Koks yra apsaugos selektyvumas elektros įrenginiuose

Eksploatuojant ir projektuojant elektros grandinę visada atkreipiamas dėmesys į saugaus jos naudojimo klausimus. Šiuo tikslu visi elektros prietaisai yra apsaugoti specialiais įtaisais, kurie parenkami ir išdėstomi griežtai pagal tam tikrą hierarchinį santykį.

Pavyzdžiui, kai kraunamas mobilusis telefonas, jo srautą valdo baterijoje įmontuota apsauga. Pasibaigus talpos didinimui, jis nutraukia įkrovimo srovę. Kai akumuliatoriaus viduje įvyksta trumpasis jungimas, įkroviklyje įmontuotas saugiklis perdega ir atjungia grandinę.

Jei dėl kokių nors priežasčių taip neatsitiks, tada lizdo gedimas valdomas buto skydelyje esančiu grandinės pertraukikliu, o jo veikimas yra apdraustas pagrindinės mašinos. Šią alternatyvių gynybos veiksmų seką galima nagrinėti toliau.

Jo modelius lemia selektyvumo principas, kuris dar vadinamas selektyvumu, akcentuojantis gedimo, kurį reikia išjungti, parinkimo arba nustatymo vietą.

Selektyvumo rūšys

Elektros apsaugos selektyvumo metodai formuojami kuriant projektą ir eksploatacijos metu palaikomi taip, kad būtų galima operatyviai nustatyti elektros įrenginių gedimo atsiradimo vietą ir atskirti ją nuo mažiausius nuostolius patiriančios darbinės grandinės.

Šiuo atveju apsaugos aprėpties zona pagal selektyvumą padalijama į:

1. absoliutus;

2. giminaitis.

Pirmojo tipo apsauga visiškai kontroliuoja darbo zoną ir taiso žalą tik joje. Šiame modelyje veikia įmontuoti elektros prietaisai. grandinės pertraukikliai.

Įrenginiai, sukurti santykiniu pagrindu, atlieka daugiau funkcijų. Jie neįtraukia gedimų savo zonoje ir gretimuose, bet kai jose neveikė absoliučios tipo apsaugos.

Gerai sureguliuota apsauga apibrėžia:

1. žalos vieta ir rūšis;

2. skirtumas tarp nenormalaus, bet leistino režimo nuo situacijos, galinčios labai rimtai pakenkti valdomoje zonoje esančios elektros instaliacijos įrangai.

Įrenginiai, sukonfigūruoti tik atliekant pirmąjį veiksmą, paprastai veikia nekritiniuose tinkluose iki 1000 voltų. Dėl aukštos įtampos elektros instaliacijos pabandykite taikyti abu principus. Šiuo tikslu į apsaugą įtraukiama:

• blokavimo schemos;

• tikslūs matavimo prietaisai;

• informacijos mainų sistemos;

• specialūs loginiai algoritmai.

Apsauga nuo viršsrovių, viršijančių vardinę apkrovą dėl bet kokios priežasties, yra tarp dviejų nuosekliai sujungtų grandinės pertraukiklių.Tokiu atveju jungiklis, esantis arčiausiai vartotojo su gedimu, turi išjungti gedimą atidarydamas savo kontaktus, o nuotolinis turi toliau tiekti įtampą savo sekcijai.

Šiuo atveju atsižvelgiama į du selektyvumo tipus:

1. baigtas;

2. dalinis.

Jei apsauga, esanti arčiausiai gedimo, gali visiškai pašalinti gedimą visame nustatymo diapazone, neveikiant nuotolinio jungiklio, tada ji laikoma baigta.

Dalinis selektyvumas yra būdingas trumpo nuotolio apsaugai, sukonfigūruotoms veikti iki tam tikro ribojančio selektyvumo. Jei jis viršijamas, įsijungia nuotolinio valdymo jungiklis.

Perkrovos ir trumpojo jungimo zonos atrankinėse apsaugose

Veikimui nustatytos srovės ribos automatiniai saugos jungikliai, yra suskirstyti į dvi grupes:

1. perkrovos režimas;

2. trumpojo jungimo sritis.

Kad būtų lengviau paaiškinti, šis principas taikomas srovės pertraukiklių charakteristikoms.

Jie nustatyti dirbti perkrovos zonoje, kai vardinės srovės yra iki 8 ÷ 10 kartų.

Šioje srityje daugiausia veikia terminiai arba termomagnetiniai apsauginiai išleidimai. Trumpojo jungimo srovės labai retai patenka į šią zoną.

Trumpojo jungimo zoną paprastai lydi srovės, kurios 8 ÷ 10 kartų viršija vardinę jungiklių apkrovą ir kurioms būdingas rimtas elektros grandinės pažeidimas.

Norint juos išjungti, naudojami elektromagnetiniai arba elektroniniai išleidimai.

Selektyvumo kūrimo metodai

Viršsrovių diapazonui sukuriamos apsaugos, veikiančios laiko srovės selektyvumo principu.

Trumpojo jungimo zona formuojama remiantis:

1. srovė;

2. laikinas;

3. energija;

4. srities selektyvumas.

Laiko selektyvumas sukuriamas pasirenkant skirtingus apsauginės operacijos laiko uždelsimus. Šis metodas gali būti taikomas net įrenginiams su tuo pačiu srovės nustatymu, bet skirtingu laiku, kaip parodyta paveikslėlyje.

Pavyzdžiui, arčiausiai įrangos esanti apsauga Nr.1 ​​nustatyta veikti trumpojo jungimo atveju, kurio laikas artimas 0,02 s, o jos veikimą užtikrina tolimesnis Nr. 2, kurio nustatymas yra 0,5 s.

Tolimiausia apsauga su vienos sekundės išjungimo laiku palaiko ankstesnių įrenginių veikimą galimo gedimo atveju.

Srovės selektyvumas reguliuojamas darbui, kai viršijamos leistinos apkrovos. Maždaug šį principą galima paaiškinti tokiu pavyzdžiu.

Trys nuosekliai sujungtos apsaugos stebi trumpojo jungimo srovę ir yra sukonfigūruotos veikti 0,02 s, bet skirtingais srovės nustatymais – 10, 15 ir 20 amperų. Todėl pirmiausia įranga bus atjungta nuo apsauginio įtaiso Nr.1, o Nr.2 ir Nr.3 pasirinktinai ją apdraus.

Norint realizuoti laiko ar srovės selektyvumą gryniausia forma, reikia naudoti jautrius srovės ir laiko jutiklius arba reles. Tokiu atveju sukuriama gana sudėtinga elektros grandinė, kuri praktiškai paprastai sujungia abu minėtus principus ir nėra taikoma gryna forma.

Laiko srovės apsaugos selektyvumas

Elektros instaliacijoms, kurių įtampa iki 1000 voltų, apsaugoti naudojami automatiniai jungikliai, turintys kombinuotą laiko ir srovės charakteristiką.Panagrinėkime šį principą naudodamiesi dviejų nuosekliai sujungtų mašinų, esančių apkrovos ir tiekimo pusės linijos galuose, pavyzdžiu.

Laiko selektyvumas nustato, kaip grandinės pertraukiklis yra nustatytas, kad išsijungtų, kai jis yra šalia vartotojo, o ne generatoriaus gale.

Kairysis grafikas rodo ilgiausią viršutinės apsaugos kreivės išjungimo laiką apkrovos pusėje, o dešinėje - trumpiausią grandinės pertraukiklio maitinimo gale. Tai leidžia detaliau analizuoti apsaugos selektyvumo pasireiškimą.

Jungiklis «B», esantis arčiau tiekiamos įrangos, dėl laiko srovės selektyvumo naudojimo veikia anksčiau ir greičiau, o jungiklis «A» išlaiko jį gedimo atveju.

Dabartinis apsaugos selektyvumas

Šiuo metodu selektyvumas gali būti suformuotas sukuriant tam tikrą tinklo konfigūraciją, pavyzdžiui, įtrauktą į kabelio arba oro linijos grandinę, kuri turi elektrinę varžą. Šiuo atveju trumpojo jungimo srovės tarp generatoriaus ir vartotojo vertė priklauso nuo gedimo vietos.

Kabelio galios gale jo didžiausia vertė bus tarkim 3 kA, o priešingame gale – tarkime 1 kA.

Įvykus trumpajam jungimui prie jungiklio A, galo B apsauga (I kz1kA) turėtų neveikti, tada ji turėtų pašalinti įtampą iš įrangos. Kad apsaugos veiktų teisingai, būtina atsižvelgti į realių srovių, einančių per jungiklius avariniu režimu, dydį.

