Jednym z kluczowych pojęć w elektroenergetyce jest selektywność. Nie jest tajemnicą, że bezpieczeństwo sieci elektrycznych ma ogromne znaczenie i że można je osiągnąć na wiele sposobów. Selektywność - to specjalna cecha zabezpieczeń przekaźnikowych, która pozwala uniknąć awarii i zwiększa trwałość urządzeń.
Spis treści
Ogólna koncepcja selektywności
Jak wspomniano powyżej, selektywność jest cechą zabezpieczenia przekaźnikowego. Definiuje się ją poprzez możliwość wyszukania uszkodzonego elementu w całej sieci i wyłączenia uszkodzonego fragmentu, a nie całego systemu.
Ochrona selektywna może być bezwzględna lub względna.
- Ochrona absolutna oznacza, że bezpieczniki zadziałają dokładnie w tej części sieci, w której wystąpiło zwarcie lub uszkodzenie.
- Względna selektywność powoduje zadziałanie również wyłączników w pobliżu usterki, jeśli nie zadziałały zabezpieczenia w tych obszarach.
Główne funkcje
Kluczowe zadania ochrony selektywnej to zapewnienie sprawnego działania systemu elektrycznego i uniknięcie przepalenia mechanizmów w przypadku zagrożenia. Jedynym warunkiem prawidłowego działania tego typu zabezpieczenia jest dopasowanie do siebie jednostek zabezpieczających.
Gdy tylko pojawi się sytuacja awaryjna, uszkodzona sekcja jest natychmiast rozpoznawana przez zabezpieczenie selektywne i wyłączana. Uszkodzone sekcje nadal działają, podczas gdy sekcje odłączone nie są w żaden sposób zakłócane. Selektywność znacznie zmniejsza obciążenie instalacji elektrycznej.
Podstawową zasadą tego typu zabezpieczenia jest wyposażenie wyłączników w prąd znamionowy o wartości niższej niż prąd znamionowy urządzenia wchodzącego. Razem mogą one przekroczyć wartość znamionową wyłącznika grupowego, ale nigdy indywidualnie. Na przykład, jeżeli zainstalowana jest tuleja 50 A, to następny moduł nie może mieć wartości znamionowej wyższej niż 40 A. Jednostka znajdująca się najbliżej miejsca zdarzenia zawsze zadziała jako pierwsza.
UWAGA! Wybór wyłączników, w tym wyłączników z selektywnością bezwzględną, zależy od ich parametrów znamionowych i charakterystyki wyzwalania, które są oznaczone literami B, C i D. Często do ochrony instalacji elektrycznej służą różne typy wyłączników, bezpieczników i topików, RCDS ..
W związku z tym główne funkcje systemu ochrony selektywnej to
- Zapewnienie bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych i pracowników;
- szybka identyfikacja i odłączenie części instalacji elektrycznej, w której wystąpiła usterka (bez przerywania pracy obszarów roboczych);
- Zmniejszenie negatywnego wpływu na części robocze sprzętu elektrycznego;
- Zmniejszenie obciążenia mechanizmów komponentów, zapobieganie awariom w uszkodzonym obszarze;
- gwarantując ciągłość pracy i stały, wysoki poziom zasilania.
- Wspomaganie optymalnego działania danej instalacji.
Rodzaje ochrony selektywnej
Całkowite i częściowe
Zabezpieczenie całkowite jest przeznaczone do łączenia urządzeń w szereg. W przypadku wystąpienia usterki jak najszybciej zadziała urządzenie zabezpieczające znajdujące się najbliżej punktu awarii. Ochrona selektywna częściowa jest podobna do ochrony całkowitej, ale jest ograniczona do pewnej wartości prądu.
Selektywność czasowa i czasowa
Selektywność czasowa polega na tym, że urządzenia połączone szeregowo mają różne opóźnienia zadziałania (przy wzroście szeregowym od obszaru problemowego do źródła zasilania) przy identycznej charakterystyce prądowej. Zabezpieczenie czasowe jest stosowane po to, aby w razie awarii wyłączniki mogły się wzajemnie uzupełniać. Na przykład pierwsze urządzenie musi zadziałać po 0,1 sekundy, jeśli jest uszkodzone, drugie zadziała po 0,5 sekundy, a jeśli to konieczne, trzecie po 1 sekundzie.
Selektywność czasowo-prądowa jest uważana za najbardziej złożoną. Wykorzystuje ona cztery grupy: A, B, C i D. Każda grupa ma własną reakcję na prąd elektryczny i rozłącza się w odpowiednim momencie. Najlepszą ochronę uzyskuje się w grupie A, która jest stosowana głównie w obwodach elektrycznych. Najpopularniejszym typem jest typ C, ale eksperci odradzają ich powszechną i nierozważną instalację.
