Селективность это в электрике

Что такое селективность защиты?

Электрическая сеть состоит из множества цепей. Каждая из них включает те или иные элементы с соответствующими функциями, соединённые между собой и нейтралью с определённым способом заземления. Для того чтобы эта сеть работала наиболее эффективно необходимо создавать надёжную изоляцию аварийных участков сети оставляя остальные электрические цепи нормально функционирующими.

Селективность защиты или иначе избирательность защиты является таким принципом работы, при котором аварийные электрические цепи отключаются максимально быстро, а остальные продолжают работать без какого-либо влияния произошедшего отключения. Различают такие разновидности селективности:

• временную. Работает в сети с установленными защитными устройствами максимального тока. Выдержка времени срабатывания устанавливается прямо пропорционально удалённости места расположения реле максимального тока от источника питания.
• По току. За основу берётся обратно пропорциональная зависимость тока срабатывания защитного устройства от удалённости места его установки от источника питания.
• Логическую. Этот вид избирательности применяется для улучшения селективности по времени. Его целью является минимизация сроков ремонта в повреждённой электрической цепи.
• Направленную. Применяется в сети с разветвлением аварийного тока при наличии в ней максимальной направленной токовой защиты.
• Дифференциальную. Защитное устройство сравнивает величины тока в начале и конце защищаемой электрической цепи.
• комбинированную. Использует ту или иную комбинацию селективностей применительно к структуре электрической цепи и задачами, поставленными перед системой защиты этой цепи.

Селективность по времени

Область применения – радиальные сети. Отсчёт времени установленной выдержки начинается при превышении тока срабатывания реле. Обязательным условием является согласование пороговых значений срабатывания токовых реле. Возможны два типа схем избирательности по времени в зависимости от того, какой тип временной выдержки используется.

Независимая выдержка времени реле.

Зависимая выдержка времени реле.

В радиальной сети имеющей уровни защиты А, В и С при коротком замыкании каждое из защитных устройств на своём уровне фиксирует его (изображение слева). Но для каждой из них установлена своя выдержка времени. При этом уровень D должен отключаться первым, затем может отключиться уровень С, потом В и в последнюю очередь уровень А. Но если с отключением уровня D проблема исчезла, защитные устройства предыдущих уровней переходят в режим ожидания. Интервал селективности определяется разностью между временами отключения защитных устройств соседних уровней и включает в себя несколько временных составляющих, изображённых ниже:

• Простое устройство и наличие резервирования срабатыванием на каждом уровне являются преимуществами временной избирательности.

Селективность по току

Этот вид селективной защиты устанавливается в каждой электрической цепи в её начале. Если в электрической сети, состоящей из этих цепей, происходит короткое замыкание, ток увеличивается соответственно её импедансу. При этом индуктивность ограничивает скорость нарастания тока и существует некоторая минимальная величина его. Эта величина и является порогом срабатывания защиты.

При этом защитные устройства могут сработать и при несколько меньших значениях силы тока, если это необходимо. Но величина тока срабатывания должна находиться в диапазоне значений силы тока, которое будет больше чем при коротком замыкании за пределами области покрытия защиты. Пример токовой защиты цепи с трансформатором, подключенным между кабельными линиями электропередачи, показан на изображении ниже:

Преимуществом избирательности по току является возможность реагирования только на повреждения внутри защищаемой области и в привязке к потребителю, исключая аварии вне защищаемой области. Отличается быстротой срабатывания, небольшой стоимостью и схемотехнической простотой. В этом её преимущество. Недостатком является сложность настройки избирательности последовательно установленных устройств защиты при их расположении в соседних областях из-за похожести параметров процессов, определяемых аварийными ситуациями.