Reikėtų suprasti, kad norint užtikrinti visišką selektyvumą naudojant šį metodą, tarp dviejų jungiklių būtina turėti didelę varžą, kuri gali susidaryti dėl:

• prailginta elektros linija;

• transformatoriaus apvijų išdėstymas;

• įtraukimas į sumažinto skerspjūvio kabelio pertrauką arba kitais būdais.

Todėl taikant šį metodą selektyvumas dažnai būna dalinis.

Apsaugos laiko selektyvumas

Šis selektyvumo metodas paprastai papildo ankstesnį metodą, atsižvelgiant į laiką:

• vietos apsaugos nustatymas ir gedimo raidos pradžia;

• paleidiklis išjungus.

Apsauginės operacijos algoritmas formuojamas dėl laipsniško dabartinių nustatymų konvergencijos ir laiko, kai trumpojo jungimo srovės pereina į maitinimo šaltinį.

Laiko selektyvumą gali sukurti mašinos, turinčios tuos pačius srovės įvertinimus, kai jos turi galimybę reguliuoti atsako delsą.

Taikant šį apsaugos jungiklio B metodą, gedimas išjungiamas, o jungiklis A – jie valdo visą procesą ir yra paruošti darbui. Jei per apsaugų B veikimui skirtą laiką trumpasis jungimas nepašalinamas, gedimas pašalinamas veikiant apsaugoms iš A pusės.

Apsaugų energetinis selektyvumas

Metodas pagrįstas specialių naujų tipų automatinių jungiklių, pagamintų suformuotame korpuse ir galinčių veikti kuo greičiau, kai trumpojo jungimo srovės net nespėjo pasiekti maksimalių verčių, naudojimu.

Tokio tipo greičio automatai veikia keletą milisekundžių, kol vis dar yra aktyvūs pereinamieji periodiniai komponentai.Tokiomis sąlygomis dėl didelės apkrovų srauto dinamikos sunku derinti faktiškai veikiančias apsaugų laiko-srovės charakteristikas.

Galutinis vartotojas turi mažai energijos selektyvumo charakteristikų arba jo neturi. Juos gamintojas pateikia grafikų, skaičiavimo programų, lentelių pavidalu.

Taikant šį metodą turi būti atsižvelgta į konkrečias termomagnetinių ir elektroninių tiekimo pusės veikimo sąlygas.

Gynybos zonos selektyvumas

Šis selektyvumo tipas yra laiko charakteristikos tipas. Jo veikimui kiekvienoje pusėje naudojami srovės matavimo prietaisai, tarp kurių nuolat keičiamasi informacija ir lyginami srovės vektoriai.

Zonos selektyvumas gali būti formuojamas dviem būdais:

1. Signalai iš abiejų stebimos zonos galų vienu metu siunčiami į loginės apsaugos stebėjimo įrenginį. Jis lygina įvesties srovių reikšmes ir nustato, kad pertraukiklis atsidarytų;

2. informacija apie pervertintas srovės vektorių vertes abiejose pusėse ateina blokavimo signalo forma į loginę apsaugos dalį aukštesniame hierarchijos lygyje maitinimo šaltinio pusėje. Jei apačioje yra blokavimo signalas, tada pasroviui esantis jungiklis yra išjungtas. Kai negaunamas apatinės išjungimo draudimas, įtampa pašalinama iš viršutinės apsaugos.

Taikant šiuos metodus, išjungimas vyksta daug greičiau nei naudojant laiko selektyvumą. Tai garantuoja mažesnę žalą elektros įrangai, mažesnes dinamines ir šilumines apkrovas sistemoje.

Tačiau taikant selektyvumo zonavimo metodą, reikia sukurti papildomas sudėtingas technines matavimo, logikos ir informacijos mainų sistemas, o tai padidina įrangos savikainą.Dėl šių priežasčių šie aukšto dažnio blokavimo būdai naudojami perdavimo linijose ir aukštos įtampos pastotėse. kurie nuolat perduoda didelius energijos srautus.

Tam naudojami didelio greičio oro, alyvos arba SF6 automatiniai jungikliai, galintys perjungti didžiules srovės apkrovas.