Селективность автоматических выключателей что это принцип организации виды

Характеристики автоматов

Приложение А(справочное)

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

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

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

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

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

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

Автоматический выключатель (АВ, автомат) — устройство, отключающее участок электрической цепи при возникновении в ней проблем (короткого замыкания, перегрузки и так далее). Автомат реагирует на превышение величины  тока выше допустимого параметра, разрывает участок и защищает электрооборудование от повреждения и возможного возгорания.

Селективность автоматических выключателей

Любое устройство, реагирующее на повышенные токи и работающее по принципу МТЗ, выполняет несколько функций:

  1. Быстрый разрыв поврежденной цепи для защиты от распространения повреждения.
  2. Селективная работа и надежность. Здесь подразумевается определение завышенного тока и его безошибочное отключение автоматом, ближе всего находящимся к месту повреждения.
  • Ток перегрузки — возникает при одновременном включении большой нагрузки или при выходе из строя одного из подключенных устройств.
  • Ток КЗ — процесс, который имеет место при непосредственном касании фазы и нуля, без наличия какой-либо нагрузки.

В теории для каждого их токов может быть вычислено индивидуальное время отключения, имеющее разную величину (от 1-2 секунд до 10-15 минут и более). С другой стороны, ложная работа должна быть исключена. Если протекающий в цепи ток не несет риска для проводников и электроприборов, то в его отключении нет необходимости.

Это значит, что при установке тока перегрузки должна быть учтена реальная нагрузка защищаемой цепи. Не менее важный момент — проверка защиты перед подключением на факт точного определения тока и времени срабатывания.

Автоматические выключатели имеют три типа расцепителей:

  1.  Механический — подразумевает ручное отключение и включение устройства.
  2.  Электромагнитный — расцепитель, позволяющий быстро отключать токи КЗ.
  3.  Тепловой — наиболее сложное устройство, обеспечивающее защиту от тока перегруза.

При выборе АВ уделяется внимание двум показателям — параметрам соленоида и теплового расцепителя. Определяются они по буквенному обозначению, нанесенному на автомате. Маркировка выполнена в виде латинской буквы, прописанной перед цифрой, отражающей номинальный ток устройства.

По упомянутой выше цифре можно определить:

  1. Параметры соленоида, встроенного в АВ, то есть на какие  токи будет реагировать устройство.
  2.  Параметры теплового элемента — биметаллической пластины, которая нагревается при достижении определенного тока, изгибается и разрывает цепочку. Данная защита гарантирует своевременное отключение в случае перегруза. Регулировка тока отключения возможна путем поджатия (ослабления) пластинки.

Ниже рассмотрим характеристики каждого из типов автоматов с позиции основных параметров — назначения, а также зависимости нагрузочного тока и времени отключения цепи при конкретном токе.

Сегодня популярны автоматические выключатели со следующими характеристиками:

  • MA — автомат без теплового расцепителя. Такое устройство будет полезно для защиты от токов КЗ, но при обычной перегрузке (незначительном превышении тока выше номинального значения) отключения не произойдет. К примеру, для защиты электродвигателей больше подойдет МТЗ на базе специальных реле;
  • A — автомат с тепловым расцепителем и соленоидом.  Наименьший ток, при котором устройство сработает — 1.3Iном. Время срабатывания при протекании  такого тока — около 60 минут. При достижении параметра, равного 2Iном и более в работу вступает электромагнитный расцепитель, отсекающий поврежденный участок за 0.05 секунд. Если по какой-то из причин отсечка не работает, отключение все равно произойдет, но уже действием теплового элемента. Срабатывание в таком случае происходит с большей выдержкой — 20-30 секунд. При 3-х кратном токе нагрузки отсечка гарантированно сработает за сотые доли секунды;

Селективность автоматических выключателей что это принцип организации виды

Автоматы A подходят для участков, где кратковременный перегруз в нормальном режиме работы исключен. В качестве примера можно привести схемы с полупроводниковыми элементами, которые бояться даже незначительного превышения тока;

  • B — характеристика, которая схожа с рассмотренной выше характеристикой A. Отличие заключается лишь в токе отключения отсечки (электромагнитного расцепителя). Здесь ток срабатывания не 2Iном, а от 3Iном и более. Время отключения — 0.015 секунд. Время работы теплового элемента при 3-кратной перегрузке — 4-5 секунд. Гарантия отключения автомата — при токе 5Iн (для переменного тока) и при токе 7.5Iном (для постоянного тока).

