Milyen a védelem szelektivitása az elektromos berendezésekben

Az elektromos áramkör üzemeltetése és tervezése során mindig figyelmet kell fordítani a biztonságos használat kérdéseire. Ebből a célból minden elektromos készüléket speciális eszközökkel védenek, amelyeket szigorúan egy bizonyos hierarchikus kapcsolat szerint választanak ki és helyeznek el.

Például amikor egy mobiltelefon töltődik, annak áramlását az akkumulátorba épített védelem szabályozza. A kapacitás felépítésének végén megszakítja a töltőáramot. Ha az akkumulátor belsejében rövidzárlat lép fel, a töltőbe helyezett biztosíték kiold, és leválasztja az áramkört.

Ha ez valamiért nem történik meg, akkor a konnektor hibáját a lakáspanelen található megszakító vezérli, működését pedig a főgép biztosítja. A védekezés alternatív akcióinak ez a sorozata továbbgondolható.

Modelljeit a szelektivitás elve határozza meg, amelyet szelektivitásnak is neveznek, kiemelve a letiltandó hiba kiválasztásának vagy helyének meghatározásának funkcióját.

A szelektivitás típusai

Az elektromos védelmi szelektivitás módszereit a projekt létrehozásakor alakítják ki, és az üzemeltetés során úgy tartják fenn, hogy azonnal azonosítsák az elektromos berendezések meghibásodásának helyét, és elválasztsák azt a legkisebb veszteséggel járó üzemi áramkörtől.

Ebben az esetben a védelmi lefedettség a szelektivitás szerint fel van osztva:

1. abszolút;

2. rokon.

Az első típusú védelem teljesen ellenőrzi a munkaterületet, és csak abban javítja ki a sérüléseket. A beépített elektromos készülékek ezen a modellen működnek. megszakítók.

A relatív alapon épített eszközök több funkciót látnak el. Kizárják a zónájuk és a szomszédos hibákat, de ha az abszolút típusvédelem nem működött bennük.

A jól hangolt védelem meghatározza:

1. a sérülés helye és típusa;

2. a rendellenes, de megengedett üzemmód és az olyan helyzet közötti különbség, amely az ellenőrzött területen lévő villamos berendezés berendezésében nagyon súlyos károkat okozhat.

A csak az első műveletben konfigurált eszközök általában nem kritikus hálózatokon működnek 1000 V-ig. Mert nagyfeszültségű elektromos berendezések próbálja meg mindkét elvet alkalmazni. Ebből a célból a védelem a következőket tartalmazza:

• blokkoló sémák;

• precíziós mérőeszközök;

• információcsere rendszerek;

• speciális logikai algoritmusok.

A névleges terhelést bármilyen okból meghaladó túláram elleni védelem két sorba kapcsolt megszakító között van.Ebben az esetben a hibás felhasználóhoz legközelebb eső kapcsolónak az érintkezői kinyitásával kell a hibát kikapcsolni, a távirányítónak pedig továbbra is feszültséget kell szolgáltatnia a szakaszára.

Ebben az esetben a szelektivitás két típusát vesszük figyelembe:

1. elkészült;

2. részleges.

Ha a hibához legközelebb eső védelem a teljes beállítási tartományban a távkapcsoló kioldása nélkül képes a hibát teljesen megszüntetni, akkor az teljesnek tekintendő.

A részleges szelektivitás benne rejlik a rövid távú védelmekben, amelyek úgy vannak beállítva, hogy bizonyos korlátozó szelektivitásig működjenek. Ha túllépi, akkor a távkapcsoló működésbe lép.

Túlterhelési és rövidzárlati zónák a szelektív védelemben

A működéshez megadott áramkorlátok automatikus biztonsági kapcsolók, két csoportra oszthatók:

1. túlterhelési mód;

2. rövidzárlati terület.

A magyarázat megkönnyítése érdekében ez az elv a megszakítók áramjellemzőire vonatkozik.

Úgy vannak beállítva, hogy a túlterhelési zónában működjenek, legfeljebb 8 ÷ 10-szeres névleges áramerősséggel.

