Принцип селективности автоматических выключателей: Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

Содержание

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

что такое селективность автоматов и узо

При прокладке электропроводки в квартирах создаются электросхемы, в которых всегда учитываются вопросы безопасной эксплуатации. Электрический ток может причинить большой вред. Чтобы этого не произошло, устанавливают устройства защиты: предохранители, автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы и другие средства.
Все они обладают определенными, конкретными возможностями, но не могут быть универсальными. Поэтому при выборе приборов следует четко учитывать их индивидуальные характеристики. Только в этом случае они будут правильно работать, а не создадут лишних проблем в будущем.

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

Это свойство еще именуют избирательностью. Селективность позволяет надежно эксплуатировать электрохозяйство благодаря правильному подбору защитных устройств.
Для любой электрической схемы применяется иерархия автоматов защиты, разделяющие электропроводку с потребителями на определенные участки — электрические цепи, даже когда ток идет от источника к потребителю напрямую, минуя промежуточные звенья. Неисправность в этой самой простой схеме может возникнуть внутри:

  • генератора;
  • приемника;
  • или соединительных проводов.

Каждый из этих случаев требует своего технического решения, которое позволит быстрыми способами надежно выявить и локализовать поврежденный участок.

Селективность определяет правила установки и совместимости защит. Для этого вся система электроснабжения разбивается на отдельные составные участки, делится на зоны с включением в них отключающих аппаратов, реагирующих на появление неисправностей.

Виды селективности

Избирательность бывает:

  • абсолютная;
  • относительная.

Принцип абсолютной селективности подразумевает отключение возникающих повреждений исключительно в своей зоне.
Защиты, выполненные по относительному принципу, реагируют на неисправности своего и соседних участков. Они могут сработать по любому пусковому фактору. Поэтому для исключения ложных отключений их наделяют дополнительными функциями:

  • величиной выдержки времени на срабатывание;
  • уставками по току, напряжению, частоте, электрическому сопротивлению, направлению мощности или другим параметрам сети.

Подбор автоматических выключателей по времени срабатывания

Этот принцип можно продемонстрировать схемой.

селективность по времени

Для объяснения ее работы все автоматы наделены одной уставкой тока отсечки в 25 ампер, но отключают поврежденный участок с разным временем.
При возникновении неисправности в схеме любого потребителя, например, запитанного от автоматического выключателя №3, ток короткого замыкания почувствуют автоматы:

  • неисправного участка №3;
  • распределительного щита №2;
  • ГРЩ №3.

Выдержка времени на срабатывание 0,1 сек самая маленькая у автомата №3. Он сработает первым, локализовав неисправность. Ток повреждения прервется, а автоматические выключатели №2 и №1 останутся включенными для продолжения электроснабжения потребителей зон №4 и №5.

В этой ситуации возможна поломка автомата №3, тогда он не сработает. Ток КЗ после прохождения времени 0,1 сек останется в схеме. Его через выдержку времени 0,5 сек отключит защита распределительного щита — автоматический выключатель №2.

Он резервирует работу защит участка №3, но дополнительно отключает потребителей цепочек №4 и 5 на которых ток КЗ отсутствовал.

Если по каким-то причинам этот автоматический выключатель тоже окажется неисправным, то функцию устранения токов замыкания выполняет защита главного распределительного щита (ГРЩ) автоматом №1. Следует представлять, что она через 1 сек обесточит не только участки зон №3, 4 и 5, запитанные от выключателя РЩ №2, но также других потребителей, которые подключены к дополнительным распределительным щитам ГРЩ №1.

Про типы УЗО и его подключение подробно описано  статьях:

Подбор автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

селективность по току сробатывания

Представленная схема показывает принцип выбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания. Здесь выполняется тот же принцип, что и в предыдущей схеме: вначале должны работать защиты, ближайшие к месту повреждения, а их резервированием занимаются аналогичные устройства следующей, второй очереди.

При КЗ в цепях потребителя №3, 4, или 5 отключаются вначале автоматический выключатель поврежденного участка, а автомат №2 резервирует его работу. В свою очередь, исправность защиты распределительного щита страхует выключатель №1 ГРЩ.

Устройство защитного отключения контролирует состояние схемы на отсутствие токов утечек. Наибольшее значение уставки в 300 mA назначается защитам ГРЩ №1. Самые маленькие уставки 30 mA выставляются на УЗО конечных присоединений. В РЩ головное УЗО №2 настраивается на срабатывание промежуточных значений 100 mA.

На практике уставки для защит выставляются по комбинированному методу с учетом совмещения принципов селективности по времени, току и другим параметрам, дополняющих надежность рабочей схемы.

Читайте также про выбор автоматических выключателей статьи:
«Правила установки автоматического выключателя»
«Автоматический инфракрасный выключатель»
«Что такое вводной автоматический выключатель?»
«Как устроен дистанционный выключатель?«

Решаемые задачи

Принцип селективности позволяет обеспечить:

  • электробезопасность оборудования и людей;
  • автоматическое определение зоны неисправности и ее локализацию;
  • снабжение электричеством исправных участков, смежных с поврежденным;
  • поддержание качества электроэнергии для всех потребителей.

По этим причинам избирательность защитных устройств следует всегда учитывать на практике для выбора аппаратуры при прокладке электрической проводки для надежной эксплуатации электрооборудования.

Оцените качество статьи:

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

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.

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.

Селективность автоматических выключателей.

Советы.

Любая схема электроснабжения дома должна включать в себя защиту автоматами. Селективность автоматических выключателей — это один из немаловажных параметров, который должен соблюдаться при расчете схемы. Что это такое?

При аварийной ситуации должно происходить отключение от сети только поврежденного участка, то есть группового автомата. Но не вышестоящие вводные или УЗО. Это обеспечивает как удобство, так и дополнительную безопасность, сохранность имущества.

Поэтому, ставим автоматические выключатели по иерархической системе. Как номинал теплового расцепителя, так и характеристику электромагнитного. ну это простыми словами. А для тех кто ищет подтверждение слов в технической документации, основные моменты ниже.

Несколько основных тезисов из ПУЭ (3.1):

1. Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии.

2. Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1. 7.79 и 7.3.139.

3. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты.

А также следующие немаловажные нормативные документы:

  • ТКП 121-2008: Аппараты защиты следует устанавливать во всех местах электрической сети, где сечение проводника уменьшается, или в местах, где это необходимо для соблюдения селективности. При этом они должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии.
  • ТКП 45-4.04-296-2014: При выборе номинальных токов и уставок аппаратов защиты следует обеспечивать селективность защиты, для этого рекомендуется, чтобы каждый ближайший к источнику питания аппарат имел номинальный ток или уставку на две ступени выше, чем предшествующий ему со стороны потребителей аппарат защиты.

Если с выбором номинала теплового расцепителя всё очевидно. Нельзя ставить 16 над 20 Амперным или одноименные с одной и той же хар-кой. Но вот с характеристикой электромагнитного расцепителя чуть сложнее.

Что будет если не соблюсти селективность автоматов.

Чтобы было понятнее, легче объяснить на примере. Например, случилось короткое замыкание на линии освещения из-за лампочки накаливания. Дальнейшие последствия, если произойдет отключение не на групповом автомате:

  • Отключение всех групп автоматов, путем срабатывания вводного. Обесточится вся квартира.
  • Возможен выход из строя аппаратуры защиты из-за огромных токов.
  • Оплавление изоляции проводов.
  • Порча, обгорание патронов люстры, вытекание/нагар на контактах.

Эти последствия будут менее существенными, если разброс по номинальному пропускному току не большой. Я описал худшие варианты.

То есть ваша проводка и аппараты даже если и выдержит, то получит ущерб. Много факторов повлияет на степень повреждений, но в конце концов это будет снижать надежность защиты с каждым таким случаем.

Ток перегрузки, проходящий через автоматы характеристики B, C и D может отличаться в 5-15 раз. Часто на групповые автоматы для освещения ставится характеристика B, как раз для обеспечения быстрого отключения в непредвиденной ситуации и соблюдения селективности.

Небольшая памятка:

  • A: 1. Ставятся для защиты дорогой микроэлектроники, не имеющей пусковых нагрузок.
  • B: Гарантировано отработает при токах в 3-5 больше номинального. Выбор для освещения.
  • C: 5-10. Самая распространенная характеристика для домашних проводок.
  • D: 10-20. Чаще всего используется для двигателей с большими пусковыми токами.

Советы

Если поставить над автоматом 16С выше по схеме такой же, то тут уже будет решать качество сборки. Насколько быстро они отработают. И не факт, что это будет самый ближайший. Поэтому, если возникла необходимость так сделать, то хотя бы повысить характеристику на D у вышестоящего. Но лучше не рассчитывать подобным образом схемы, это своего рода костыль.

Также, если у вас стоит автомат с хар-кой Д на какой-нибудь стиральной машине или другом агрегате, то вводной обязательно должен быть с такой же характеристикой, а не С. Иначе будет постоянно вырубать вводной при КЗ на линиях или запуске мощных машин, а групповые так и не отработают.

Но если разброс по току большой (ввод 40+ ампер, стиралка на D16), то можно и характеристику С ставить. 40*5=200 Ампер минимальный ток расцепления. А учитывая погрешности, то сработает он при более высоких значениях.

Мало того, что это будет ложное срабатывание, дак вы ещё и можете потерять не сохраненную работу на компьютере просто так.

Надеюсь статья была полезна. Если вы выбираете автоматы, то могу вам посоветовать другую нашу статью — как выбрать автоматический выключатель. Поможем с выбором характеристик и производителем.

что это? Расчет селективности автоматических выключателей

Под селективностью понимается отлаженный механизм работы приборов защиты электрических цепей. В результате действия предохранителей или автоматических выключателей предотвращается сгорание электропроводки и выход из строя подключенных к ней нагрузок при коротких замыканиях и превышениях номиналов на отдельных участках, когда остальная часть схемы продолжает работать.

Схема работы автоматов

Представление о том, что такое селективность, можно получить, если рассмотреть схему работы домашнего электрического щита.

При коротком замыкании на кухне или в другом помещении должен сработать только тот защитный аппарат, который относится к данной цепи. Автомат на вводе при этом не отключится и будет проводить электричество к остальным участкам. Если по каким-либо причинам выключатель для кухни не сработал, тогда неисправность проконтролирует автомат ввода, отключив питание во всех электрических цепях.

Классификация

Что такое селективность автоматов, можно представить в виде их подборок и схем подключения.