Selektywność prądu
Ten typ jest podobny do typu tymczasowego, ale różnica polega na tym, że głównym kryterium jest limit prądu. Wartości prądu są ułożone w kolejności malejącej od zasilacza do obiektów obciążenia.
Jeżeli zwarcie wystąpi w pobliżu wyłącznika A, zabezpieczenie krańcowe B nie może zadziałać, a sam wyłącznik musi odłączyć napięcie od urządzenia. Aby selektywność prądu gwarantowała całkowitą selektywność, konieczna jest duża rezystancja między obydwoma wyłącznikami. Uzyskuje się to za pomocą:
- długiej linii energetycznej;
- Wstawianie uzwojenia transformatora;
- Umieszczenie w szczelinie drutu o mniejszym przekroju.
Energetyczny
Schemat ten wykorzystuje szybką selektywność automatycznego przełączania. W tym przypadku prądy zwarciowe (prądy zwarciowe) nie mają możliwości osiągnięcia swoich maksymalnych wartości.
Wyłączniki te działają tylko przez kilka milisekund. Ze względu na dużą dynamikę obciążeń, niezwykle trudno jest dopasować rzeczywiste parametry czasowo-prądowe zabezpieczeń.
Przeciętny użytkownik nie jest w stanie prześledzić charakterystyki tego typu selektywności. Producent jest zobowiązany do podania ich w formie wykresów i tabel.
Selektywność strefowa
Schematy te są często wykorzystywane w zastosowaniach przemysłowych. Jest to nie tylko bardzo skomplikowana, ale i niezwykle kosztowna metoda ochrony. W celu zastosowania selektywności strefowej konieczne jest zakupienie specjalnych urządzeń śledzących.
Wszystkie dane z urządzeń są gromadzone w centrum sterowania. To centrum określa, który wyłącznik ma zostać uruchomiony.
W urządzeniach tych stosowane są elektroniczne moduły zwalniające. Wyłączniki działają w następujący sposób: jeśli wystąpi stan alarmowy, niższe urządzenie wysyła sygnał do wyższego. Jeżeli niższy wyłącznik nie zadziała w ciągu 1 sekundy, może go zastąpić wyższy.
Obliczanie selektywności wyłącznika
Urządzenia zabezpieczające w większości przypadków nie są sprytnymi urządzeniami, lecz standardowymi i dobrze znanymi wyłącznikami. Aby zapewnić prawidłową selektywność, należy po prostu wybrać odpowiednie ustawienia parametrów. Działanie takich jednostek opiera się na następującym warunku:
Ic.o.last ≥ Kno.last * I k.pre, gdzie:
- Ic.o.last to prąd, przy którym zaczyna działać zabezpieczenie;
- I k.pred. - prąd zwarciowy na końcu strefy ochronnej;
- Kn.o. - współczynnik niezawodności, który zależy od wielu ustawień.
Do obliczenia selektywności dla urządzeń sterowanych czasowo można wykorzystać następujący schemat:
tc.o.last ≥ tc.pre.+ ∆t, gdzie:
- tc.o.last i tc.pre. - to przedziały czasowe, w których wyłączniki są wyzwalane w kolejności odpowiadającej odległości od źródła zasilania;
- ∆t to krok czasowy selektywności.
Mapa selektywności
W celu zapewnienia najwyższego możliwego poziomu ochrony wyłącznika, wymagana jest mapa selektywności lub jej wizualne przedstawienie. Mapa jest rodzajem wykresu, który pokazuje wszystkie zestawy aktualnych parametrów w sieci energetycznej.
Aby stworzyć prawidłową mapę selektywności, należy przestrzegać następujących zasad
- Instalacje elektryczne muszą być podłączone do jednego źródła zasilania;
- Należy wybrać odpowiednią skalę, tak aby na mapie można było zlokalizować wszystkie punkty połączeń;
- Oprócz charakterystyki skrzynek bezpiecznikowych należy podać maksymalne i minimalne wartości zwarć w punktach systemu.
Jednostki są odwzorowywane po kolei, co jest określane przez kolejność ich łączenia. Aby poprawnie zbudować schemat, należy użyć osi z wartościami kluczowymi. Prawidłowo odwzorowana mapa jest kluczem do łatwego porównania parametrów urządzeń zabezpieczających i ogólnej selektywności.
OSTRZEŻENIE! Aby przyspieszyć pracę z mapą, warto użyć specjalnego programu. Można je łatwo znaleźć w sieci WWW.
Wniosek
W krajowych sieciach elektroenergetycznych często stosuje się selektywność prądową lub czasową. Najlepszym sposobem jest zainstalowanie wyłączników RCD w szeregu. Instalacja RCDGdy jest jeden wspólny wyłącznik, a kilka innych jest umieszczonych na odgałęzieniu. Ochrona selektywna przyczynia się do prawidłowej i bezawaryjnej pracy urządzeń.
Powiązane artykuły:
