Što je selektivnost automatskih prekidača + principi izračuna selektivnosti

Izborivost ili selektivnost automatskih prekidača ključni je trenutak u osiguravanju pouzdanog rada električnog kruga. Ova funkcija pridonosi sprječavanju hitnih situacija, podiže sigurnost na višu razinu.

U slučaju preopterećenja linije, kratkog spoja uključuje se zaštita samo oštećene linije, dok ostatak električne instalacije ostaje u radnom stanju. Zašto se to događa detaljno ćemo analizirati u ovom članku, razmotriti glavne zadatke selektivne zaštite, sheme povezivanja i njihove značajke.

Također ćemo posvetiti pažnju proračunu selektivnosti i pravilima izrade karte, opskrbljujući materijal jasnim shemama, tablicama i fotografijama. I dopunit ćemo članak detaljnim objašnjenjima u videozapisima.

Značenje i glavni zadaci selektivne zaštite

Sigurna eksploatacija i stabilan rad električnih instalacija — to su zadaci koji su povjereni selektivnoj zaštiti. Ona trenutačno izračunava i odsijeca oštećeno područje bez prekidanja napajanja ispravnih dijelova. Selektivnost smanjuje opterećenja na instalaciju, umanjuje posljedice kratkog spoja.

Pri podešenom radu automatskih prekidača maksimalno se zadovoljavaju zahtjevi u pogledu osiguravanja neprekidnog napajanja električnom energijom i, kao posljedica, tehnološkog procesa.

Kada automatska oprema koja vrši rasklapanje uslijed kratkog spoja bude neispravna, zahvaljujući selektivnosti potrošači će dobiti normalno napajanje.

Pravilo koje tvrdi da je veličina struje koja prolazi kroz sve razvodne prekidače postavljene iza ulaznog prekidača manja od označene struje potonjeg, temelj je selektivne zaštite.

U zbroju ove nazivne vrijednosti mogu biti i veće, ali svaki pojedinačni mora biti barem za jedan korak niži od ulaznog. Tako, ako je na ulazu postavljen prekidač od 50 ampera, tada se sljedeći iza njega postavlja prekidač s nazivnom strujom od 40 A.

Automatski prekidač sastoji se od sljedećih elemenata: poluge (1), vijčanih stezaljki (2), pomičnog i nepomičnog kontakta (3, 4), bimetalne ploče (5), regulacijskog vijka (6), solenoida (7), lučne rešetke (8), zasuna (9)

Pomoću poluge se uključuje i isključuje dovod struje na stezaljke. Na stezaljke se dovode i učvršćuju kontakti. Pomični kontakt s oprugom služi za brzo otvaranje, a veza kruga s njim ostvarena je preko nepomičnog kontakta.

Okidanje, u slučaju prekoračenja struje iznad njezine granične vrijednosti, događa se zbog zagrijavanja i savijanja bimetalne ploče, kao i solenoida.

Struje okidanja podešavaju se pomoću regulacijskog vijka. Radi sprječavanja pojave električnog luka tijekom razmicanja kontakata, u krug je uveden element poput lučne rešetke. Za učvršćivanje kućišta prekidača postoji zasun.

Selektivnost, kao značajka relejne zaštite, jest sposobnost otkrivanja neispravnog čvora sustava i njegovog odvajanja od radnog dijela elektroenergetskog sustava (EES).

Ovdje je prikazana shema razvodne ploče, koja jasno pokazuje kako se raspoređuje opterećenje po stanu. Prije ugradnje prekidača potrebno je izračunati ukupnu snagu opreme koja će biti priključena na njega.

Selektivnost prekidača jest njihovo svojstvo da rade naizmjenično. Ako je ovaj princip narušen, zagrijavat će se i automatski prekidači i električna instalacija.

Kao rezultat može doći do kratkog spoja (KZ) na liniji, pregorenja osiguračkih kontakata i izolacije. Sve to dovest će do kvara električnih uređaja i požara.

Pretpostavimo da je na dugom dalekovodu nastala hitna situacija. Prema glavnom pravilu selektivnosti, prvi se aktivira prekidač najbliži mjestu kvara.

Ako u običnom stanu u utičnici dođe do kratkog spoja, na razvodnoj ploči trebala bi se aktivirati zaštita linije čiji je dio ta utičnica. Ako se to ne dogodi, na red dolazi automatski prekidač na ploči, a tek nakon njega – ulazni prekidač.