  1. Полная. При последовательном подключении нескольких аппаратов на сверхтоки реагирует тот, который расположен ближе к аварийной зоне.
  2. Частичная. Защита аналогична полной, но действует только до определенной величины сверхтока.
  3. Временная. Когда у последовательно подключенных аппаратов с одинаковыми токовыми характеристиками устанавливается разная временная выдержка на срабатывание с ее последовательным увеличением от участка с неисправностью до источника питания. Временная селективность автоматов используется с целью подстраховки друг друга по скорости отключения. Например: первый срабатывает через 0,1 сек, второй — через 0,5 сек, третий — через 1 сек.
  4. Токовая. Селективность аналогична временной, только параметром является максимально-токовая отсечка. Аппараты выбирают в сторону уменьшения уставки от источника питания до объектов загрузки (например, 25 А на вводе и далее, 16 А к розеткам и 10 А — к освещению).
  5. Времятоковая. В автоматах предусмотрена реакция на ток, а также — время. Автоматы делятся на группы A, B, C, D. На них организовать временную селективность при КЗ (коротком замыкании) сложно, поскольку характеристики аппаратов налагаются друг на друга. Максимальный защитный эффект достигается в группе A, которая применяется преимущественно для электронных цепей. Наиболее распространены устройства типа С, но бездумно и где попало устанавливать их не рекомендуется. Группа D применяется для систем электропривода с большими пусковыми токами.
  6. Зонная. За работой электросети следят измерительные устройства. При достижении порога уставки (заданного предельного значения) данные передаются в центр контроля, где выбирается автомат для отключения. Способ используется в промышленности, поскольку является сложным, дорогостоящим и требующим отдельных источников питания. Здесь применяются электронные расцепители: при обнаружении неисправности нижерасположенный автомат подает сигнал вышерасположенному и тот начинает отсчитывать интервал времени, составляющий около 50 мсек. Если расположенный ниже выключатель за это время не сработает, включается тот, который расположен выше по цепи.
  7. Энергетическая. Автоматы имеют высокое быстродействие, за счет чего ток КЗ не успевает достичь максимума.

Виды 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.

Таблицы селективности

Селективная защита работает в основном при превышении номинала In автоматического выключателя, т. е. при небольших перегрузках. При коротких замыканиях добиться ее значительно сложней. Для этого производители продают изделия с таблицами селективности, с помощью которых можно создавать связки с избирательностью срабатывания. Здесь можно выбирать группы аппаратов только одного изготовителя. Таблицы селективности представлены ниже, их можно найти также на сайтах предприятий.

Для проверки избирательности между вышестоящим и нижестоящим аппаратами находится пересечение строки и столбца, где «Т» — это полная селективность, а число — частичная (если ток КЗ меньше указанного в таблице значения).

Расчет селективности автоматов

Защитными устройствами в основном служат обычные выключатели, селективность которых необходимо обеспечивать путем правильного выбора и настроек. Их избирательное действие для защиты, установленной ближе к источнику питания, обеспечивается путем выполнения следующего условия.

  • Iс.о.послед ≥ Kн.о.∙ Iк.пред., где:
    — Iс.о.послед— ток, при котором срабатывает защита;
    — Iк.пред. — ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты, расположенной на большем удалении от источника питания;
    — Kн.о. — коэффициент надежности, зависящий от разброса параметров.

Что такое селективность при регулировании автоматов по времени, видно из соотношения ниже.

  • tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
    — tс.о.послед и tк.пред.— временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов, соответственно расположенных рядом и на удалении от источника питания;
    — ∆t — временная ступень селективности, выбираемая по каталогу.

Графическое изображение селективности

Для надежной токовой защиты электропроводки необходима карта селективности. Она представляет собой схему времятоковых характеристик аппаратов, установленных поочередно в цепи. Масштаб выбирается так, чтобы по граничным точкам было видно защитные свойства аппаратов. На практике карты селективности в проектах преимущественно не используются, что является большим недостатком и приводит к отключениям электричества у пользователей.

Соотношение номиналов должно быть как минимум 2,5 для обеспечения селективности. Но даже у них есть общие зоны срабатывания, хотя и небольшие. Только при соотношении 3,2 не наблюдается их пересечение. Но в этом случае один из номиналов может получиться завышенным и придется установить после автомата проводку большего сечения.

В большинстве случаев селективность защиты не требуется. Она нужна только там, где могут возникнуть серьезные последствия.

Если в расчете получаются завышенные значения номиналов автоматов, на вводе устанавливают рубильники или выключатели нагрузки.

Можно также применять специальные селективные автоматы.

Селективные автоматы S750DR

Компания АВВ выпускает изделия марки S750DR, где селективность выключателей обеспечивается дополнительным токовым путем, который не разъединяется после срабатывания основного контакта при коротком замыкании.

При отключении нижерасположенного аварийного участка селективным биметаллическим контактом создается задержка по времени срабатывания. При этом основной контакт селективного выключателя возвращается на место под действием пружины. Если сверхток продолжает поступать, через 20-200 мсек отключается тепловая защита в основной и дополнительной цепях. При этом селективная биметаллическая пластина блокирует механизм расцепления, и пружина уже не сможет обратно замкнуть основной контакт.

Ограничение по току автомата обеспечивается за счет селективного резистора на 0,5 Ом и большого сопротивления электрической дуги внутри аппарата.

Заключение

Что такое селективность, легко понять при рассмотрении электрических цепей с последовательным подключением автоматов. Их нетрудно подобрать, чтобы обеспечить избирательность срабатывания по перегрузкам. Сложности появляются при больших токах короткого замыкания. Для этого применяется несколько методов, а также специальные автоматы компании АВВ, создающие задержку на срабатывание во времени.

Селективные автоматические выключатели | Архитектура и строительство

Селективные автоматические выключатели предназначены для защиты электрического оборудования от чрезмерных нагрузок и сверхтоков коротких замыканий. Благодаря избирательному принципу работы подобные устройства идеально подходят для защиты сетей, требующих бесперебойного питания. Рассмотрим особенности и основные характеристики селективных автоматических выключателей.

Отличительные особенности

Модели с функцией селективности работают независимо от напряжения: для замыкания и размыкания контактов не требуется дополнительного питания, что позволяет использовать приборы на технологических линиях, в информационных центрах, сервисах безопасности и других системах, в которых предъявляются строгие требования к бесперебойности. Устройства не нуждаются в подключении к нейтрали и характеризуются высокой способностью к ограничению мощности. Другие особенности современных выключателей селективного типа:

  • селективность с нижестоящими автоматическими выключателями модульного типа;
  • селективность с вышестоящими приборами;
  • возможность использования в качестве устройства для изоляции или защиты в щитах учета при нижестоящей электроустановке, а также в ГРЩ и ВРУ, требующих высокой непрерывности питания;
  • возможность использования прибора в качестве главного автоматического выключателя.

Принцип селективности позволяет поднять уровень защиты и безопасности электрических установок на новую ступень. В случае перегрузки или короткого замыкания изолируется исключительно аварийная линия без нарушения питания системы.

Основные характеристики

К основным параметрам выключателей селективного действия, которые необходимо учитывать при выборе подходящей модели, относят:

  • количество полюсов;
  • номинальную силу тока;
  • характеристики срабатывания;
  • тип тока утечки;
  • предельный ток селективности;
  • класс ограничения перенапряжения;
  • диапазон рабочих температур.

Производители современных приборов постоянно работают над модернизацией существующих конструкций, стремясь предложить пользователям новые функции. Некоторые компании наладили выпуск устройств, конструкция которых позволяет осуществить блокировку полюсов с помощью кабельной стяжки, навесного замка или проволочной пломбы. В каталоге маркетплейса Getenergo можно купить селективные автоматические выключатели ABB, IEK и других известных брендов, рассчитанные на различные условия эксплуатации. Удачного выбора!

53.Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ автоматическими выключателями. Чувствительность и селективность автоматических выключателей. Карта селективности.

Автоматические выключатели снабжают специальными устройствами токовой релейной защиты, которые в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты с зависимой и не­зависимой выдержкой времени или в виде двухступенчатой и трех­ступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные, тепловые и полупроводниковые устройства защиты, которые называют рас­цепителями.

Автоматические выключатели, защита которых содержит все три ступени защиты или вторую и третью называются селективными.

Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток Iа.ном, номинальное напряжение Uа.ном  и номинальный ток отключения Ιа.откл.

Номинальным током отключения называется наи­больший ток, который выключатель способен отключить.

Расцепи­тель характеризуется номинальным током Iрц.ном,  током срабатывания Iс.з. и выдержкой времени tс.з. каждой ступени. Номинальным током расцепителя на­зывается наибольший ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя.

 

РАСЦЕПИТЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

 

С помощью тепловых расцепителей выполняется максимальная токовая защита. Сочетание теплового расце­пителя с электромагнитным мгновенного действия позволяет вы­полнить двухступенчатую токовую защиту, содержащую первую и третью сту­пени. При перегрузках защита действует с зависимой выдержкой времени, а при коротких замыканиях — без выдержки времени. Такое устройство защиты можно назвать комбинированным расцепителем. Комбинированными расцепителями снабжены автоматических выключатели А3110.

Биметаллический элемент реле 1 имеет форму полукольца с выступом, на котором расположен установочный винт 2. Элемент соединен заклепками с токоведущими шинами 5 и 6. Параллельно биметаллическому элементу подклю­чен нагреватель 4. Наличие нагревателя позволяет увеличить выдержки време­ни реле   при перегрузках. Принцип действия расцепителя.  При перегрузке термобиметаллический элемент прогибается под действием теплоты, выделяемой непосредственно в нем и в нагревателе. Установоч­ный винт 2 воздействует на рейку 3, которая, поворачиваясь, освобождает удерживающие рычаги механизма свободного расцепления и под действием пружин автоматический выключатель отключается

 

 

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

 

Основные принципы выбора параметров токовой защиты сохраняются и при выпол­нении защиты расцепителями автоматических выключателей.

Общим для всех автоматических вы­ключателей является соблюдение следующих требований:

1. Номинальное напряжение Uа.ном должно быть не ниже напря­жения сети.

2. Номинальный ток отключения должен быть больше максимального тока КЗ.

3. Номинальный ток расцепителя Iрц.ном выбирается больше максимального рабочего тока Iраб.max

Iрц.ном >= Iраб.max

 

Первая ступень защиты — токовая отсечка без выдержки вре­мени. Ток срабатывания  отстраивается от максимального тока внешнего ко­роткого замыкания

Выполнить это условие иногда бывает невозможно, так как у многих се­лективных автоматических выклю­чателей, снабженных трехступенча­той токовой защитой, уставка тока срабатывания первой ступени не ре­гулируется.