Ezen a területen főként a termikus vagy termomágneses védőkioldók működnek. A rövidzárlati áramok nagyon ritkán esnek ebbe a zónába.

A rövidzárlati zónát általában olyan áramok kísérik, amelyek 8 ÷ 10-szeresen haladják meg a megszakítók névleges terhelését, és az elektromos áramkör súlyos károsodása jellemzi.

Kikapcsolásukhoz elektromágneses vagy elektronikus kioldókat használnak.

A szelektivitás kialakításának módszerei

A túláram tartományhoz olyan védelmek jönnek létre, amelyek az időáram-szelektivitás elvén működnek.

A rövidzárlati zóna a következők alapján jön létre:

1. áram;

2. ideiglenes;

3. energia;

4. területszelektivitás.

Az időszelektivitás a védelmi művelethez különböző időkésleltetések kiválasztásával jön létre. Ez a módszer akár azonos árambeállítású, de eltérő időzítésű készülékekre is alkalmazható, mint az ábrán látható.

Például a berendezéshez legközelebb eső 1. számú védelem 0,02 s-hoz közeli idejű rövidzárlat esetén működik, működését pedig a távolabbi 2. számú 0,5 s-os beállítással.

A legtávolabbi védelem egy másodperces leállási idővel támogatja az előző készülékek működését esetleges meghibásodás esetén.

Az áramszelektivitás a megengedett terhelések túllépése esetén működik. Nagyjából ez az elv magyarázható a következő példával.

Három sorba kapcsolt védelem figyeli a rövidzárlati áramot, és úgy vannak beállítva, hogy 0,02 s idővel működjenek, de különböző 10, 15 és 20 amperes árambeállításokkal. Ezért a berendezést először le kell választani az 1-es számú védőberendezésről, és a 2-es és 3-as számú szelektíven biztosítja azt.

Az idő- vagy áramszelektivitás legtisztább formában való megvalósításához érzékeny áram- és időérzékelők vagy relék szükségesek. Ebben az esetben egy meglehetősen összetett elektromos áramkör jön létre, amely a gyakorlatban általában kombinálja mindkét figyelembe vett elvet, és nem tiszta formájában alkalmazzák.

Az időáram-védelem szelektivitása

Az 1000 V-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések védelmére automata kapcsolókat használnak, amelyek kombinált idő-áram karakterisztikával rendelkeznek.Vizsgáljuk meg ezt az elvet két sorba kapcsolt gép példáján, amelyek a terhelési és a tápoldali vezeték végén helyezkednek el.

Az időszelektivitás határozza meg, hogy a megszakító hogyan legyen beállítva, amikor a fogyasztó közelében van, nem pedig a generátor végén.

A bal oldali grafikon a felső védelmi görbe leghosszabb kioldási idejét mutatja a terhelési oldalon, a jobb oldali pedig a tápoldali megszakító legrövidebb idejét. Ez lehetővé teszi a védelmek szelektivitásának megnyilvánulásának részletesebb elemzését.

A mellékelt berendezéshez közelebb található «B» kapcsoló az időáram-szelektivitás használatának köszönhetően hamarabb és gyorsabban működik, az «A» kapcsoló pedig meghibásodás esetén megtartja.

A védelem jelenlegi szelektivitása

Ennél a módszernél a szelektivitás egy bizonyos hálózati konfiguráció létrehozásával alakítható ki, például egy kábel vagy légvezeték áramkörébe beépítve, amely elektromos ellenállással rendelkezik. Ebben az esetben a generátor és a fogyasztó közötti zárlati áram értéke a hiba helyétől függ.

A kábel teljesítmény végén a maximális értéke mondjuk 3 kA, a másik végén pedig mondjuk 1 kA lesz.

Az A kapcsoló közelében fellépő rövidzárlat esetén a B vég (I kz1kA) védelme ne működjön, ekkor húzza ki a feszültséget a berendezésből. A védelmek helyes működéséhez figyelembe kell venni a vészüzemmódban a kapcsolókon áthaladó valós áramok nagyságát.