Apsolutna i relativna selektivnost zaštite

Pojam selektivnosti definiran je GOST-om IEC 60947-1-2014. Razlikuju se dvije vrste selektivnosti – apsolutna i relativna. Ako je rad zaštite koordiniran na način da se aktivira isključivo unutar zaštićene zone, to ukazuje na njezinu apsolutnu selektivnost.

U tim okolnostima maksimalna struja selektivnosti postaje jednaka maksimalnoj prekidnoj moći niže smještenog prekidača.

Aktivacija u obliku rezervne, kada nije došlo do isključenja na problematičnom dijelu, naziva se relativno selektivnom zaštitom. Pritom dolazi do isključenja više smještenih prekidača.

U slučaju prekoračenja zadane vrijednosti struje automatskog prekidača, tj. pri odsutnosti velikih preopterećenja, selektivna zaštita djeluje gotovo besprijekorno. Puno je teže to postići kod kratkih spojeva.

Podaci o proizvedenim uređajima poduzeća postavljaju se na kućište uređaja i na njihove web stranice. Važno je pravilno čitati oznake automata – sklopovi prekidača formiraju se samo prema tablicama jednog određenog proizvođača. Treba uzeti u obzir da skupine izgrađene prema relativnom načelu imaju velik broj funkcija.

Zadatak olakšavaju tablice selektivnosti koje proizvođači prilažu svojim proizvodima. Primjenjujući ih, stvaraju se skupine sa selektivnošću aktiviranja.

Slovo «T» u tablici označava potpunu selektivnost para uređaja, a broj djelomičnu. Kada je očekivana granična vrijednost struje kratkog spoja manja od broja navedenog u tablici, selektivnost će biti osigurana.

Kako bi se provjerila selektivnost između višeg i nižeg automata, pronalazi se presjek vertikale i horizontale. Osiguranje selektivnosti vrlo je važan zadatak pri napajanju potrošača koji pripadaju posebnoj kategoriji.

U njezinom odsustvu može doći do zaustavljanja proizvodnog procesa, oštećenja vodova, isključenja sustava klimatizacije, odvoda dima i drugih.

Vrste selektivnih shema povezivanja

Osim apsolutne i relativne selektivnosti postoji još 7 vrsta selektivne zaštite:

• zonska;
• vremensko-strujna;
• energetska;
• vremenska;
• potpuna;
• djelomična;
• strujna.

Za osiguranje potrebne selektivnosti automatske zaštite električne mreže s automatskim prekidačima koriste se različite metode. No u svakom slučaju važno je pravilno instalirati prekidač, slijedeći odabranu shemu i pravila montaže.

Vrsta #1 — potpuna i djelomična zaštita

Potpuna zaštita označava da ako je par automata spojen u seriju, pojava nadstruja uzrokuje isključenje onog koji se nalazi blizu zone kvara.

Djelomična zaštita djeluje po istom principu kao i potpuna, ali tek nakon što struja dosegne utvrđenu graničnu vrijednost.

Selektivnost isključivanja koju osiguravaju automati (A i B) sastoji se u tome da će kratki spoj, gdje god u električnoj instalaciji nastao, biti prekinut najbližim prekidačem koji se nalazi iznad te točke. Preostali uređaji neće se isključiti.

Ako je selektivnost osigurana do manje vrijednosti struje dvaju automatskih prekidača, postoji razlog govoriti o potpunoj selektivnosti između njih. U tom će slučaju granična vrijednost pretpostavljene struje kratkog spoja instalacije u bilo kojim okolnostima biti jednaka ili manja od vrijednosti struje dvaju automatskih prekidača.

Vrsta #2 — strujni tip selektivnosti

Kod strujne selektivnosti glavni pokazatelj je granična strujna vrijednost. Vrijednosti se poredaju od objekta do ulaza uzlaznim redoslijedom. Djelovanje ove selektivnosti zaštita temelji se na istoj osnovi kao i vremenska selektivnost.

Razlika je samo u tome što se odgoda postavlja prema vrijednosti struje — približavanjem točke kratkog spoja (KZ) ulazu, rastu očitanja struje KZ. Vremenski pokazatelj isključenja može biti isti.

Oštećenu zonu zbog KZ određuju putem podešavanja različitih vrijednost struje. Potpuna selekivnost može biti samo u uvjetima gdje je struja KZ niska, a u razmaku između dva prekidača posotji oprema koja se odlikuje znatnim elektrčnim otporm. U takvom slučaju struje KZ če se značajno razlikovati.