 

Вторая ступень защиты — токовая отсечка с выдержкой вре­мени.

Токовая отсечка с выдержкой времени не должна срабатывать при КЗ в начале следующего участка и при перегрузках.

Требуется ток срабатывания  и выдержку времени  второй сту­пени защиты выключателя QF1 отстроить от тока срабатывания  выдержки времени  первой ступени защиты выключателя QF2, по условиям:

 

,

где  =1,3… 1,5;

  ступень селективности: для выключателей ВА55, ВА75  = 0,1 с; для выключателя А3790С  = 0,15 с и для выключателя «Электрон» = 0,2. ..0,25 с. Для исключения срабатывания при кратко­временных перегрузках необходимо выполнить условие

 

Третья ступень защиты — максимальная токовая защита.

Ток срабатывания третьей ступени не определяют. Он связан с номинальным током расцепителя Iрц ном. Поэто­му, выбрав Iрц ном, мы уже тем самым выбрали ток срабатывания . Таким образом, задача может сводиться только к проверке чувствитель­ности защиты.  Время срабатывания третьей ступени выбирается на ступень селективности больше, чем время действиия защит на смежных элементах.

Время срабатывания  для полупроводниковых расцепителей устанавливается при токе 6 Iрц ном.

 

Чувствительность и селективность расцепителей автоматических выключателей

 

Чувствительность.

В сетях, защищаемых только от токов КЗ, для обеспечения чувствительности расце­пителей должны выполняться следующие условия:

1. Минимальный ток КЗ Iк.min в наиболее удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителя Iрц ном в три и более раза;

2. Для автоматических выключателей, имеющих только расцепи­тели мгновенного срабатывания, должны выполняться соотношения:

Iк.min > 1,4 , для выключателей с I ном < 100 А 

Iк.min > l,25  для всех других выключателей.

 

Для сетей, защищаемых и от перегрузки, должны выполняться сле­дующие условия:

1.     < (0,8…1) Iдл.доп. для выключателей, имеющих только мгновенно действующий расцепитель;

2.      Iрц.ном < Iдл.доп. для ненастраиваемого расцепителя.

3.     < (1…1,25) Iдл.доп. для расцепителя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой.

 

Селективность.

Для обеспечения селективного отключения последо­вательно установленных автоматических выключателей защитные характеристики их расцепителей не должны пересекаться. При этом ток срабатывания расцепителя выключателя, расположенного ближе к источ­нику питания, должен быть больше, чем у расцепителя автоматическо­го выключателя, более удаленного от источника питания сети.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

Если характеристика расцепителя не удовлетворяет требованиям селективности, его уставки принимаются выше расчетных.

При этом не всегда удается получить селективно действующую за­щиту во всем диапазоне токов КЗ.

Селективного дейст­вия добиться нельзя, если < .

При согласовании защитных характеристик среднюю погрешность действия расцепителей принимают равной = ±20%  для всех типов выключателей. В этом случае селективность обеспечивается, если 0,8 tсз1 > 1,2 tсз2 или tсз1 > 1,5 tсз2.

В сетях напряжением до 1 кВ необходимо обеспечивать селективность при совме­стной работе автоматических выключателей и плавких предохраните­лей. При этом ближе к источнику питания может находиться как вы­ключатель, так и предохранитель.

Если ближе к источнику автоматический выключатель, селективного дейст­вия можно достичь, используя селективный автоматический выключатель. Селективность обеспечивается и при неселективном вы­ключателе, если ток наибольшей уставки отсечки выше, чем ток КЗ при повреждении за предохранителем.

Если ближе к ис­точнику находится предохранитель, требования к селективности такие же, как и при согласовании между собой защитных характеристик пре­дохранителей.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

 

 

Селективность автоматических выключателей | PoweredHouse

Для защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий в системе релейной защиты применяются автоматические выключатели. В аварийной ситуации они полностью отключают потребителей, что не всегда удобно. В связи с этим были разработаны селективные схемы защиты.

Селективность автоматических выключателей

Селективность автоматических выключателей подразумевает отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всего электричества в доме. То есть, срабатывает то защитное устройство, которое отвечает за этот участок, а прочие автоматы в это время работают в обычном режиме.

Основной задачей селективной защиты является функция обеспечения стабильной работы и безопасной эксплуатации электроустановок. При возникновении аварийных ситуаций, поврежденный участок определяется практически мгновенно и сразу же отключается, не нарушая работу исправных мест. За счет селективности значительно снижается нагрузка на электроустановки, уменьшаются негативные последствия от действия короткого замыкания.

Основное правило устройства селективной защиты предполагает установку автоматов с номинальным током, более низким, чем у вводного устройства. Суммарно они могут превышать номинал группового автомата, но по отдельности каждый из них должен быть хотя-бы на одну ступень ниже. Для частного дома рекомендуется на ввод выбрать аппарат на 40А, на электроплиту – 32А, на электроприборы до 5 кВт – 25А, розетки – 16А и освещение – 10А. При выборе такого варианта сборки распределительного щитка условие селективности будет удовлетворено.

Селективность автоматических выключателей

Селективность защитной аппаратуры разделяется на следующие виды:

  • Полная, при которой задействовано два аппарата с последовательным подключением, при воздействии сверхтоков срабатывает защита только одного, который находится ближе к зоне неисправности.
  • Частичная схожа с полной, но защита действует только до определенного показателя сверхтока.
  • При временной 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).
Селективность автоматических выключателей
  • Токовая. 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.
Селективность автоматических выключателей
  • 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.

Координация автоматических выключателей — Руководство по устройству электроустановок

Каскадная (или резервная защита)

Метод «каскадирования» использует свойства токоограничивающих автоматических выключателей, чтобы позволить установку всех нижестоящих распределительных устройств, кабелей и других компонентов цепи со значительно более низкими характеристиками, чем это было бы необходимо в противном случае, тем самым упрощая и снижая стоимость установки.

Определение метода каскадирования

Ограничивая пиковое значение проходящего через него тока короткого замыкания, токоограничивающий выключатель позволяет использовать во всех цепях после его расположения элементы распределительных устройств и цепей, имеющие значительно меньшую отключающую способность при коротком замыкании, а также тепловые и электромеханические выдерживать способности, которые в противном случае были бы необходимы.Уменьшенный физический размер и более низкие требования к производительности приводят к существенной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя токоограничивающий автоматический выключатель оказывает влияние на нижестоящие цепи (очевидно) увеличения импеданса источника в условиях короткого замыкания, он не оказывает такого эффекта в любых других условиях; например, при пуске большого двигателя (где очень желательно низкое сопротивление источника). Особенно интересна линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками.

Условия реализации

Как правило, лабораторные испытания необходимы для обеспечения соблюдения условий реализации, требуемых национальными стандартами, и производитель должен предоставить совместимые комбинации распределительных устройств.

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемое» ограничивающим выключателем, меньше энергии, которую все нижестоящие выключатели и компоненты могут выдержать без повреждений.

На практике это можно проверить только для CB с помощью испытаний, проведенных в лаборатории. Такие испытания проводятся производителями, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно проектировать каскадную схему на основе комбинации рекомендуемых типов автоматических выключателей. Например, На рисунке h57 показаны возможности каскадирования автоматических выключателей типов iC60, C120 и NG125 при установке после токоограничивающих выключателей Compact NSX 250 N, H или L для сети 230/400 В или 240/415 В 3 -этапная установка.

Рис. h57 – Пример возможности каскадирования на 3-фазной установке 230/400 В или 240/415 В

Выключатель вверх по течению NSX250
Б Ф Н Ч С л
Icu (кА) 25 36 50 70 100 150
Нижний CB
Тип Номинал (А) Icu (кА) Усиленная отключающая способность (кА)
iDPN [а] 1-40 6 10 10 10 10 10 10
иДПН N [а] 1-16 10 20 20 20 20 20 20
25-40 10 16 16 16 16 16 16
iC60N 0,5-40 10 20 25 30 30 30 30
50-63 10 20 25 25 25 25 25
iC60H 0,5-40 15 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
iC60L 0,5-25 25 25 30 30 30 30 30
32-40 20 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
К120Н 63-125 10 25 25 25 25 25 25
К120Х 63-125 15 25 25 25 25 25 25
НГ125Н 1-125 25 36 36 36 50 70
НГ125Х 1-125 36 40 50 70 100
НГ125Л 1-80 50 50 70 100 150
  1. ^ 1 2 230 В между фазой и нейтралью

Преимущества каскадирования

Ограничение тока приносит пользу всем нисходящим цепям, которые контролируются соответствующим выключателем с ограничением тока.

Принцип не является ограничительным, т. е. токоограничивающие выключатели могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае нижестоящие цепи были бы неадекватно рассчитаны.

Результат:

  • Упрощенный расчет тока короткого замыкания
  • Упрощение, т. е. более широкий выбор распределительных устройств и устройств, расположенных ниже по потоку
  • Использование более легких распределительных устройств и приборов с, соответственно, более низкой стоимостью
  • Экономия занимаемой площади, поскольку легкое оборудование обычно имеет меньший объем

Принципы селективности

Селективность необходима для обеспечения непрерывности питания и быстрой локализации неисправности.

Селективность достигается за счет устройств защиты от перегрузки по току и замыканий на землю, если состояние неисправности, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед местом повреждения, в то время как все другие защитные устройства остаются незатронутыми (см. , рисунок h58). ).

Рис. h58 — Принцип селективности

Селективность требуется для установки, питающей критические нагрузки, где одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии IEC 60364 это обязательно для установки, обеспечивающей безопасность (IEC60364-5-56 2009 560.7.4). Селективность также может требоваться некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, таких как :

  • Медпункт
  • Морской
  • Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется там, где непрерывность подачи имеет решающее значение из-за характера нагрузки.

  • Центр обработки данных
  • Инфраструктура (тоннель, аэропорт…)
  • Критический процесс

С точки зрения установки: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Селективность проверяют для всех цепей, питаемых от одного источника, и для всех типов неисправностей:

  • Перегрузка
  • Короткое замыкание
  • Замыкание на землю

Когда система может питаться от разных источников (например, от сети или генераторной установки), селективность должна проверяться в обоих случаях.