Сфера применения автоматов с характеристикой B — цепи освещения, а также сети, где перегрузки имеют кратковременный характер или же их нет совсем.

  • C — характеристика автомата, которая пользуется наибольшим спросом в среде электриков. Главное преимущество таких автоматических выключателей — лучшая перегрузочная способность (если сравнивать с характеристиками A и B). Из основных параметров стоит выделить — минимальный ток, при котором срабатывает соленоид — 5Iном. При таком же  токе время срабатывания теплового элемента составляет 1.5 секунды. Гарантированно отсечка работает при следующих параметрах — 10 Iном для переменного и 15 Iном для постоянного тока

Автоматы C — лучший вариант для цепей, имеющих смешанный тип потребителей, и без больших пусковых токов. Вот почему автоматические выключатели с характеристикой C все чаще применяются в быту;

  • D — характеристика, отличающаяся широкими возможностями в плане перегруза. Минимальный предел тока, при котором срабатывает отсечка (ЭМ соленоид) — 10 Iн. При этом же показателе тока расцепитель сработает за 0.4 секунды. Устройство с характеристикой D гарантированно сработает при токе 20 Iном. Данный тип автоматов чаще всего монтируется для защиты электрических двигателей, в момент пуска которых имеют место большие токи;
  •  K — характеристика автомата, особенная широким диапазоном между предельными токами срабатывания отсечки в цепях различных токов (переменного и постоянного). Соленоид АВ с характеристикой K может отключить ток равный 8Iном, а гарантированные токи отключения составляют 12Iном — переменного и 18Iном — для постоянного тока. Работает отсечка через 0.02 секунды. Тепловой элемент отличается высокой чувствительностью и может среагировать на ток, превышающий номинальный показатель на 5%. Благодаря своим характеристикам, автоматы K часто применяются в цепях с потребителями, имеющими индуктивный характер нагрузки;
  •  Z — характеристика автомата, также подразумевающая различия между токами срабатывания отсечки в цепях постоянного и переменного тока. Соленоид срабатывает при токе 2Iном. Гарантированный ток, при котором будет работать соленоид — 3Iном — для переменного и от 4.5Iном — для постоянного тока. Тепловой элемент обладает высокой чувствительностью и срабатывает уже в случае превышения номинального тока на 5%. Используются автоматы с классификацией Z только для питания цепей с электронными устройствами.

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.

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.

селективность по току сробатывания

Подбор автоматических выключателей по времени срабатывания

Часто задача согласованной работы автоматических выключателей со стороны нагрузки и питания во всём диапазоне сверхтоков остаётся нерешённой, что приводит к авариям. «Не так давно в одном крупном банке из-за чайника, случайно включённого в розетку «чистых» сетей 1, и отсутствия полной селективности в распределительных шкафах были обесточены все компьютеры на этаже, что привело к потере полугодового отчёта», — рассказывает Алексей Азаров, начальник отдела электрических сетей и систем компании «ЭкоПрог».

Читать далее:  Пакетный выключатель что это такое и для чего нужен схема подключения

До недавнего времени полную селективность можно было реализовать, установив в качестве вводного устройства в распределительном щите вместо модульного автоматического выключателя аппарат в литом корпусе. Для указанного оборудования возможны такие способы координации рабочих характеристик, как временной, энергетический и зонный2. Но данное решение не всегда целесообразно, так как оно приводит к таким последствиям, как:

  • удорожание проекта;
  • увеличение занимаемых распределительными шкафами площадей – аппараты в литом корпусе и воздушные автоматические выключатели по своим габаритам значительно превосходят модульное оборудование;
  • сложности в установке и эксплуатации (аппараты в литом корпусе оснащаются электронными расцепителями, которые нуждаются в настройке).

«Заменить модульные автоматические выключатели на аппараты защиты другого типа для инженера означает пожертвовать компактностью и единообразием технических решений, а это не всегда возможно, — утверждает Павел Томашёв, инженер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации.