Meg kell érteni, hogy a teljes szelektivitás biztosításához ezzel a módszerrel nagy ellenállásra van szükség a két kapcsoló között, amely a következők miatt alakulhat ki:

• meghosszabbított távvezeték;

• transzformátor tekercselés elhelyezése;

• csökkentett keresztmetszetű kábelszakadásba vagy más módon történő beépítés.

Ezért ennél a módszernél a szelektivitás gyakran részleges.

A védelem időszelektivitása

Ez a szelektivitás módszere általában kiegészíti az előző módszert, figyelembe véve az időket:

• a hely védelme és a hiba kialakulásának kezdetének meghatározása;

• trigger leállításkor.

A védelmi művelet algoritmusának kialakítása az árambeállítások fokozatos konvergenciája és az idő, amikor a rövidzárlati áramok az áramforráshoz mozognak.

Időszelektivitást az azonos áramerősségű gépek hozhatnak létre, ha képesek beállítani a válaszkésleltetést.

Ezzel a védelmi módszerrel a B kapcsolót a hiba kikapcsolja, az A kapcsoló pedig az egész folyamatot irányítja és üzemkész. Ha a B védelmek működésére szánt idő alatt a rövidzárlat nem szűnik meg, akkor a hiba az A oldali védelem működésével megszűnik.

A védelmek energiaszelektivitása

A módszer speciális új típusú megszakítók használatán alapul, amelyek öntött tokban készülnek, és a lehető leggyorsabban működnek, amikor a rövidzárlati áramoknak még nem volt ideje elérni a maximális értéket.

Az ilyen típusú sebességautomaták néhány ezredmásodpercig működnek, miközben a tranziens aperiodikus komponensek még aktívak.Ilyen körülmények között a terhelések áramlásának nagy dinamikája miatt nehéz összehangolni a védelmek tényleges működési idő-áram jellemzőit.

A végfelhasználónak alig vagy egyáltalán nincs nyoma az energiaszelektivitási jellemzőknek. Ezeket a gyártó grafikonok, számítási programok, táblázatok formájában biztosítja.

Ennek a módszernek figyelembe kell vennie a tápoldali termomágneses és elektronikus kioldók sajátos működési feltételeit.

A védelem zónaszelektivitása

Ez a fajta szelektivitás egyfajta időbeli jellemző. Működéséhez mindkét oldalon árammérő eszközöket használnak, amelyek között folyamatos információcsere és áramvektorok összehasonlítása történik.

A zónaszelektivitás kétféleképpen alakítható ki:

1. A megfigyelt terület mindkét végéről érkező jelek egyidejűleg kerülnek a logikai védelmi felügyeleti eszközre. Összehasonlítja a bemeneti áramok értékeit, és meghatározza a megszakító nyitását;

2. a kétoldali áramvektorok túlbecsült értékeiről szóló információ blokkoló jel formájában érkezik a védelem logikai részéhez, a hierarchia magasabb szintjén a tápegység oldalon. Ha van alatta blokkoló jel, akkor az alsó kapcsoló ki van kapcsolva. Ha az alsó kioldási tilalom nem érkezik meg, a feszültség megszűnik a felső védelemről.

Ezekkel a módszerekkel a leállítás sokkal gyorsabb, mint az időszelektivitással. Ez garantálja az elektromos berendezések kisebb károsodását, valamint alacsonyabb dinamikus és hőterhelést a rendszerben.

A szelektív zónázási módszer azonban további komplex mérési, logikai és információcsere-technikai rendszerek létrehozását igényli, ami növeli a berendezések költségét, ezért ezeket a nagyfrekvenciás blokkolási technikákat távvezetékeken és nagyfeszültségű alállomásokon alkalmazzák. amelyek folyamatosan nagy teljesítményáramokat továbbítanak.

Erre a célra nagy sebességű levegő-, olaj- vagy SF6-os megszakítókat használnak, amelyek nagy áramterhelések kapcsolására képesek.