Селективность между двумя автоматическими выключателями может быть

  • Итого: до отключающей способности нижестоящего выключателя
  • Частичная : до указанного значения в соответствии с характеристиками автоматического выключателя Рисунок h59, H50 и H51

Для достижения селективности предусмотрены различные решения, основанные на:

  • Текущий
  • Время
  • Энергия
  • Логика

Рис.h59 — полная и частичная селективность

Рис. H50 – Суммарная селективность между выключателями A и B

Рис. H51 – Частичная селективность между выключателями A и B

Селективность по току

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных порогов срабатывания на ступенчатых уровнях от нижестоящих цепей (нижние настройки) к источнику (более высокие настройки).

Селективность полная или частичная, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Селективность по времени

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки устройств отключения с выдержкой времени таким образом, чтобы последующие реле имели самое короткое время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанной двухуровневой схеме верхний автоматический выключатель А имеет задержку, достаточную для обеспечения полной селективности с В (например: Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории селективности B рассчитаны на селективность по времени, пределом селективности будет значение выдерживаемой кратковременной выдержки на входе (Icw)

Селективность, основанная на сочетании двух предыдущих методов

см. (c) из Рисунок H52

Временная задержка, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общие характеристики селективности.

Вышестоящий автоматический выключатель имеет два порога магнитного срабатывания:

  • Im A: электромагнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
  • Ii: мгновенное отключение

Селективность полная, если Isc B < Ii (мгновенное).

Рис. H52 – Селективность по току, селективность по времени, комбинация обоих

Защита от высоких токов короткого замыкания: Селективность на основе уровней энергии дуги

Там, где кривые время-ток накладываются друг на друга, селективность возможна с автоматическим выключателем-ограничителем, если они должным образом скоординированы.

Принцип: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий ток короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

  • Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает срабатывание автоматического выключателя B
  • Затем энергия дуги ограничивается на уровне A и недостаточна для срабатывания A

Рис. H53 – Селективность на основе энергии

Этот подход требует точной координации уровней ограничения и уровней энергии срабатывания.Он реализован в линейке Compact NSX (автоматический выключатель с ограничением тока) и между сериями compact NSX и acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность до высоких токов короткого замыкания с автоматическим выключателем категории селективности A в соответствии с IEC60947-2.

Рис. H54 — Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Повышенная селективность за счет каскадирования

Каскадирование между двумя устройствами обычно достигается за счет отключения вышестоящего автоматического выключателя A, чтобы помочь нижестоящему автоматическому выключателю B отключить ток. Принципиально каскадирование противоречит селективности. Но технология энергетической селективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет повысить отключающую способность нижестоящих автоматических выключателей и поддерживать высокие характеристики селективности.

Принцип следующий:

  • Последующий ограничительный автоматический выключатель B обнаруживает очень высокий ток короткого замыкания. Отключение происходит очень быстро (<1 мс), затем ток ограничивается 90 390
  • Вышестоящий автоматический выключатель А воспринимает ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергии дуги недостаточно для срабатывания автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает автоматическому выключателю B отключиться, не отключаясь сам. Предел селективности может быть

выше, чем Icu B, и селективность становится полной при снижении стоимости устройств.

Логическая селективность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Возможны схемы селективности, основанные на логических методах, с использованием автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями, разработанными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенных между собой контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с помощью автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями специальной конструкции (Compact, Masterpact): Logic управляет только функциями защиты от короткого замыкания (Isd, Tsd) и защиты от замыканий на землю (GFP) управляемых устройств. Селективность. В частности, функция мгновенной защиты не затрагивается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время срабатывания автоматического выключателя категории селективности B, где бы он ни находился.Селективность, основанная на времени, в многоуровневой системе предполагает длительное время отключения в начале установки.

Настройки управляемых автоматических выключателей

  • временная задержка: ступенчатость временных задержек необходима, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1 > время срабатывания без задержки D2 и ΔtD2 > время срабатывания без задержки D3)
  • Пороги
  • : пороговые правила не применяются, но необходимо соблюдать естественную стадию рейтингов устройств защиты (IcrD1 > IcrD2 > IcrD3).

Примечание : Этот метод обеспечивает селективность даже с автоматическими выключателями с одинаковыми параметрами.

Принципы

Активация функции логической селективности через передачу информации по контрольному проводу:

  • ЗСИ вход:
    • низкий уровень (нет отказов в нисходящей линии): функция защиты находится в режиме ожидания без выдержки времени,
    • высокий уровень (наличие нисходящей неисправности): соответствующая функция защиты переходит в состояние задержки времени, установленное на устройстве.
  • Выход
  • ZSI:
    • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет команды,
    • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет команду.

Эксплуатация

Контрольный провод каскадно соединяет защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (высокий уровень выходного сигнала) и переводит вышестоящий автоматический выключатель на установленное время задержки (высокий уровень входного сигнала).Автоматический выключатель, расположенный непосредственно над местом повреждения, не получает никаких команд (вход низкого уровня) и, таким образом, срабатывает почти мгновенно.

Рис. H55 – Логическая селективность.

Координация автоматических выключателей — Руководство по устройству электроустановок

Каскадная (или резервная защита)

Метод «каскадирования» использует свойства токоограничивающих автоматических выключателей, чтобы позволить установку всех нижестоящих распределительных устройств, кабелей и других компонентов цепи со значительно более низкими характеристиками, чем это было бы необходимо в противном случае, тем самым упрощая и снижая стоимость установки.

Определение метода каскадирования

Ограничивая пиковое значение проходящего через него тока короткого замыкания, токоограничивающий выключатель позволяет использовать во всех цепях после его расположения элементы распределительных устройств и цепей, имеющие значительно меньшую отключающую способность при коротком замыкании, а также тепловые и электромеханические выдерживать способности, которые в противном случае были бы необходимы.Уменьшенный физический размер и более низкие требования к производительности приводят к существенной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя токоограничивающий автоматический выключатель оказывает влияние на нижестоящие цепи (очевидно) увеличения импеданса источника в условиях короткого замыкания, он не оказывает такого эффекта в любых других условиях; например, при пуске большого двигателя (где очень желательно низкое сопротивление источника). Особенно интересна линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками.

Условия реализации

Как правило, лабораторные испытания необходимы для обеспечения соблюдения условий реализации, требуемых национальными стандартами, и производитель должен предоставить совместимые комбинации распределительных устройств.

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемое» ограничивающим выключателем, меньше энергии, которую все нижестоящие выключатели и компоненты могут выдержать без повреждений.

На практике это можно проверить только для CB с помощью испытаний, проведенных в лаборатории. Такие испытания проводятся производителями, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно проектировать каскадную схему на основе комбинации рекомендуемых типов автоматических выключателей. Например, На рисунке h57 показаны возможности каскадирования автоматических выключателей типов iC60, C120 и NG125 при установке после токоограничивающих выключателей Compact NSX 250 N, H или L для сети 230/400 В или 240/415 В 3 -этапная установка.

Рис. h57 – Пример возможности каскадирования на 3-фазной установке 230/400 В или 240/415 В

Выключатель вверх по течению NSX250
Б Ф Н Ч С л
Icu (кА) 25 36 50 70 100 150
Нижний CB
Тип Номинал (А) Icu (кА) Усиленная отключающая способность (кА)
iDPN [а] 1-40 6 10 10 10 10 10 10
иДПН N [а] 1-16 10 20 20 20 20 20 20
25-40 10 16 16 16 16 16 16
iC60N 0,5-40 10 20 25 30 30 30 30
50-63 10 20 25 25 25 25 25
iC60H 0,5-40 15 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
iC60L 0,5-25 25 25 30 30 30 30 30
32-40 20 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
К120Н 63-125 10 25 25 25 25 25 25
К120Х 63-125 15 25 25 25 25 25 25
НГ125Н 1-125 25 36 36 36 50 70
НГ125Х 1-125 36 40 50 70 100
НГ125Л 1-80 50 50 70 100 150
  1. ^ 1 2 230 В между фазой и нейтралью

Преимущества каскадирования

Ограничение тока приносит пользу всем нисходящим цепям, которые контролируются соответствующим выключателем с ограничением тока.

Принцип не является ограничительным, т. е. токоограничивающие выключатели могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае нижестоящие цепи были бы неадекватно рассчитаны.

Результат:

  • Упрощенный расчет тока короткого замыкания
  • Упрощение, т. е. более широкий выбор распределительных устройств и устройств, расположенных ниже по потоку
  • Использование более легких распределительных устройств и приборов с, соответственно, более низкой стоимостью
  • Экономия занимаемой площади, поскольку легкое оборудование обычно имеет меньший объем

Принципы селективности

Селективность необходима для обеспечения непрерывности питания и быстрой локализации неисправности.

Селективность достигается за счет устройств защиты от перегрузки по току и замыканий на землю, если состояние неисправности, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед местом повреждения, в то время как все другие защитные устройства остаются незатронутыми (см. , рисунок h58). ).

Рис. h58 — Принцип селективности

Селективность требуется для установки, питающей критические нагрузки, где одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии IEC 60364 это обязательно для установки, обеспечивающей безопасность (IEC60364-5-56 2009 560.7.4). Селективность также может требоваться некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, таких как :

  • Медпункт
  • Морской
  • Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется там, где непрерывность подачи имеет решающее значение из-за характера нагрузки.

  • Центр обработки данных
  • Инфраструктура (тоннель, аэропорт…)
  • Критический процесс

С точки зрения установки: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Селективность проверяют для всех цепей, питаемых от одного источника, и для всех типов неисправностей:

  • Перегрузка
  • Короткое замыкание
  • Замыкание на землю

Когда система может питаться от разных источников (например, от сети или генераторной установки), селективность должна проверяться в обоих случаях.

Селективность между двумя автоматическими выключателями может быть

  • Итого: до отключающей способности нижестоящего выключателя
  • Частичная : до указанного значения в соответствии с характеристиками автоматического выключателя Рисунок h59, H50 и H51

Для достижения селективности предусмотрены различные решения, основанные на:

  • Текущий
  • Время
  • Энергия
  • Логика

Рис.h59 — полная и частичная селективность

Рис. H50 – Суммарная селективность между выключателями A и B

Рис. H51 – Частичная селективность между выключателями A и B

Селективность по току

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных порогов срабатывания на ступенчатых уровнях от нижестоящих цепей (нижние настройки) к источнику (более высокие настройки).

Селективность полная или частичная, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Селективность по времени

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки устройств отключения с выдержкой времени таким образом, чтобы последующие реле имели самое короткое время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанной двухуровневой схеме верхний автоматический выключатель А имеет задержку, достаточную для обеспечения полной селективности с В (например: Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории селективности B рассчитаны на селективность по времени, пределом селективности будет значение выдерживаемой кратковременной выдержки на входе (Icw)

Селективность, основанная на сочетании двух предыдущих методов

см. (c) из Рисунок H52

Временная задержка, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общие характеристики селективности.

Вышестоящий автоматический выключатель имеет два порога магнитного срабатывания:

  • Im A: электромагнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
  • Ii: мгновенное отключение

Селективность полная, если Isc B < Ii (мгновенное).

Рис. H52 – Селективность по току, селективность по времени, комбинация обоих

Защита от высоких токов короткого замыкания: Селективность на основе уровней энергии дуги

Там, где кривые время-ток накладываются друг на друга, селективность возможна с автоматическим выключателем-ограничителем, если они должным образом скоординированы.

Принцип: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий ток короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

  • Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает срабатывание автоматического выключателя B
  • Затем энергия дуги ограничивается на уровне A и недостаточна для срабатывания A

Рис. H53 – Селективность на основе энергии

Этот подход требует точной координации уровней ограничения и уровней энергии срабатывания.Он реализован в линейке Compact NSX (автоматический выключатель с ограничением тока) и между сериями compact NSX и acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность до высоких токов короткого замыкания с автоматическим выключателем категории селективности A в соответствии с IEC60947-2.

Рис. H54 — Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Повышенная селективность за счет каскадирования

Каскадирование между двумя устройствами обычно достигается за счет отключения вышестоящего автоматического выключателя A, чтобы помочь нижестоящему автоматическому выключателю B отключить ток. Принципиально каскадирование противоречит селективности. Но технология энергетической селективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет повысить отключающую способность нижестоящих автоматических выключателей и поддерживать высокие характеристики селективности.

Принцип следующий:

  • Последующий ограничительный автоматический выключатель B обнаруживает очень высокий ток короткого замыкания. Отключение происходит очень быстро (<1 мс), затем ток ограничивается 90 390
  • Вышестоящий автоматический выключатель А воспринимает ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергии дуги недостаточно для срабатывания автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает автоматическому выключателю B отключиться, не отключаясь сам. Предел селективности может быть

выше, чем Icu B, и селективность становится полной при снижении стоимости устройств.

Логическая селективность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Возможны схемы селективности, основанные на логических методах, с использованием автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями, разработанными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенных между собой контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с помощью автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями специальной конструкции (Compact, Masterpact): Logic управляет только функциями защиты от короткого замыкания (Isd, Tsd) и защиты от замыканий на землю (GFP) управляемых устройств. Селективность. В частности, функция мгновенной защиты не затрагивается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время срабатывания автоматического выключателя категории селективности B, где бы он ни находился.Селективность, основанная на времени, в многоуровневой системе предполагает длительное время отключения в начале установки.

Настройки управляемых автоматических выключателей

  • временная задержка: ступенчатость временных задержек необходима, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1 > время срабатывания без задержки D2 и ΔtD2 > время срабатывания без задержки D3)
  • Пороги
  • : пороговые правила не применяются, но необходимо соблюдать естественную стадию рейтингов устройств защиты (IcrD1 > IcrD2 > IcrD3).

Примечание : Этот метод обеспечивает селективность даже с автоматическими выключателями с одинаковыми параметрами.

Принципы

Активация функции логической селективности через передачу информации по контрольному проводу:

  • ЗСИ вход:
    • низкий уровень (нет отказов в нисходящей линии): функция защиты находится в режиме ожидания без выдержки времени,
    • высокий уровень (наличие нисходящей неисправности): соответствующая функция защиты переходит в состояние задержки времени, установленное на устройстве.
  • Выход
  • ZSI:
    • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет команды,
    • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет команду.

Эксплуатация

Контрольный провод каскадно соединяет защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (высокий уровень выходного сигнала) и переводит вышестоящий автоматический выключатель на установленное время задержки (высокий уровень входного сигнала).Автоматический выключатель, расположенный непосредственно над местом повреждения, не получает никаких команд (вход низкого уровня) и, таким образом, срабатывает почти мгновенно.

Рис. H55 – Логическая селективность.

Координация автоматических выключателей — Руководство по устройству электроустановок

Каскадная (или резервная защита)

Метод «каскадирования» использует свойства токоограничивающих автоматических выключателей, чтобы позволить установку всех нижестоящих распределительных устройств, кабелей и других компонентов цепи со значительно более низкими характеристиками, чем это было бы необходимо в противном случае, тем самым упрощая и снижая стоимость установки.

Определение метода каскадирования

Ограничивая пиковое значение проходящего через него тока короткого замыкания, токоограничивающий выключатель позволяет использовать во всех цепях после его расположения элементы распределительных устройств и цепей, имеющие значительно меньшую отключающую способность при коротком замыкании, а также тепловые и электромеханические выдерживать способности, которые в противном случае были бы необходимы.Уменьшенный физический размер и более низкие требования к производительности приводят к существенной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя токоограничивающий автоматический выключатель оказывает влияние на нижестоящие цепи (очевидно) увеличения импеданса источника в условиях короткого замыкания, он не оказывает такого эффекта в любых других условиях; например, при пуске большого двигателя (где очень желательно низкое сопротивление источника). Особенно интересна линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками.

Условия реализации

Как правило, лабораторные испытания необходимы для обеспечения соблюдения условий реализации, требуемых национальными стандартами, и производитель должен предоставить совместимые комбинации распределительных устройств.

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемое» ограничивающим выключателем, меньше энергии, которую все нижестоящие выключатели и компоненты могут выдержать без повреждений.

На практике это можно проверить только для CB с помощью испытаний, проведенных в лаборатории. Такие испытания проводятся производителями, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно проектировать каскадную схему на основе комбинации рекомендуемых типов автоматических выключателей. Например, На рисунке h57 показаны возможности каскадирования автоматических выключателей типов iC60, C120 и NG125 при установке после токоограничивающих выключателей Compact NSX 250 N, H или L для сети 230/400 В или 240/415 В 3 -этапная установка.

Рис. h57 – Пример возможности каскадирования на 3-фазной установке 230/400 В или 240/415 В

Выключатель вверх по течению NSX250
Б Ф Н Ч С л
Icu (кА) 25 36 50 70 100 150
Нижний CB
Тип Номинал (А) Icu (кА) Усиленная отключающая способность (кА)
iDPN [а] 1-40 6 10 10 10 10 10 10
иДПН N [а] 1-16 10 20 20 20 20 20 20
25-40 10 16 16 16 16 16 16
iC60N 0,5-40 10 20 25 30 30 30 30
50-63 10 20 25 25 25 25 25
iC60H 0,5-40 15 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
iC60L 0,5-25 25 25 30 30 30 30 30
32-40 20 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
К120Н 63-125 10 25 25 25 25 25 25
К120Х 63-125 15 25 25 25 25 25 25
НГ125Н 1-125 25 36 36 36 50 70
НГ125Х 1-125 36 40 50 70 100
НГ125Л 1-80 50 50 70 100 150
  1. ^ 1 2 230 В между фазой и нейтралью

Преимущества каскадирования

Ограничение тока приносит пользу всем нисходящим цепям, которые контролируются соответствующим выключателем с ограничением тока.

Принцип не является ограничительным, т. е. токоограничивающие выключатели могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае нижестоящие цепи были бы неадекватно рассчитаны.

Результат:

  • Упрощенный расчет тока короткого замыкания
  • Упрощение, т. е. более широкий выбор распределительных устройств и устройств, расположенных ниже по потоку
  • Использование более легких распределительных устройств и приборов с, соответственно, более низкой стоимостью
  • Экономия занимаемой площади, поскольку легкое оборудование обычно имеет меньший объем

Принципы селективности

Селективность необходима для обеспечения непрерывности питания и быстрой локализации неисправности.

Селективность достигается за счет устройств защиты от перегрузки по току и замыканий на землю, если состояние неисправности, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед местом повреждения, в то время как все другие защитные устройства остаются незатронутыми (см. , рисунок h58). ).

Рис. h58 — Принцип селективности

Селективность требуется для установки, питающей критические нагрузки, где одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии IEC 60364 это обязательно для установки, обеспечивающей безопасность (IEC60364-5-56 2009 560.7.4). Селективность также может требоваться некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, таких как :

  • Медпункт
  • Морской
  • Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется там, где непрерывность подачи имеет решающее значение из-за характера нагрузки.

  • Центр обработки данных
  • Инфраструктура (тоннель, аэропорт…)
  • Критический процесс

С точки зрения установки: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Селективность проверяют для всех цепей, питаемых от одного источника, и для всех типов неисправностей:

  • Перегрузка
  • Короткое замыкание
  • Замыкание на землю

Когда система может питаться от разных источников (например, от сети или генераторной установки), селективность должна проверяться в обоих случаях.

Селективность между двумя автоматическими выключателями может быть

  • Итого: до отключающей способности нижестоящего выключателя
  • Частичная : до указанного значения в соответствии с характеристиками автоматического выключателя Рисунок h59, H50 и H51

Для достижения селективности предусмотрены различные решения, основанные на:

  • Текущий
  • Время
  • Энергия
  • Логика

Рис.h59 — полная и частичная селективность

Рис. H50 – Суммарная селективность между выключателями A и B

Рис. H51 – Частичная селективность между выключателями A и B

Селективность по току

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных порогов срабатывания на ступенчатых уровнях от нижестоящих цепей (нижние настройки) к источнику (более высокие настройки).

Селективность полная или частичная, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Селективность по времени

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки устройств отключения с выдержкой времени таким образом, чтобы последующие реле имели самое короткое время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанной двухуровневой схеме верхний автоматический выключатель А имеет задержку, достаточную для обеспечения полной селективности с В (например: Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории селективности B рассчитаны на селективность по времени, пределом селективности будет значение выдерживаемой кратковременной выдержки на входе (Icw)

Селективность, основанная на сочетании двух предыдущих методов

см. (c) из Рисунок H52

Временная задержка, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общие характеристики селективности.

Вышестоящий автоматический выключатель имеет два порога магнитного срабатывания:

  • Im A: электромагнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
  • Ii: мгновенное отключение

Селективность полная, если Isc B < Ii (мгновенное).

Рис. H52 – Селективность по току, селективность по времени, комбинация обоих

Защита от высоких токов короткого замыкания: Селективность на основе уровней энергии дуги

Там, где кривые время-ток накладываются друг на друга, селективность возможна с автоматическим выключателем-ограничителем, если они должным образом скоординированы.

Принцип: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий ток короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

  • Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает срабатывание автоматического выключателя B
  • Затем энергия дуги ограничивается на уровне A и недостаточна для срабатывания A

Рис. H53 – Селективность на основе энергии

Этот подход требует точной координации уровней ограничения и уровней энергии срабатывания.Он реализован в линейке Compact NSX (автоматический выключатель с ограничением тока) и между сериями compact NSX и acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность до высоких токов короткого замыкания с автоматическим выключателем категории селективности A в соответствии с IEC60947-2.

Рис. H54 — Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Повышенная селективность за счет каскадирования

Каскадирование между двумя устройствами обычно достигается за счет отключения вышестоящего автоматического выключателя A, чтобы помочь нижестоящему автоматическому выключателю B отключить ток. Принципиально каскадирование противоречит селективности. Но технология энергетической селективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет повысить отключающую способность нижестоящих автоматических выключателей и поддерживать высокие характеристики селективности.

Принцип следующий:

  • Последующий ограничительный автоматический выключатель B обнаруживает очень высокий ток короткого замыкания. Отключение происходит очень быстро (<1 мс), затем ток ограничивается 90 390
  • Вышестоящий автоматический выключатель А воспринимает ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергии дуги недостаточно для срабатывания автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает автоматическому выключателю B отключиться, не отключаясь сам. Предел селективности может быть

выше, чем Icu B, и селективность становится полной при снижении стоимости устройств.

Логическая селективность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Возможны схемы селективности, основанные на логических методах, с использованием автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями, разработанными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенных между собой контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с помощью автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями специальной конструкции (Compact, Masterpact): Logic управляет только функциями защиты от короткого замыкания (Isd, Tsd) и защиты от замыканий на землю (GFP) управляемых устройств. Селективность. В частности, функция мгновенной защиты не затрагивается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время срабатывания автоматического выключателя категории селективности B, где бы он ни находился.Селективность, основанная на времени, в многоуровневой системе предполагает длительное время отключения в начале установки.

Настройки управляемых автоматических выключателей

  • временная задержка: ступенчатость временных задержек необходима, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1 > время срабатывания без задержки D2 и ΔtD2 > время срабатывания без задержки D3)
  • Пороги
  • : пороговые правила не применяются, но необходимо соблюдать естественную стадию рейтингов устройств защиты (IcrD1 > IcrD2 > IcrD3).

Примечание : Этот метод обеспечивает селективность даже с автоматическими выключателями с одинаковыми параметрами.

Принципы

Активация функции логической селективности через передачу информации по контрольному проводу:

  • ЗСИ вход:
    • низкий уровень (нет отказов в нисходящей линии): функция защиты находится в режиме ожидания без выдержки времени,
    • высокий уровень (наличие нисходящей неисправности): соответствующая функция защиты переходит в состояние задержки времени, установленное на устройстве.
  • Выход
  • ZSI:
    • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет команды,
    • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет команду.

Эксплуатация

Контрольный провод каскадно соединяет защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (высокий уровень выходного сигнала) и переводит вышестоящий автоматический выключатель на установленное время задержки (высокий уровень входного сигнала).Автоматический выключатель, расположенный непосредственно над местом повреждения, не получает никаких команд (вход низкого уровня) и, таким образом, срабатывает почти мгновенно.

Рис. H55 – Логическая селективность.

Координация автоматических выключателей — Руководство по устройству электроустановок

Каскадная (или резервная защита)

Метод «каскадирования» использует свойства токоограничивающих автоматических выключателей, чтобы позволить установку всех нижестоящих распределительных устройств, кабелей и других компонентов цепи со значительно более низкими характеристиками, чем это было бы необходимо в противном случае, тем самым упрощая и снижая стоимость установки.

Определение метода каскадирования

Ограничивая пиковое значение проходящего через него тока короткого замыкания, токоограничивающий выключатель позволяет использовать во всех цепях после его расположения элементы распределительных устройств и цепей, имеющие значительно меньшую отключающую способность при коротком замыкании, а также тепловые и электромеханические выдерживать способности, которые в противном случае были бы необходимы.Уменьшенный физический размер и более низкие требования к производительности приводят к существенной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя токоограничивающий автоматический выключатель оказывает влияние на нижестоящие цепи (очевидно) увеличения импеданса источника в условиях короткого замыкания, он не оказывает такого эффекта в любых других условиях; например, при пуске большого двигателя (где очень желательно низкое сопротивление источника). Особенно интересна линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками.

Условия реализации

Как правило, лабораторные испытания необходимы для обеспечения соблюдения условий реализации, требуемых национальными стандартами, и производитель должен предоставить совместимые комбинации распределительных устройств.

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемое» ограничивающим выключателем, меньше энергии, которую все нижестоящие выключатели и компоненты могут выдержать без повреждений.

На практике это можно проверить только для CB с помощью испытаний, проведенных в лаборатории. Такие испытания проводятся производителями, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно проектировать каскадную схему на основе комбинации рекомендуемых типов автоматических выключателей. Например, На рисунке h57 показаны возможности каскадирования автоматических выключателей типов iC60, C120 и NG125 при установке после токоограничивающих выключателей Compact NSX 250 N, H или L для сети 230/400 В или 240/415 В 3 -этапная установка.

Рис. h57 – Пример возможности каскадирования на 3-фазной установке 230/400 В или 240/415 В

Выключатель вверх по течению NSX250
Б Ф Н Ч С л
Icu (кА) 25 36 50 70 100 150
Нижний CB
Тип Номинал (А) Icu (кА) Усиленная отключающая способность (кА)
iDPN [а] 1-40 6 10 10 10 10 10 10
иДПН N [а] 1-16 10 20 20 20 20 20 20
25-40 10 16 16 16 16 16 16
iC60N 0,5-40 10 20 25 30 30 30 30
50-63 10 20 25 25 25 25 25
iC60H 0,5-40 15 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
iC60L 0,5-25 25 25 30 30 30 30 30
32-40 20 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
К120Н 63-125 10 25 25 25 25 25 25
К120Х 63-125 15 25 25 25 25 25 25
НГ125Н 1-125 25 36 36 36 50 70
НГ125Х 1-125 36 40 50 70 100
НГ125Л 1-80 50 50 70 100 150
  1. ^ 1 2 230 В между фазой и нейтралью

Преимущества каскадирования

Ограничение тока приносит пользу всем нисходящим цепям, которые контролируются соответствующим выключателем с ограничением тока.

Принцип не является ограничительным, т. е. токоограничивающие выключатели могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае нижестоящие цепи были бы неадекватно рассчитаны.

Результат:

  • Упрощенный расчет тока короткого замыкания
  • Упрощение, т. е. более широкий выбор распределительных устройств и устройств, расположенных ниже по потоку
  • Использование более легких распределительных устройств и приборов с, соответственно, более низкой стоимостью
  • Экономия занимаемой площади, поскольку легкое оборудование обычно имеет меньший объем

Принципы селективности

Селективность необходима для обеспечения непрерывности питания и быстрой локализации неисправности.

Селективность достигается за счет устройств защиты от перегрузки по току и замыканий на землю, если состояние неисправности, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед местом повреждения, в то время как все другие защитные устройства остаются незатронутыми (см. , рисунок h58). ).

Рис. h58 — Принцип селективности

Селективность требуется для установки, питающей критические нагрузки, где одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии IEC 60364 это обязательно для установки, обеспечивающей безопасность (IEC60364-5-56 2009 560.7.4). Селективность также может требоваться некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, таких как :

  • Медпункт
  • Морской
  • Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется там, где непрерывность подачи имеет решающее значение из-за характера нагрузки.

  • Центр обработки данных
  • Инфраструктура (тоннель, аэропорт…)
  • Критический процесс

С точки зрения установки: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Селективность проверяют для всех цепей, питаемых от одного источника, и для всех типов неисправностей:

  • Перегрузка
  • Короткое замыкание
  • Замыкание на землю

Когда система может питаться от разных источников (например, от сети или генераторной установки), селективность должна проверяться в обоих случаях.

Селективность между двумя автоматическими выключателями может быть

  • Итого: до отключающей способности нижестоящего выключателя
  • Частичная : до указанного значения в соответствии с характеристиками автоматического выключателя Рисунок h59, H50 и H51

Для достижения селективности предусмотрены различные решения, основанные на:

  • Текущий
  • Время
  • Энергия
  • Логика

Рис.h59 — полная и частичная селективность

Рис. H50 – Суммарная селективность между выключателями A и B

Рис. H51 – Частичная селективность между выключателями A и B

Селективность по току

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных порогов срабатывания на ступенчатых уровнях от нижестоящих цепей (нижние настройки) к источнику (более высокие настройки).

Селективность полная или частичная, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Селективность по времени

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки устройств отключения с выдержкой времени таким образом, чтобы последующие реле имели самое короткое время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанной двухуровневой схеме верхний автоматический выключатель А имеет задержку, достаточную для обеспечения полной селективности с В (например: Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории селективности B рассчитаны на селективность по времени, пределом селективности будет значение выдерживаемой кратковременной выдержки на входе (Icw)

Селективность, основанная на сочетании двух предыдущих методов

см. (c) из Рисунок H52

Временная задержка, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общие характеристики селективности.

Вышестоящий автоматический выключатель имеет два порога магнитного срабатывания:

  • Im A: электромагнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
  • Ii: мгновенное отключение

Селективность полная, если Isc B < Ii (мгновенное).

Рис. H52 – Селективность по току, селективность по времени, комбинация обоих

Защита от высоких токов короткого замыкания: Селективность на основе уровней энергии дуги

Там, где кривые время-ток накладываются друг на друга, селективность возможна с автоматическим выключателем-ограничителем, если они должным образом скоординированы.

Принцип: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий ток короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

  • Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает срабатывание автоматического выключателя B
  • Затем энергия дуги ограничивается на уровне A и недостаточна для срабатывания A

Рис. H53 – Селективность на основе энергии

Этот подход требует точной координации уровней ограничения и уровней энергии срабатывания.Он реализован в линейке Compact NSX (автоматический выключатель с ограничением тока) и между сериями compact NSX и acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность до высоких токов короткого замыкания с автоматическим выключателем категории селективности A в соответствии с IEC60947-2.