— Специально для того, чтобы решить проблему обеспечения полной координации между модульными аппаратами защиты, наша компания разработала новый селективный автоматический выключатель серии S750DR. Данное устройство – новинка для нашей страны. Оно представляет решение для достижения согласованности рабочих характеристик, при котором невозможно одновременное отключение вышестоящего и нижестоящего аппаратов.

Селективный модульный автоматический выключатель обеспечивает координацию рабочих характеристик аппаратов защиты независимо от напряжения сети. Такой аппарат защиты не требует дополнительного питания для замыкания/размыкания контактов и для выполнения защитной функции, поскольку устройство является электромеханическим.

Рассмотрим схему внутреннего устройства селективного модульного автоматического выключателя, представленную на рис. 1. На иллюстрации видны два токовых пути. Один из них — основной, состоит из тех же элементов, что и в обычном автоматическом выключателе: электромагнитной катушки (мгновенный расцепитель), биметаллической пластины (расцепитель перегрузки) и блока основных контактов.

Ознакомимся с принципом действия селективного модульного автоматического выключателя на практике. В системе, где в качестве вводного устройства используется селективный модульный автоматический выключатель, а в качестве нижестоящего аппарата – обычный автомат, короткое замыкание может произойти в линии нагрузки или между вводным и отходящим устройствами.

1. Короткое замыкание в линии нагрузки

В момент аварии сработают расцепители аппарата со стороны нагрузки и основного токового пути автоматического выключателя со стороны питания. Однако при этом ток продолжит протекать по дополнительному контуру вводного устройства. Так как аппарат со стороны нагрузки сработал (например, время срабатывания автомата S200 от АББ около 5-8 мс) и отключил повреждённый участок цепи, пружина снова замкнёт блок контактов в основном пути селективного автоматического выключателя. Таким образом, обеспечивается непрерывное протекание тока и бесперебойность питания нагрузок.

2. Короткое замыкание между вводным и отходящим аппаратами защиты

В момент аварии так же, как и в предыдущем варианте, размыкаются контакты селективного аппарата. Далее, поскольку авария не устранена, селективный биметалл с небольшой задержкой по времени размыкает контакты в дополнительном токовом пути и блокирует пружину. Разомкнутыми остаются и основной, и вторичный контур, что и обеспечивает защиту от к.з.

Виды селективности

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.

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.

  • Ток перегруза — параметр, который незначительно отличается от номинального тока. Он может иметь кратковременный характер, поэтому в мгновенном отключении нетнужды — процесс происходит с задержкой. Для каждой цепи может устанавливаться свой допустимый параметр перегрузки (иногда их несколько).
  • Ток КЗ — параметр, который в десятки, а то и в сотни раз превышает номинальный ток. Как следствие, расцепитель автомата быстро диагностирует КЗ и производит отключение. Важный момент — время отключение, которое должно быть минимальным (как правило, оно исчисляются долями секунд). Чем быстрей отключится поврежденный участок, тем ниже риски повреждения проводов и электроприемников.

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.

Таблица селективности

Защита автоматических выключателей исправно работает обычно при маленьких перегрузках. При коротком замыкании сформировать селективность намного тяжелей. Для таких целей существует таблица селективности, которая позволяет генерировать связки с избирательностью вступления в действие. Один расчёт предназначен для одного вида аппарата. Ниже представлен пример такой таблицы, который также можно найти на интернет-сайтах производителей автоматов.

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.

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).

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.

Селективность автоматических выключателей что это принцип организации виды

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.

Приложение А (справочное). Примеры селективности между аппаратами защиты от сверхтоков, примеры градации селективности применительно к автоматическим выключателям

Требования к РЗСТ содержатся в стандартах серии IEC 60255.Надежный источник питания снабжает энергией РЗСТ, трансформаторы тока контролируют ток в цепи системы. Выход реле обеспечивает ввод в электрическую систему расцепления неавтоматического коммутационного устройства. Например, управление независимым расцепителем неавтоматического выключателя.

Номинальный кратковременно допустимый ток () автоматического выключателя должен быть равен или превышать ожидаемый ток в точке установки при соответствующей нормированной уставке по времени РЗСТ. Установленная характеристика перегрузки РЗСТ должна быть сопоставима с работоспособностью автоматического выключателя.

