
Полоса пропускания ( f ₂ — f ₁) называется полосой пропускания половинной мощности или просто полосой пропускания
цепи.

РИСУНОК 12.9 Кривая зависимости тока от частоты серии RLC цепь .
Избирательность резонансного контура определяется как отношение резонансных
частота f _r к полосе пропускания половинной мощности, таким образом, избирательность.
Ток в последовательной цепи RLC определяется как:
Пусть ω ₂ будет такой частотой, что
Тогда на частоте ω ₂,
Величина ,
Таким образом, ω ₂ радиан / сек. (или f ₂ Гц) дает верхнюю частоту половинной мощности.
Аналогично, пусть ω ₁ будет такой частотой, что,
Тогда ток на частоте ω 1 будет равен,
Величина,
Таким образом, ω ₁ радиан / сек.(или f ₁ Гц) формирует нижнюю частоту половинной мощности.
Частоты f ₁ и f ₂ также называются частотами половинной мощности , потому что
рассеиваемая мощность в цепи на этих частотах составляет половину мощности
диссипация на резонансной частоте f _r . Это можно увидеть ниже:
© 2021 Infinity Science Press
Как электрическое поле может модулировать избирательность участков связывания белков с ионами металлов: выводы из расчетов методом DFT / PCM
Выбор «правильного» катиона металла из окружающих внутриклеточных / внеклеточных жидкостей имеет решающее значение для правильного функционирования металлопротеинов.В течение нескольких миллиардов лет клеточной эволюции белком-хозяином или клеточным аппаратом были разработаны различные стратегии для обеспечения наиболее благоприятных условий для связывания родственных катионов. Однако влияние внутренних / внешних электрических полей, потенциально способных повлиять на процесс селективности металлов в белках, остается загадочной и неизученной областью исследований. Несколько нерешенных вопросов остаются без ответа: (1) Может ли электрическое поле влиять на конкуренцию между различными видами металлов за белковые лиганды, и если да, то в какой степени? (2) Какие типы сайтов связывания (со специфической архитектурой, поляризуемостью и воздействием растворителя) более восприимчивы к электрическим стимулам? (3) Как основные параметры электрического поля — его сила и направленность — модулируют селективность сайта связывания металла? (4) Каков верхний предел величины электрического поля, при котором сохраняется целостность участка связывания металла? Здесь, используя расчеты по теории функционала плотности в сочетании с расчетами методом континуума диэлектрика, мы пытаемся пролить свет на эти вопросы, изучая термодинамический результат конкуренции между Mg ²⁺ и Ca ²⁺ в модели. Сайт связывания металла EF-мотива руки под действием дипольного электрического поля с переменной величиной и направленностью.Расчеты показывают, что электрическое поле (внутреннее или внешнее) представляет собой мощную силу, которая может модулировать избирательность участка связывания по металлу и, таким образом, может быть добавлена к списку факторов, управляющих конкуренцией металлов в металлопротеинах. Ориентированное внешнее электрическое поле с определенной направленностью можно использовать в качестве переключателя для усиления или ослабления предпочтения сайта связывания по отношению к данным видам металлов.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент.

Что такое селективность в электрике — советы электрика

Что такое селективность защиты?

Что это такое?

Основные функции

Виды селективной защиты

Карта селективности

Селективность автоматических выключателей: что это, принцип организации, виды

Основные задачи селективной защиты

Что такое селективная защита

Селективность защиты абсолютная и относительная

Виды селективных схем подключения

Защита полная и частичная

Токовый тип селективности

Временная и времятоковая селективность

Энергетическая селективность автоматов

Что такое зонная селективность

Расчет селективности автоматов

Карта селективности и правила ее создания

Выводы и полезное видео по теме

Селективность автоматических выключателей

Что такое селективность:

При перегрузке:

При коротком замыкании:

Селективность защиты электрической сети: что это такое и как она работает, основные виды работы

Два типа защиты

Основные виды

Карта селективности

Принцип работы селективности автоматических выключателей

Что такое селективность в области электрики?

Типы селективности электрических приборов

Таблица селективности

Расчёт селективности

Карта селективности

Селективность автоматов ПУЭ

Принцип селективности для выбора выключателей

Селективность защиты электрической сети (принцип работы)

Что такое селективность защиты?

Селективность по времени

Селективность по току

Принцип логики

Принцип направленности

Принцип дифференцирования

Комбинированная селективность

что это такое и как она работает, основные виды работы

Основная характеристика

Два типа защиты

Основные виды

Карта селективности

таблица и расчет селективности, какое токоограничение

Определение селективности автоматических выключателей

Для чего нужна селективность

Принцип работы и функции

Какое токоограничение в селективности

Разновидность селективности

Полная и частичная защита

Токовый тип селективности

Временной и времятоковый вариант

Зонная схема защиты

Как правильно рассчитать селективность

Таблица селективности

Описание параметра «Поддерживаемые расцепителем защиты»

Селективность двух УЗО и дифавтоматов

Электрика для строителей. Впервые в «Окнах»!

Максимальная токовая защита — выбор и принцип действия РЗА

Классификация МТЗ

Принцип действия максимальной токовой защиты

Схема защиты МТЗ

Параметры и расчет максимальной токовой защиты

: когда это необходимо?

Выбор для электрических установок — селективность или резерв

Выбор правильного пути

Селективность автоматического выключателя для обеспечения доступности электроэнергии

Как работает избирательность?

Несколько уровней селективности

Выбор автоматических выключателей по селективности

Решено: что стоит за полной избирательностью, полной избирательностью и повышенной избирательностью?

Консультации — Специалист по спецификациям | Селективно согласованная максимальная токовая защита для энергосистем

Глава 12.6 — Избирательность и пропускная способность

Как электрическое поле может модулировать избирательность участков связывания белков с ионами металлов: выводы из расчетов методом DFT / PCM

Добавить комментарий Отменить ответ