Рис. H54 — Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Повышенная селективность за счет каскадирования

Каскадирование между двумя устройствами обычно достигается за счет отключения вышестоящего автоматического выключателя A, чтобы помочь нижестоящему автоматическому выключателю B отключить ток.Принципиально каскадирование противоречит селективности. Но технология энергетической селективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет повысить отключающую способность нижестоящих автоматических выключателей и поддерживать высокие характеристики селективности.

Принцип следующий:

  • Последующий ограничительный автоматический выключатель B обнаруживает очень высокий ток короткого замыкания. Отключение происходит очень быстро (<1 мс), затем ток ограничивается 90 390
  • Вышестоящий автоматический выключатель А воспринимает ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергии дуги недостаточно для срабатывания автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает автоматическому выключателю B отключиться, не отключаясь сам. Предел селективности может быть

выше, чем Icu B, и селективность становится полной при снижении стоимости устройств.

Логическая селективность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Возможны схемы селективности, основанные на логических методах, с использованием автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями, разработанными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенных между собой контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с помощью автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями специальной конструкции (Compact, Masterpact): Logic управляет только функциями защиты от короткого замыкания (Isd, Tsd) и защиты от замыканий на землю (GFP) управляемых устройств. Селективность. В частности, функция мгновенной защиты не затрагивается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время срабатывания автоматического выключателя категории селективности B, где бы он ни находился.Селективность, основанная на времени, в многоуровневой системе предполагает длительное время отключения в начале установки.

Настройки управляемых автоматических выключателей

  • временная задержка: ступенчатость временных задержек необходима, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1 > время срабатывания без задержки D2 и ΔtD2 > время срабатывания без задержки D3)
  • Пороги
  • : пороговые правила не применяются, но необходимо соблюдать естественную стадию рейтингов устройств защиты (IcrD1 > IcrD2 > IcrD3).

Примечание : Этот метод обеспечивает селективность даже с автоматическими выключателями с одинаковыми параметрами.

Принципы

Активация функции логической селективности через передачу информации по контрольному проводу:

  • ЗСИ вход:
    • низкий уровень (нет отказов в нисходящей линии): функция защиты находится в режиме ожидания без выдержки времени,
    • высокий уровень (наличие нисходящей неисправности): соответствующая функция защиты переходит в состояние задержки времени, установленное на устройстве.
  • Выход
  • ZSI:
    • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет команды,
    • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет команду.

Эксплуатация

Контрольный провод каскадно соединяет защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (высокий уровень выходного сигнала) и переводит вышестоящий автоматический выключатель на установленное время задержки (высокий уровень входного сигнала).Автоматический выключатель, расположенный непосредственно над местом повреждения, не получает никаких команд (вход низкого уровня) и, таким образом, срабатывает почти мгновенно.

Рис. H55 – Логическая селективность.

Выбор для электроустановок – селективность или резервирование

Выбор правильного пути

Система защиты электроустановки состоит из иерархии защитных устройств, таких как автоматические выключатели или УЗО, которые должны быть в состоянии защитить электроустановку, отключая неисправные цепи, сохраняя при этом подачу питания к исправным участкам, насколько это возможно.

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

С другой стороны бухгалтерской книги глубоко заботятся о защите нагрузки и компонентов системы. Ущерб от короткого замыкания зависит от того, какой ток задействован и как долго.

Почему селективность

Поскольку огромное количество тока может высвобождаться очень быстро, передовая инженерная практика направлена ​​на защиту электрооборудования с помощью устройств, чувствительных к минимальным токам короткого замыкания и реагирующих как можно быстрее.

Если вы выберете 100-процентную защиту, у вас могут возникнуть перебои в работе; и если вы выберете 100-процентную доступность системы, у вас может быть большое количество повреждений оборудования.

Фактически селективность 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 установки нижестоящего автоматического выключателя ниже этого значения, селективность гарантируется; в противном случае невозможно гарантировать, что в случае короткого замыкания сработает только нижестоящий автоматический выключатель.

Селективность также относится к защите от поражения электрическим током путем автоматического отключения с помощью УЗО. Часто бывает необходимо согласовывать УЗО, предназначенные для защиты от КЗ и/или противопожарной защиты (тип. 300 мА), с УЗО для дополнительной защиты розеток (30 мА). При использовании УЗО типа S с выдержкой времени именно УЗО, расположенное непосредственно перед местом повреждения, отключается в конечной цепи, что обеспечивает наивысшую степень доступности источника питания.

Зачем резервировать?

В случае короткого замыкания автоматические выключатели размыкаются при определенном значении тока.Чем больше этот ток, тем больше размер и стоимость выключателя. Поэтому отключающая способность должна выбираться на основе тока короткого замыкания в точке установки, который уменьшает перемещение от источника питания к нагрузкам.

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

При резервной защите мощность дискриминации часто приносится в жертву необходимости «поддерживать» устройства, расположенные ниже по потоку, которые должны отключать токи короткого замыкания, превышающие их отключающую способность. Характеристики резервного питания для выключателей предоставляются компанией АББ, которая заявляет, что вышестоящее защитное устройство увеличивает отключающую способность нижестоящей защиты. 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 относится к УЗО без встроенной защиты от короткого замыкания (ВДТ), поскольку они имеют лишь ограниченную способность отключать токи короткого замыкания. Производители ВДТ должны дать четкие указания, как защитить ВДТ в случае короткого замыкания – обычно путем согласования с вышестоящим автоматическим выключателем (или предохранителем).

С SMCB (селективными главными автоматическими выключателями) доступна технология, которая идеально сочетает селективность и резервирование. При каждом коротком замыкании в конечной цепи сработает нижестоящий автоматический выключатель, защищающий эту цепь, а SMCB в качестве основного защитного устройства на входе поможет устранить неисправность путем дополнительного ограничения тока без прямого отключения.В этом случае автоматический выключатель имеет резервную защиту, общая отключающая способность увеличивается, а комбинация является селективной во всем диапазоне токов короткого замыкания, заданных для этой комбинации.

Комбинировать селективность 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, что продукт выше по потоку менее «чувствителен».

Для обеспечения селективности защита на входе не срабатывает. Резервное копирование подразумевает, что вышестоящее устройство помогает нижестоящему устройству выйти из строя, увеличивая его отключающую способность. При резервировании вышестоящее защитное устройство активно вмешивается для защиты линии. Поэтому ясно, что резервирование и селективность не могут сочетаться между двумя «обычными» устройствами защиты, но что каждое из них дает определенное преимущество.

Выбор решения

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

Для согласования устройств защиты в энергосети может быть принят ряд технических решений. Какой тип координации использовать в конкретной зоне, зависит от сети и параметров ее проектирования, а также от конкретных компромиссов, которые были достигнуты с точки зрения надежности и доступности, сбалансированных с затратами и сдерживанием рисков в приемлемых пределах.

Разработчик системы должен выбрать решение для каждой зоны, обеспечивающее наилучший технический и финансовый баланс с учетом допустимых уровней риска и доступности системы; эталонное значение электрических величин; затраты (устройства защиты, системы управления, блокировочные элементы и т. д.).; эффекты; допустимая продолжительность и стоимость простоя; и будущая эволюция системы.

Для каждого из предлагаемых решений существует комбинация продуктов АББ, которая удовлетворит все эти потребности.

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

.

Избирательная блокировка зон (ZSI) Основные принципы

В этом руководстве представлен общий обзор принципов блокировки зон и процедур тестирования.Фото: TestGuy

Избирательная блокировка по зонам — это схема связи, используемая с автоматическими выключателями и защитными реле для повышения уровня защиты в системе распределения электроэнергии. Эта схема, также называемая зональным ограничением или ZSI, предназначена для снижения нагрузки на электрораспределительное оборудование в условиях короткого замыкания или замыкания на землю.

В скоординированной системе для вышестоящих устройств выбираются более длительные задержки и более высокие срабатывания, чтобы позволить нижестоящим устройствам отключаться первыми.Это приводит к более длительному времени отключения, поскольку автоматические выключатели выжидают выбранное время задержки перед отключением, что может подвергнуть систему большой нагрузке из-за неисправности.

Устройства нижестоящих ответвлений должны работать очень быстро, без преднамеренной задержки, а основные устройства должны задерживать работу, чтобы у нижестоящих устройств было время для устранения неисправности. ZSI работает над ограничением нагрузки на оборудование из-за неисправности, сокращая время, необходимое для устранения неисправности, сохраняя при этом системную координацию между устройствами защиты от перегрузки по току и защитой от замыканий на землю.

Пример согласования защитных устройств при КЗ фидера и КЗ шины. Фото: ИТОН.

В скоординированной системе сработает только ближайшее к неисправности устройство, если не будут превышены скоординированные уровни защиты. Блокировка зон работает параллельно с координированной защитой системы распределения электроэнергии, что означает, что номинальные уровни защиты не нарушаются.


Работа системы ZSI

Блокировки

зон сообщают о неисправностях между зонами.Зона – это часть системы распределения электроэнергии, соединенная в общей точке и классифицируемая по расположению после устройства защиты главной цепи.

Пример защитных зон в системе распределения электроэнергии. Фото: ИТОН.

Если в системе возникает серьезная неисправность, ближайшему к ней устройству будет предоставлена ​​возможность устранить неисправность без прерывания обслуживания других зон объекта. Заданная задержка времени на устройстве максимального тока отключается, и устройство устраняет неисправность без преднамеренной задержки.

Когда неисправность в нисходящем направлении превышает замыкание на землю и/или кратковременное срабатывание как на главной линии, так и на фидере, каждое устройство обнаружит неисправность. Фидер отправляет сигнал торможения вверх по течению к магистрали, активируя предварительно установленную временную задержку, давая фидеру возможность устранить неисправность.

Фидер не получает сигнал блокировки и открывается для устранения неисправности без преднамеренной задержки. Поскольку активирована предустановленная временная задержка Главной, обеспечивается надлежащая селективность и координация, при этом обеспечивая резервную защиту фидера и других нижестоящих устройств.

Поскольку селективная блокировка зон работает в параллельно с координированной защитой системы распределения электроэнергии, использование ZSI не приведет к координированию автоматических выключателей, которые не скоординированы (из-за неправильных настроек).


Самоблокирующийся

При желании сигнал ограничения можно отменить, подав выходной сигнал на вход. Этого можно добиться, просто установив перемычку между выходным и входным сигналами на устройстве.

При возникновении сбоя в системе выходной сигнал будет подаваться на вход, что отменяет мгновенную реакцию. Это может быть применимо к выключателям, которые обслуживают нагрузки, которые не должны отключаться, если не превышены согласованные пределы защиты.