Ova vrsta selektivnosti primjenjuje se uglavnom u krajnjim razvodnim pločama. Ovdje se kombinira nazivna struja male vrijednosti i struja KZ s velikim ukupnim otporom spojnih kabela.

Ova inačica selektivnosti je ekonomična, jednostavna i djeluje trenutno. Ipak, često navedena selektivnost može biti djelomična jer je najveća struja u pravilu mala.

Na fotografiji je strujna selektivnost s primjenom automatskih prekidača (AP). Kod ove vrste selekivnosti postoji pomak po osi stuje strijnih karateristika preidača smještenih jedan za drugim.

Kada su vrijednosti Isd1 i Isd2 jednake ili izrazito bliske, tada je Is — maksimalna strija selektvnosti jednaka Isd2. Ako se ove vrijednosti znatno razlikuju, Is = Isd1.

Uvjet za osiguranje stujne selekivnosti je poštivanje nejednakosti: Ir1/Ir2 > 2 i Isd1/Isd2 > 2. U tom slučaju maksimum selekivnosti je Is = Isd1.

Nedostatcima se ubraja i brzi rast razine podešavana zaštite od stuja visoke raine. Nije moguće brzo isključiti oštećeni krug akose jedan od prekidača pokaže neispravnim.

Pri izračunu podšeavanja zaštite po stuji potrebno je uzeti u obz stvarne struje koje proaze kroz prekdače koj rad u automatskom režimu.

Vrsta #3 — vremenski i vremensko-strujni varijanta

Kada u krgu postoji niz automtskih prekidača s identičnim strujnim karakteristkama, ali različitim vremenom odgode, tada pri nasanku kvara oni osiguravaju jedan drugoga. Onaj koji se nalazi u neposrednoj blizini mesta kvara aktivirat će se odmah, sljedeći nakon nekg vremena itd.

Na ovoj dvorazinskoj shemi prekidač "A" ima takvo vreime odgode koj osigurava potpunu selekivnost s karateristkama prekidača "B".

U slučaju vremensko-strujne selektivnosti, zaštitni uređaji reagiraju ne samo na struju, već i na trajanje reakcije. Pri određenoj vrijednosti struje, nakon nekog vremena kašnjenja aktivira se zaštita čija je udaljenost do mjesta kratkog spoja manja. Ispravni dio postrojenja ne isključuje se.

Na fotografiji je grafikon vremenske selektivnosti s uporabom prekidača. Vremensko-strujne karakteristike prekidača B i A se ne presijecaju. One su raspoređene stepenasto.

Kombinacija strujne i vremenske selektivnosti povećava učinkovitost isključivanja. Kada je Isc B < Irm A, selektivnost je potpuna, aktivacija se događa trenutno. Prekidač smješten više opremljen je dvjema postavkama: Im A i Ii A. Prva je selektivna strujna odsječka, druga je trenutno aktiviranje.

Vrsta #4 — energetska selektivnost prekidača

Kod energetske selektivnosti isključivanja se događaju unutar kućišta prekidača. Trajanje procesa je toliko kratko da struja kratkog spoja ne stigne približiti se svojoj graničnoj vrijednosti.

Vremensko-strujni sustav zaštite smatra se složenim. Ovdje je uključena ne samo reakcija na struju, već i vrijeme tijekom kojeg se to događa.

S porastom struje kod prekidača opada vrijednost vremena aktiviranja. Osnova za ovu vrstu selektivnosti je podešavanje zaštite na način da sa strane zaštićenog objekta ona djeluje brže pri svim pragovima struje u usporedbi s prekidačem na ulazu.

Vrsta #5 — zonska shema zaštite

Zonski način je složen i nije jefin, pa se uglavnom primjenjuje u industriji. Čim pragovi struje dosegnu maksimum, u kontrolni centar stižu podaci i odabrani prekidač se aktivira. Elekrična mreža s ovom vrstom selektivnosti uključuje posebne elekroničke rastavlače.

Kada se otkrije kvar, od prekidača smještenog niže šalje se signal uređaju koji se nalazi više. Prvi prekidač mora reagirati unutar jedne sekunde. Ako ne reagira, aktivira se drugi.

Uspoređujući ovu vrstu selektivnosti s vremenskom selektivnošću, može se vdjeti da je vrijeme aktiviranja u ovom slučaju znatno niže – ponekad iznosi stotine milisekundi. Smanjuje se postotak intervencije u sustav, kao i postotak njegovog oštećenja. Smanjuju se toplinski i dinamički utjecaji na dijelove postrojenja. Povećava se broj razina selektivnosti.

Kada struje koje teku kroz zaštitne uređaje dosegnu veću vrijednost od vlastitih postavki, signal blokade prenosi svaki prekidač na zaštitu više razine.

U slučaju zonske selektivnosti aktivira se zaštita koja se nalazi na strani izvora napajanja, ako se za početnu točku uzme mjesto kratkog spoja. Do trenutka aktiviranja prekidača provodi se nadzor kako zaštitni uređaj s opterećene strane ne bi poslao sličan signal.

Ali takva selektivnost zahtijeva prisutnost dodatnog izvora napajanja. Stoga je racionalna primjena ove vrste selektivnosti u sustavima s visokim parametrima struje kratkog spoja i značajnom veličinom struje. Takvi su sklopno-razdjelni aparati koji se nalaze na strani opterećenja generatora i transformatora.

Proračun selektivnosti prekidača

Pravilan odabir automatskog prekidača i ispravno podešavanje – osnovno je načelo poštivanja selektivnosti automatskih prekidača. Selektivnost za prekidač koji se nalazi blizu izvora jamči ispunjenje zahtjeva: Iisklj. nakn. ≥ Kpouz. ∙ I krat. pred.

Ovdje je Iisklj. nakn. – vrijednost struje nakon koje slijedi djelovanje zaštite. I krat. pred. – struja kratkog spoja u krajnjoj točki zone na koju se proteže djelovanje automatskog prekidača smještenog daleko od izvora energije. K pouzd. – koeficijent pouzdanosti. Njegova vrijednost ovisi o rasponu parametara.

Nazivna vrijednost automatskog prekidača za krug odabire se ne samo proračunom, već i prema takvoj tablici, uzimajući u obzir presjek kabela u shemi.

Raspored tisklj. nakn. ≥ tkrat. pred. + ∆t prikazuje selektivnost u slučaju podešavanja automatskih prekidača po vremenu. tisklj. nakn., tkrat. pred. – vremenski intervali djelovanja prekidača koji se nalaze na velikoj udaljenosti od izvora napajanja i onih smještenih blizu. ∆t – parametar koji se uzima iz kataloga i označava vremenski stupanj selektivnosti.

Karta selektivnosti i pravila njezine izrade

Vremensko-strujne karakteristike svih uređaja uključenih u shemu električnog kruga prikazuju se na karti selektivnosti. Cilj njezina sastavljanja je maksimalno osiguranje zaštite automatskih prekidača. Osnova zaštite prekidača je načelo prema kojem se prekidači spajaju jedan za drugim strogo u seriju.

Postoji niz pravila obveznih pri stvaranju karte selektivnosti:

1. Instalacije moraju imati jedan izvor napona.
2. Sve važne proračunske točke moraju biti dobro vidljive. Uzimajući u obzir ovaj zahtjev, potrebno je odabrati mjerilo.
3. Na karti se navode zaštitna svojstva, minimalni i maksimalni parametri kratkog spoja u točkama sustava.

Često se norme projektiranja krše, a karte selektivnosti u projektima nedostaju. To može dovesti do prekida u opkribi električnom energijom potošača.

Na kartu se unose karakteristike automatskih prekidača spojenih u seriju jedan za drugim. Sama shema se konstruira u osima.

Karta daje potpunu sliku o usklađivanju postavki. Ona pruža mogućnost usporedbe rada automatskih prekidača prema karakteristici poput selektivnosti.

Vremensko-strujne vrste osi su osnova ne samo za izradu karata selektivnosti za strujnu zaštitu u obliku automatskih prekidača, već i za druge njezine vrste: osigurača, releja. Obično jedna karta sadrži karakteristike 2-3 AP. Na apscisnoj osi označava se veličina struje u kV, a na ordinatnoj osi vrijeme u sekundama.

Zaključci i koristan video na temu

Problemi pri radu automatskih prekidača i njihovo otklanjanje:

Crtanje karte selektivnosti pomoću posebnog programa:

Pouzdano, sigurno korištenje električne instalacije nemoguće je bez uzimanja u obzir selektivnosti automatskih prekidača. Poznavajući osnovne točke stvaranja selektivne zaštite, moguće je pravilno izvršiti odabir opreme za svoj tehnički projekt.

Vi se profesionalno bavite elektroinstalacijskim radovima i želite dopuniti gore izneseni materijal? Ili ste primijetili nepodudarnost ili grešku u ovom članku? Ili možda želite postaviti pitanje našim stručnjacima? Pišite, molim, svoje komentare u bloku ispod.