Читать далее:  Номиналы автоматических выключателей по току

Селективность в электрике

РЗСТ, объединенное с коммутационным устройством, может быть использовано в качестве альтернативы автоматическому выключателю со встроенным защитным реле. Как правило, РЗСТ устанавливают на вводе источника питания в электроустановку, например вводные распределительные панели среднего и низкого напряжения (см. рисунок 11).

1 — автоматический выключатель среднего напряжения и Тх; 2 — главный автоматический выключатель низкого напряжения; 3 — фидерные автоматические выключатели низкого напряжения; 4, 5 и 6 — реле защиты от сверхтоков (РЗСТ); 7 — распределительная сеть низкого напряжения

Рисунок 11 — Схематическая диаграмма главной распределительной системы с защитой посредством реле защиты от сверхтоков (РЗСТ)

Системный разработчик может выбрать назначения РЗСТ для обеспечения защиты, чувствительности, селективности и коммуникаций, необходимых в силовой системе питания.Изготовители РЗСТ предоставляют подробные инструкции по применению с рекомендациями по применению в измерительной цепи трансформаторов тока и их местоположению в системе.

Селективность между РЗСТ, включенными последовательно, и между РЗСТ и другими устройствами защиты от сверхтоков достигается посредством программируемых время-токовых характеристик устройства таким же способом, что и для автоматических выключателей (см. 5.1).Примечание — Полное время срабатывания автоматического выключателя, объединенного с РЗСТ, должно учитывать также и время срабатывания РЗСТ при установлении селективности с другими устройствами согласно 5.1.

Селективность — это свойства автоматической защиты работать поочередно. Представьте длинную линию электропередач, в случае аварийной ситуации, короткого замыкания например, первым должен сработать самый близкий к месту аварии аппарат защиты. На примере квартиры это выглядит следующим образом. Вы засунули два гвоздя в розетку и сверху накинули третий — происходит К.З.

Некоторые электрики, для обеспечения селективности, рекомендуют ставить автоматы с характеристикой «В». Их ход мысли следующий, если поместить на одну линию два автомата с разными характеристиками «С» и «В», но одинакого номинала, например 16А, то по логике вещей первый должен отключиться автомат «B». На практике это не совсем так.

Принцип работы автоматических выключателей

Для начала сравним цены на автоматы с разными характеристиками:

  • Выключатель автоматический однополюсный 16А C ВА47-29 4.5кА 103 рубля
  • Выключатель автоматический однополюсный 16А В ВА47-29 4.5кА 108 рублей

разница в стоимости не сильно заметна, возьмем что то поприличнее:

  • Выключатель автоматический однополюсный 16А С S201 6кА (S201 C16) 314 рублей
  • Выключатель автоматический однополюсный 16А В S201 6кА (S201 B16) 373 рублей

разница уже существеннее и чем дороже модульное оборудование, тем заметнее становится разница. Это связано с количеством выпускаемой продукции. Посмотрите выше по тексту, я приводил типичное использование для характеристики «С» — смешанная бытовая нагрузка. Именно поэтому автоматов «С» производиться в разы больше чем остальных характеристик, что и влияет на конечную цену.

Введение

В стандартах на низковольтную коммутационную и защитную аппаратуру IEC 60947, IEC 60297, IEC 60898-1 и IEC 61009-1 приведены характеристики для защиты от сверхтоков, термины и определения, относящиеся к способности аппаратов коммутировать токи ниже уровня максимальной коммутационной способности.На практике, при последовательной установке аппаратов в одной цепи принимается во внимание зависимость между их характеристиками для достижения оптимального подбора аппарата с учетом случая коммутации тока короткого замыкания другим аппаратом.

Способность аппаратов, стоящих в одной цепи к селективности в зоне сверхтоков, позволяет проектировщику избегать отключений от источника питания цепей, критичных к обеспечению непрерывности питания. Это также обеспечивает более высокую устойчивость оборудования и систем, что позволяет не прибегать к сложным инженерным решениям и снизить затраты.

Селективность посредством определенного ряда токов повреждения вплоть до токов выше, чем ожидаемый повреждающий ток в точке установки, не всегда возможна или необходима. Более экономичное решение может быть основано во многих случаях на установлении предела селективности с учетом принятия допущения низкой вероятности возникновения большого повреждающего тока короткого замыкания.