Принцип логики

При этой разновидности селективности в сетях организован обмен данными между включенными последовательно устройствами защиты с большим числом порогов избирательности. Поэтому становится возможным «на лету» изменять задержки времён срабатывания каждой из защит. В результате срабатывают именно те защитные устройства, которые находятся вблизи источников питания. А те, что ближе к потребителю – не включаются. Поэтому становится возможным сделать оптимальный выбор для выключателя, который отключит аварийный ток, как показано на изображении ниже:

Преимуществом логической селективности является возможность регулировки временных установок срабатывания реле по каскадно на любом уровне не зависимо от их числа. При этом можно сделать выбор оптимальной установки срабатывания реле, как со стороны источника питания, так и со стороны потребителя. Недостатком является сложность построения протяжённой многоуровневой защиты с необходимостью введения дополнительных цепей для обмена данными. Наибольшее распространение эта избирательность получила в схемах сетей с радиальными цепями и средними величинами напряжения.

Принцип направленности

Защитные устройства отрабатывают в последовательности, определяемой направлением тока. Вектор напряжения задаёт некоторую точку. Относительно неё вектор тока имеет фазовый сдвиг. Причём реле реагирует на оба параметра – ток и напряжение. Защищаемая сеть должна быть приспособлена к расположению как области с отключениями, так и области, в которой отключение не выполняется, как показано на изображении ниже:

Если короткое замыкание произошло в 1-й точке, защитное устройство D1 и управляемый им выключатель сработают. Отключение будет выполнено. Никакие иные защитные устройства при этом срабатывать не будут. При коротком замыкании в точке 2, срабатывания обеих защит и выключателей не происходит. Сборные шины должны иметь отдельную защиту, как показано на изображении слева:

Преимуществом является простота устройства защиты. Недостаток – наличие дополнительных элементов – трансформаторов напряжения. Они нужны для определения направления тока.

Принцип дифференцирования

Эта разновидность селективности характерна для электрических цепей с мощными агрегатами, такими как:

• электродвигатели;
• преобразователи напряжения;
• электрогенераторы;
• кабельные сети;
• шины сборные.

Фазовые и амплитудные отклонения величин токов в точках А и В воспринимаются как авария. При этом аварийные события за пределами участка АВ не воспринимаются. Защита срабатывает если ток IA больше чем ток IB. Но при этом должны использоваться специальные трансформаторы тока, которые позволяют отстроить защиту от ненужных процессов, влияющих на срабатывание защиты, таких как:

• ток намагничивания трансформатора;
• насыщение токовых датчиков и возникающий при этом ток погрешности;
• ёмкостная составляющая тока линии электропередачи.

Применение находят две схемы соответственно выбранному методу поддержания устойчивости работы защиты:

• хорошая чувствительность;
• большая скорость отключения в зоне защиты.

• дороговизна;
• высокие требования к персоналу, допущенному к эксплуатации защиты ввиду её сложности;
• требует установку максимальной токовой защиты на случай аварии.

Комбинированная селективность

Эта разновидность селективности основана на комбинациях избирательности составляющих её компонентов описанных выше. Эти комбинации позволяют существенно улучшить:

• общую избирательность;
• резервирование или аварийный режим.

Варианты использования на практике данного вида избирательности перечислены далее:

• по току + временная;
• логическая + временная;
• временная + направленная;
• логическая + направленная;
• направленная + временная.

Источник: podvi.ru

Принцип работы селективности автоматических выключателей

Селективность в области электрики является одним из основополагающих понятий. Она представляет собой защиту электрических устройств от поломок или каких-либо отклонений в работе. С помощью данной функции автоматы работают дольше, повышается уровень безопасности.

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.

Типы селективности электрических приборов

Классификацию защиты электрических устройств можно представить в различии схем подключения:

• Полная. Если несколько приборов подключены последовательно, то на неисправность быстрее реагирует тот, что находится ближе к зоне аварии.
• Частичная. Принцип действия селективности автоматов аналогичен с полной, но существует ограничение величины тока.
• Временная. Такого рода избирательность предполагает разное время выдержки автоматов с одинаковыми характеристиками на срабатывание в случае поломки. Эта защита предназначена для того, чтобы подстраховать автоматы по скорости выключения. Например: первый начинает действовать спустя 0,2 сек, второй – 0,4 сек и т. д.
• Токовая. Принцип работы селективности тот же, что и у временной, но в этом случае параметром выступает максимальная токовая отметка. Выставляются определённые значения в порядке убывания от источника питания до объекта нагрузки. Например, при вводе 28 А., к розеткам 18 А и 12 – к свету.
• Времятоковая. Одна из самых сложных систем по защите от неисправностей. Аппараты подразделяются на четыре различные группы: A, B, C и D, каждая из которых реагирует на ток. В этом случае сложно составить схему защиты автоматических выключателей при коротком замыкании. Наиболее эффективна защита будет при первой группе А. Её используют в основном для электронных цепей. Наибольшую популярность и распространённость получили аппараты типа С, однако следует серьёзно отнестись к их установке.
• Зонная. Этот способ защиты используется чаще всего в промышленности, так как он является дорогостоящим и довольно сложным. За работой электрической сети следят специальные приборы. При достижении установленного значения все данные передаются в центр контроля, где выбирается аппарат для выключения. Селективность этого вида предполагает наличие специальных электронных расцепителей. Они действуют следующим образом: при обнаружении какого-либо нарушения аппарат, расположенный ниже, подаёт сигнал другому автомату, который находится выше. Если в течение 1 секунды не сработает первое устройство, включится второе.
• Энергетическая. Здесь автоматы действуют очень быстро, благодаря чему ток короткого замыкания не успевает достичь максимального значения.

>

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.

Расчёт селективности

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.

Карта селективности

Для того чтобы обеспечить максимальную защиту автоматических выключателей, нужна специальная карта селективности или её графическое изображение. Эта карта представляет собой своеобразную схему, где отображаются все совокупности токовых характеристик используемых устройств в электрической сети (пример представлен ниже).

Одно из основных правил защиты выключателей – все автоматы должны быть подключены друг за другом по очереди. Карта селективности предназначена для изображения характеристик всех этих приборов. Для её создания необходимо придерживаться ряда правил:

• Установки защит должны исходить из одного напряжения;
• Рисуя карту нужно правильно выбрать масштаб, чтобы были изображены все расчётные точки;
• Помимо характеристик автоматов, следует указать максимальные и минимальные значения коротких замыканий в точках системы.

Как показывает практика, селективность защиты требуется не всегда. Её применяют, только если есть риск серьёзных повреждений. Когда при расчёте получаются высокие значения номиналов автоматов, рекомендуется установить рубильники или специальные селективные устройства.

Селективность автоматов ПУЭ

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.

Принцип селективности для выбора выключателей

При проведении электрики в доме необходимо учитывать тот факт, что ток может причинить большой вред. Во избежание неприятных последствий устанавливают предохранители или автоматические выключатели. Принцип селективности позволяет надёжно использовать электрическую сеть благодаря правильному выбору автоматов.

Для абсолютно любой схемы выявляется определённая система защиты, которая разделяют проводку на определённые участки, именуемые электрическими цепями. Поломка может возникнуть внутри приёмника, генератора или же проводов. Каждая неисправность требует особенного технического решения, благодаря которому можно быстро и эффективно найти и исправить повреждение.

Принцип селективности призван определять правила установки и совместимости защит. Он обеспечивает:

• безопасность электрики и людей;
• автоматическое выявление зоны поломки и её устранение;
• снабжение электрическим током все участки, расположенные рядом с повреждённым;
• поддержание качества электроэнергии.

Обобщая все вышесказанное, можно отметить, что избирательность защитных устройств, в том числе и автоматических выключателей, необходимо всегда учитывать при установке электрической проводки для безопасного и наиболее надёжного использования.