Пример схемы подключения зонально-селективной блокировки. Обратитесь к литературе производителей, чтобы найти клеммы ZSI для вашего конкретного защитного устройства. Фото: Площадь д.


Тестирование производительности

Сигнал ZI необходимо отключить при проверке работоспособности автоматических выключателей и реле, чтобы правильно проверить функцию временной задержки защитного устройства.Если блокировка зон не снята во время тестирования, защитное устройство сработает мгновенно, независимо от используемой настройки временной задержки.

Проверьте работу блокировки зоны, выполнив тест с выдержкой времени короткого замыкания и/или замыкания на землю. Проведите два отдельных теста с самоблокирующейся перемычкой и без нее, чтобы проверить как мгновенные отключения, так и отключения с выдержкой времени. Записанная временная задержка должна находиться в пределах согласованной временной кривой.


Влияние пускового тока трансформатора на ZSI

Применение зонной блокировки на первичной обмотке трансформатора может привести к нежелательному отключению из-за высоких пусковых токов, которые могут превышать номинальное значение FLA трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой более чем в 12 раз.

Чтобы предотвратить ложное срабатывание выключателя на первичной стороне, следует установить самоблокирующуюся перемычку во время включения трансформатора, которое может длиться от 10 циклов до нескольких минут.


Обзор блокировки зон

  1. Когда устройство, оснащенное ZSI, обнаруживает короткое замыкание или замыкание на землю, оно отправляет сигнал ограничения на устройство ZSI, расположенное непосредственно перед ним. Это активирует предустановленную временную задержку на вышестоящем устройстве.
  2. Когда устройство, оборудованное ZSI, обнаруживает короткое замыкание или замыкание на землю и не получает сигнал торможения, его предустановленная задержка времени не активируется, и оно отключается без преднамеренной задержки.
  3. Без ZSI скоординированная система приводит к тому, что автоматический выключатель, ближайший к месту неисправности, устраняет неисправность, но обычно с преднамеренной задержкой. При использовании ZSI устройство, ближайшее к месту неисправности, будет игнорировать предустановленные кратковременные задержки и/или задержки замыкания на землю и устранять неисправность без преднамеренной задержки.

Каталожные номера

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Координация защиты автоматических выключателей

Координация/избирательность защиты

В связи с тем, что коммунальные предприятия и DNSP становятся строгими в отношении сетевых приложений, исследования координации защиты становятся все более распространенными и часто являются обязательными перед подключением и включением фотоэлектрической системы, подключенной к сети.Поэтому важно согласовать автоматический выключатель и другие защитные устройства до установки системы, так как это может вызвать нежелательные проблемы для сети и пользователя.

Выбор автоматических выключателей в соответствии со спецификациями тока и напряжения системы не должен быть единственным критерием, учитываемым при выборе защитных устройств. Хотя это важно, для функциональности системы также важно гарантировать, что выбранные прерыватели различаются друг с другом и с теми, которые уже существуют.В пункте 2.5.7.2.1 стандарта AS/NZS 3000:2018 селективность (селективность) определяется как зависящая от рабочих характеристик двух или более защитных устройств, так что нижестоящее устройство должно срабатывать при заданном токе короткого замыкания, в то время как вышестоящее защитное устройство не . В соответствии со стандартом AS/NZS 3000:2018 селективность является обязательным требованием для всех электрических систем, чтобы свести к минимуму нежелательные срабатывания защитных устройств.

Координация защиты важна для защиты нагрузки и компонентов системы.Это гарантирует, что время простоя исправных цепей в данной системе может быть уменьшено и сведено к минимуму.

Важность/актуальность

Рисунок 1 ниже взят из AS/NZS 3008:2018 и может использоваться для пояснения важности согласованных защитных устройств (PD), таких как автоматические выключатели. Если имеется неисправность ниже по потоку от PD 2 (как показано на рис. 1), важно, чтобы ближайшее к этой неисправности устройство срабатывало первым, чтобы избежать ложного срабатывания на исправных частях цепи. Если бы PD 1 и 2 не были успешно скоординированы, и PD 1 сработал раньше, чем PD 2, то вся цепь ниже по потоку была бы обесточена.Это называется ложным отключением, так как цепь, содержащая PD 3, была обесточена, даже если неисправность возникла после цепи с PD 2.

Рисунок 1: Принципиальная схема из AS/NZS 3000:2018

Каждый автоматический выключатель имеет собственную уникальную времятоковую характеристику, которую необходимо эффективно согласовывать с другими защитными устройствами, чтобы обеспечить успешную селективность устройства. Каждая кривая имеет верхнюю и нижнюю границу, создавая область, которая иллюстрирует ожидаемое время срабатывания автоматического выключателя при достижении соответствующего тока.Это видно на рис. 2, где кривая ток-время выключателя на 160 А показана с использованием программного обеспечения под названием PowerCAD ® .

Рис. 2: Участок времятоковой характеристики выключателя на 160 А из программы PowerCAD ®

Эти кривые содержат две отдельные области, перегрузку и мгновенную, а также содержат указание номинального тока короткого замыкания выключателей. В зоне перегрузки автоматические выключатели могут оставаться включенными в течение нескольких минут.По мере увеличения тока вдоль кривой время, необходимое для срабатывания автоматического выключателя и размыкания цепи, значительно сокращается. В мгновенной области выключатели обычно размыкаются в течение миллисекунд после обнаружения такого высокого тока. Кривые ток-время также отображают номинальную мощность автоматического выключателя, когда устройство мгновенно отключается в случае тока короткого замыкания, если автоматический выключатель рассчитан на такое высокое значение тока. Эти области можно найти на времятоковой кривой выключателя на 160 А из PowerCAD ®  , показанной на рисунке 3.

Рисунок 3: Времятоковая характеристика выключателя на 160 А из программного обеспечения PowerCAD ®

Каждый автоматический выключатель содержит ряд различных настроек, которые можно использовать для изменения времятоковой кривой устройства, а также для диапазона значений тока и времени, при которых выключатель срабатывает. Именно с помощью этих настроек форма кривой может быть изменена для успешной координации в соответствии со стандартами AS/NZS 3000:2018. Существует несколько обязательных требований, которые необходимо выполнить, и они упомянуты в пункте 2.5.7.2.3 в зависимости от типа и размера защитных устройств.

Автоматические выключатели

В соответствии со стандартом AS/NZS3000:2018 следует выбрать 2 автоматических выключателя (C), подключенных таким образом, чтобы C 2 был ниже по потоку, а C — выше по потоку:

  • Если номинальный ток C 2 >= 800 А, селективность должна быть обеспечена посредством исследования координации с использованием данных производителя.
  • Для диапазона номинального тока 800 A > C 2 > 250 A должна быть обеспечена селективность между кривыми перегрузки.Селективность считается достигнутой, если уставка минимальной перегрузки C 1 >= 1,5 x уставка максимальной перегрузки C 2 .
  • Если номинальный ток C 2 < 250 А, селективность считается достигнутой, если минимальная уставка перегрузки C 1 >= 1,5 x максимальная уставка перегрузки C 2 .

Есть два основных параметра, которые используются для достижения селективности автоматических выключателей.

  • Срабатывание: Срабатывание устройства — это минимальный ток, при котором срабатывает защитное устройство.
  • Временная задержка: во время операции отключения вводится выдержка времени после того, как устройство защиты обнаружит, что ток превысил значение срабатывания.

Для обеспечения эффективной селективности время срабатывания и настройки тока автоматического выключателя обычно изменяются до тех пор, пока не будет достигнуто согласование с окружающими характеристиками выключателя. Эти настройки определяются типом расцепителя, установленного с выключателем, и могут либо предоставлять свободу в широком диапазоне настроек, либо ограничиваться определенными значениями.На рисунках 4 и 5 ниже показаны снимки экрана PowerCAD ® , отображающие диапазон настроек, которые можно регулировать в расцепителях. На рис. 4 показан расцепитель с шестью регулируемыми параметрами, тогда как расцепитель, показанный на рис. 5, имеет только один регулируемый параметр.

Schneider Micrologic 5.3A содержит широкий диапазон различных настроек как для значений тока, так и для значений времени, что упрощает распознавание при попытке скоординировать соответствующую кривую ток-время.Напротив, на Рисунке 5 показан расцепитель Schneider TM160D, который может изменять только ток отключения устройства, что означает, что его сложнее координировать с другими устройствами.

Рис. 4. Пример диапазона настроек расцепителя Schneider Micrologic 5.3A

Рис. 5: Пример ограниченных настроек с использованием расцепителя Schneider TM160D

Если все требования AS/NZS 3000:2018 соблюдены, то координация успешна.Пример правильной селективности автоматического выключателя показан ниже на рис. 6. Красная кривая — это автоматический выключатель на 630 А, расположенный в главном распределительном щите. Синяя кривая представляет собой автоматический выключатель на 160 А, расположенный в распределительном щите солнечной батареи, и является примером идеальной селективности между защитными устройствами.

Рис. 6: Пример успешной идентификации защитного устройства

Напротив, на рисунках 7 и 8 показаны два примера несогласованности между автоматическими выключателями с использованием тех же устройств, что и на рисунке 6.Хотя каждый триггер остался прежним, настройки отключения были скорректированы для обоих устройств для каждого сценария. На рис. 7 возникает ошибка распознавания устройства в программе PowerCAD ®  , поскольку две кривые накладываются друг на друга. Это может привести к ложному отключению, при этом вероятно отключение вышестоящего выключателя 630A до появления синей кривой 160A. Аналогичным образом, на Рисунке 8 не указана надлежащая селективность устройства, поскольку он не соответствует пункту 2.5.7.2.3(a)(iii), где минимальный номинал вышестоящего выключателя (красная кривая) должен быть равен 1.5-кратный максимальный номинал нижестоящего выключателя (синяя кривая) в области мгновенного действия.

Рис. 7. Пример рассогласования из-за перекрывающихся кривых, как показано в PowerCAD ®

Рис. 8. Пример несогласованности из-за несоблюдения пункта AS/NZS 3000:2018, как показано в PowerCAD ®

Поскольку сетевые приложения становятся все более строгими по всем направлениям, исследования координации защитных устройств становятся все более распространенными перед подключением фотоэлектрической системы к сети.Координация защиты одинаково важна для обеспечения безопасности оператора системы и компонентов системы. Поэтому важно, чтобы при проектировании эти исследования проводились до монтажа и окончательного проектирования, поскольку замена автоматических выключателей после подачи питания на систему является дорогостоящей и сложной процедурой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.