Если коммутационные защитные аппараты применяются в качестве резервной защиты нижестоящего оборудования, руководство по их применению приведено в IEC/TR 61912-1.Настоящий стандарт может быть использован при разработке стандартов на конкретные виды комплектных устройств распределения и защиты, в которых излагаются требования по установлению селективности отключения аппаратов в зоне токов перегрузки и короткого замыкания и приводятся соответствующие характеристики, которые могут возникнуть при нормальном или аномальном применении.

Что такое селективность в области электрики?

Селективность или избирательность – особенность релейной защиты, которая определяется умением находить неисправный элемент всей электрической системы и выключать именно его. Защита может быть двух видов: абсолютная и относительная, в зависимости от отключения участков. В первом случае более точно срабатывают предохранители на том участке, где произошло замыкание или поломка. Второй тип селективности заставляет отключаться автоматы, которые находятся выше, если защита других не вступила в действие по каким-либо причинам.

— IEC 60255-3, IEC 60255-6, IEC 60255-8, IEC 60255-12;- IEC 60269-1, IEC 60269-2, IEC 60269-3, IEC 60269-4;- IEC 60898-1;- серия стандартов IEC 60947;- IEC 61008-1;- IEC 61009-1.Настоящий стандарт не рассматривает другие виды защиты, такие как защита от реверсивного включения, непосредственная защита и зонная защита.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы следующие нормативные ссылки*. Если нормативные ссылки датированы, то должно применяться только указанное издание. Для недатированных ссылок применяется последнее издание с учетом применения имеющихся изменений._______________* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке.

— Примечание изготовителя базы данных.IEC 60255 (все части) Measuring relays and protection equipment (Реле электрические)IEC 60269-1 Low-voltage fuses — Part 1: General requirements (Предохранители плавкие низковольтные. Часть 1. Общие требования)IEC 60269-2 Low-voltage fuses — Part 3: Supplementary requirements for fuses for use by skilled persons (fuses mainly for industrial) — Examples of standardized systems of fuses A to J (Предохранители плавкие низковольтные. Часть 2.

Дополнительные требования к плавким предохранителям, используемым квалифицированным персоналом (главным образом, промышленного назначения). Примеры стандартизированных систем плавких предохранителей от А до J)IEC 60269-3 Low-voltage fuses — Part 3: Supplementary requirements for fuses for use by unskilled persons (fuses mainly for household or similar applications) — Examples of standardized systems of fuses A to F (Предохранители плавкие низковольтные. Часть 3.

Дополнительные требования к плавким предохранителям, используемым неквалифицированным персоналом (главным образом, бытового и аналогичного назначения). Примеры стандартизированных систем плавких предохранителей от А до F)IEC 60269-4 Low-voltage fuses — Part 4: Supplementary requirements for fuse-links for the protection of semiconductor devices (Предохранители плавкие низковольтные. Часть 4.

Дополнительные требования к плавким вставкам для защиты полупроводниковых устройств)IEC 60898-1 Electrical accessories — Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations — Part 1: Circuit-breakers for a. с operation (Аппаратура малогабаритная. Выключатели автоматические для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1.

Contactors and motor-starters — AC semiconductor motor controllers and starters (Низковольтная коммутационная аппаратура и аппаратура управления. Часть 4-2. Полупроводниковые контакторы и пускатели переменного тока)IEC 60947-6-2 Low-voltage switchgear and controlgear — Part 6-2: Multiple function equipment — Control and protective switching devices (or equipment) (CPS) (Низковольтная коммутационная аппаратура и аппаратура управления. Часть 6.

Оборудование многофункциональное. Раздел 2. Коммутационные устройства управления и защиты (для оборудования) (КУУЗ))IEC 61008-1 Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs) — Part 1: General rules (Выключатели автоматические управляемые дифференциальным (остаточным) током без встроенной защиты от сверхтоков (ВДТ) бытового и аналогичного назначения. Часть 1.

Общие требования)IEC 61009-1 Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs) — Part 1: General rules (Выключатели автоматические управляемые дифференциальным (остаточным) током со встроенной защитой от сверхтоков (АВДТ) бытового и аналогичного назначения. Часть 1.

3 Термины, определения и условные сокращения

3.1 Алфавитный перечень определений и характеристик

В

Вышестоящий аппарат

3.2.7

З

Зона сверхтока (перегрузки)

3.2.9

Зона тока повреждения

3.2.10

И

Избирательность при сверхтоках

3.2.2

К

Координация коммутационных аппаратов защиты

3.2.1

Н

Нижестоящий аппарат

3.2.8

П

Предельный ток селективности

3.2.4

С

Селективность защиты

3.2.3

У

Устройства защиты от сверхтоков (УТЗ)

3.2.5

3.2 Термины и определения

3.2.1 координация коммутационных аппаратов защиты (coordination of overcurrent protective devices): Координация двух или более коммутационных аппаратов защиты включенных в цепь последовательно обеспечивающих селективность и/или резервную защиту.Примечание — Настоящий стандарт рассматривает селективность. Руководство по резервной защите дано в IEC/TR 61912-1.

3.2.2 избирательность при сверхтоках (overcurrent discrimination): Координация защитных характеристик двух или более коммутационных аппаратов защиты, означающая, что в случае сверхтока в установленных пределах аппарат предназначен отключать при указанном пределе, в то время как другой не отключает цепь.

3.2.3 селективность защиты (selectivity of protection): Способность защиты определить неисправность на участке и/или фазе(ах) силовой системы.[МЭС 448-11-06] [2]Примечание — Термины «селективность» и «избирательность» применительно к определениям в настоящем стандарте являются синонимами, в стандарте предпочтительно применен термин «селективность» в отношении срабатывания одного последовательно включенного защитного аппарата и не срабатывания другого аппарата, имеющего более высокий уровень порога срабатывания. Также рассматривается эффект селективности постоянной нагрузки в зоне сверхтоков.

3.2.4 предельный ток селективности (selectivity limit current): Координата(ы) точки пересечения между максимальной время-токовой характеристикой нижестоящего коммутационного аппарата защиты и преддуговой характеристикой (для предохранителя) или время-токовой характеристикой (для автоматического выключателя) вышестоящего коммутационного аппарата защиты.[МЭС 442-05-60, модифицирован] [3]

Примечание 1 — В случае комбинации автоматических выключателей без заданной выдержки времени срабатывания в зоне короткого замыкания, селективность ограниченная током не является простой функцией времени и должна устанавливаться результатами испытаний.Примечание 2 — В случае комбинации предохранителей селективность в зоне токов короткого замыкания является функцией пропускаемой энергии .

Читать далее:  Фен для сварки линолеума набор оснастки и методы использования

3.2.5 устройства защиты от сверхтоков (УТЗ) (overcurrent protective devices (OSPD)): Аппараты, предназначенные для прерывания электрической цепи в случае, если ток в цепи превышает установленные значения в течение определенной длительности.[МЭС 826-14-14, модифицирован] [4]Примечание — Термин «устройства защиты от сверхтоков» включает реле защиты от сверхтоков в комбинации с коммутационными аппаратами.

3.2.6 резервная защита (back-up-protection): Координация по сверхтокам двух устройств защиты от сверхтока, соединенных последовательно, когда защитное устройство, расположенное, как правило, но не обязательно, на входной стороне, осуществляет защиту от сверхтока с помощью или без помощи второго защитного устройства и предохраняет последнее от чрезмерной нагрузки.Примечание — Когда ссылаются на обычную комбинацию аппаратов, резервная защита иногда обозначается как «последовательный уровень».

3.2.7 вышестоящий аппарат (upstream devices (UD)): В плане селективности между двумя УТЗ, аппарат, установленный в цепи ближе к источнику питания.

3.2.8 нижестоящий аппарат (downstream devices (DD)): В плане селективности между двумя УТЗ, аппарат, установленный в цепи за вышестоящим аппаратом, на стороне нагрузки.

— в случае автоматического выключателя, это точка, где характеристика срабатывания меняется на обратную зависимость от времени, при значении времени срабатывания менее 0,2 с. Обычно это является зона с нагрузкой в районе десятикратного значения от полного номинального тока определяемого уставкой;- для автоматических выключателей соответствующих IEC 60898-1 это точка на характеристике, установленная значением тока в таблице 7 IEC 60898-1 и определяемая тремя типами характеристик — В, С и D;

— в случае предохранителей зона сверхтока может быть определена значениями сверхтока при времени отключения более чем 0,1 с, обычно это значение ниже десяти-двадцатикратного значения номинального тока.Примечание 3 — В случае цепи, питающей индивидуальный двигатель, зона сверхтока ограничивается током остановки двигателя (заторможенного ротора), обычно это шести-пятнадцатикратное значение номинального тока полной нагрузки двигателя (), встречаются и более высокие значения.

Таблица селективности

3.2.10 зона тока повреждения (fault current zone (of overcurrent)): Значения тока, превышающие токи зоны сверхтока (перегрузки) вследствие повреждения цепи.Примечание 1 — Срабатывание (отключение) УТЗ при токах зоны повреждения носит обычно ступенчатый (мгновенный) характер и длится несколько миллисекунд, ниже значения времени установленного для функции мгновенного срабатывания.

Время-токовая характеристика для времени менее 50 мс полностью не приводится. В этом случае должны учитываться характеристики ограничения тока и/или пропускаемой энергии.Примечание 2 — В случае предохранителей зона токов повреждения может характеризоваться значениями тока при времени отключения цепи менее чем 0,1 с.

Из время-токовой характеристики предохранителей применяется значение преддугового времени, т.е. времени после которого предохранитель отключает цепь. Для источника переменного тока при преддуговом времени более 0,1 с, время горения дуги предохранителя не является важным. Тем не менее при преддуговом времени менее 0,1 с, время горения дуги составляет важную составляющую в общем времени отключения и, следовательно, время-токовая характеристика далее не учитывается и должно применяться значение .Примечание 3 — Зона тока повреждения определяется также как зона короткого замыкания.

3.3 Условные сокращения в международных стандартахАСВ — воздушный автоматический выключатель (без корпуса)СВ — автоматический выключатель (ВА) согласно IEC 60947-2 (включая АСВ, МССВ и ICB)CBR — автоматический выключатель дифференциального тока согласно IEC 60947-2, приложение ВCPS — коммутационное устройство управления и защиты (КУУЗ) согласно IEC 60947-6-2

DD — вышестоящий аппарат

FU — предохранительICB — автоматический выключатель мгновенного действия (АВМ) согласно IEC 60947-2, приложение О — номинальная наибольшая отключающая способность автоматического выключателя МСВ — номинальная предельная наибольшая отключающая способность автоматического выключателя СВ — ожидаемый (возможный) ток короткого замыкания — селективно ограниченный ток (ток селективности)МСВ — автоматический выключатель для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения согласно IEC 60898-1МССВ — автоматические выключатели в корпусе согласно IEC 60947-2MOR — реле защиты электродвигателя (РТ)MRCD — модульное устройство дифференциального тока согласно IEC 60947-2, приложение М

MV — среднее напряжениеOCPD — устройство защиты от сверхтоков (УТЗ)OCR — реле защиты от перегрузки согласно IEC 60255RCBO — автоматический выключатель дифференциального тока со встроенной защитой от сверхтоков (АВДТ) согласно IEC 61009-1RCD — устройство защитного отключения (УЗО) согласно IEC 61008-1, IEC 61009-1 и IEC 60947-2SCPD — устройство защиты от короткого замыкания (УЗКЗ) — время выдержки (задержки)Тх — трансформатор

UD — нижестоящий аппаратZCI — зона селективности блокировки

Настоящий раздел посвящен методам определения селективности между двумя устройствами защиты от сверхтоков (УТЗ) (OSPD), включенных последовательно в одной из точек системы. В соответствии с этой методологией полная координация требует наличия стадии изучения установки всех типов устройств защиты от сверхтоков в цепи, от ввода источника питания до нагрузки.

При установлении предельного тока селективности следует учитывать допуски на рабочие характеристики. На представленных ниже графиках, характеристики для упрощения приведены без зоны допусков. При применении приведенных изготовителями характеристик кривая максимальных времен время-токовых характеристик должна использоваться для вышестоящего устройства (DD), а кривая минимальных времен соответственно для нижестоящего устройства (UD).

Примечание — Для большей точности должны приниматься во внимание рабочие температуры устройств защиты от сверхтоков теплового действия для учета их характеристик с холодного и нагретого состояния. На практике это подразумевает сравнивание двух кривых с холодного состояния или двух кривых с нагретого состояния для достижения соответствия во всех имеющихся случаях.

Защитные характеристики от сверхтоков автоматических выключателей различных типов (МСВ, МССВ, АСВ) обеспечиваются следующим:- встроенными в выключатели тепловыми и электромагнитными расцепителями или электронными расцепителями (только у МССВ и АСВ);- встроенными во внешние модули реле защиты от сверхтоков в комбинации с МССВ или АСВ.

5.1.1 Селективность между автоматическими выключателямиМетоды установления селективности между автоматическими выключателями даны в 5.1.1.1 для зоны сверхтоков и в 5.1.1.2 для зоны токов повреждения (короткого замыкания).

4 Обзор требований к селективности

В таблице 1 представлены варианты применения устройств защиты от сверхтоков, указано применение каждого типа устройства для селективности и даны соответствующие ссылки на пункты стандарта.Таблица 1 — Типы селективности и ссылки на соответствующие пункты стандарта

Вышестоящий аппарат (UD)

Нижестоящий аппарат (DD)

СВ/МСВ

FU

CPS

MOR

RCD

СВ/МСВ

5.1.1

5.1.2

5.1.3

5.1.4

FU

5.2.1

5.2.2

5.2.3

5.2.4

RCD

6.2

Если устройство защиты от сверхтоков снабжено расцепителем защиты от понижения напряжения с катушкой включенной на линейное напряжение, селективность может быть нарушена его срабатыванием от снижения напряжения при коротком замыкании при использовании его в качестве вышестоящего аппарата.Для улучшения селективности различного рода реле защиты от пониженного напряжения должны иметь выдержку времени срабатывания.

Указанные виды аппаратов не описываются одним стандартом, но комбинация их защитных характеристик суммируется требованиями IEC 60947-2 на автоматические выключатели и требованиями IEC 60947-4-1 на реле защиты двигателей от сверхтоков. Для целей селективности вышестоящий аппарат должен иметь характеристики автоматического выключателя.

6 Устройства защитного отключения (УЗО)

6.1 Общие положения

Специфические требования к изделиям содержат стандарты IEC 61008-1, IEC 61009-1, IEC 60947-2 (приложения В и М).Настоящий стандарт соответствует требованиям, содержащимся в IEC/TR 62350 [6].Функция дифференциального тока в УЗО выполняется только как защита от токов утечки на землю.Термин «дифференциальный ток» указывает на то, что УЗО обнаруживает любую разницу (дифференциал) токов между фазой и нейтралью в однофазной цепи;

баланс или разница — это ток на землю. В трехфазной цепи УЗО обнаруживает результирующий ток от векторной суммы токов в главных полюсах. В обоих случаях такие условия могут создаться, только если ток вернется со стороны нагрузки УЗО через землю к источнику питания.Примечание — УЗО можно также рассматривать в качестве устройства тока утечки на землю.

Функция дифференциального тока в системе может существовать комплексно с функцией защиты от сверхтока/тока повреждения в одном и том же или отдельных устройствах.В системе TN-S или в системе IT (при вторичном повреждении и взаимном соединении с РЕ — проводником) пробой изоляции может вызвать высокие токи, ток повреждения будет обнаружен как УЗО, так и системой защиты от сверхтока.

В таком случае вопрос координации подлежит изучению с точки зрения учета характеристик обоих устройств, вовлеченных в процесс, а также необходимости в резервной защите.Для УЗО установлен номинальный ток главной цепи () и номинальный отключающий дифференциальный ток (). Номинальный отключающий дифференциальный ток () может быть фиксированным или регулируемым, мгновенным или с выдержкой времени.

Различают дифференциальные токи двух уровней:- ток утечки на землю, определяемый как ток, протекающий на землю в отсутствие повреждения. Значения такого тока могут быть порядка нескольких миллиампер;- ток повреждения на землю, определяемый как ток, протекающий на землю в случае повреждения, т.е. пробоя изоляции между токоведущим проводником и землей.

6.2.1 Селективность между двумя УЗО в случае тока утечки на землюМгновенно срабатывающие УЗО (без выдержки времени), включенные последовательно, обладают ограниченной селективностью, так как любой ток утечки св. вышестоящего УЗО может вызвать срабатывание обоих УЗО. Поэтому вышестоящее УЗО должно быть с выдержкой времени (например, типа S), чтобы селективность выполнялась (см. рисунок 9).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ManRem
Adblock
detector