Источник: instrument.guru

Селективность – это свойство защиты определять неисправный элемент

Эксплуатация электрических сетей с самого начала их появления изменилась до неузнаваемости. И в первую очередь упор был сделан на безопасность. И это понятно. Поэтому системы защиты всегда усовершенствуются, этот процесс никогда не останавливался. Но тут перед разработчиками встала задача определения неисправностей по мере их серьезности. То есть, существуют ситуации, которые можно отнести к ненормальным, но приемлемым. Есть ситуации, которые требуют оперативного вмешательства в виду возможности появления короткого замыкания и выхода из строя части электроустановки. Поэтому система защиты строилась на избирательности или селективности. Итак, селективность – это качество защитной системы отличать неисправности электрических сетей или установок, выявлять их и отключать от работающих в нормальном режиме.

Современные системы электрической защиты могут иметь селективность:

В первом случае защита действует только в своей зоне. Во втором случае не только в собственной зоне, но и в соседней. При этом относительная селективность обеспечивается дополнительными приборами с разными функциями. К примеру, с определенной выдержкой времени, при котором он будет срабатывать.

Существует специальный стандарт, в котором определяются все виды селективности, его номер ГОСТ Р 50030.1. В этом документе подробно расписано, по каким критериям разделяется данное понятие. Рассмотрим основные.

Селективность по сверхтокам

В первую очередь обозначим, что такое сверхтоки. Это показатели электрического тока, которые превосходят параметры тока номинального. Это касается в первую очередь силы и напряжения.

Поэтому селективность в данном случае координирует работу нескольких устройств по установленным показателям. При этом учитывается тот факт, что каждое устройство имеет свой диапазон срабатывания. Остальные же не реагируют на изменения параметров сети. То есть, получается следующая схема. Существует определенная селективность между двумя автоматическими выключателями, которые расположены в схеме последовательно.

Так вот со стороны нагрузки выключатель разрывает цепь. А со стороны подачи тока он находится в замкнутом состоянии. То есть, последний обеспечивает током все остальные участки цепи. Такая селективность называется частичная. Именно она обеспечивает неполную загрузку установки при необходимости устранить неполадки (короткое замыкание или перегруз) на одном участке. При этом остальные работают в штатном режиме.

Существует полная селективность, это когда срабатывает автоматический выключатель на входе, то есть, на питающем контуре. При этом второй выключатель, стоящий на нагрузке, не отключается. В принципе, в этом и нет смысла, потому что электрическая схема отключается в данном случае полностью.

Но тут необходимо пояснить, что существует определенная зависимость между номинальной силой тока и током перегрузки. Полная селективность обеспечивает любой показатель сверхтока. А вот в частичной действие двух выключателей совершенно происходит по-другому. Для этого учитывается селективность каждого выключателя, которая зависит от силы сверхтока. При этом сила тока, отключающая автоматический выключатель (селективное УЗО) на нагрузке должна быть меньше, чем на питании.

Существуют две основные причины, при которых есть необходимость отключать электрическую схему:

• Перегрузка сети.
• Короткое замыкание.

Во-первых, зона перегрузки встречается больше и чаще. Во-вторых, для защиты от этой причины в цепь устанавливается в основном тепловая защита.

>

Зона короткого замыкания – это диапазон величин силы тока, который превосходит номинальный в восемь-десять раз. Поэтому в данном случае используется магнитная защита. Такое событие маловероятно в электрических цепях, которые собраны грамотно. Но, как говорится, береженного бог бережет.

Методы обеспечения

Что касается зоны перегрузки, то здесь используется только один вид селективности – времятоковый. В зоне короткого замыкания видов селективности может быть больше.

Времятоковая характеристика определяет работу двух последовательно установленных выключателей, при которой время срабатывания первого, стоящего на нагрузке, быстрее, чем второго, стоящего на питании.

Внимание! Чем больше сила тока при перегрузке, тем быстрее срабатывает защитное устройство.

Поэтому при выборе автоматических выключателей для электрической сети, необходимо учитывать их пороги: по времени и по силе тока (номиналу). При этом выключатель со стороны нагрузки всегда должен срабатывать быстрее, чем выключатель (селективное УЗО) со стороны питания.

Токовая селективность основана на величине определяемого напряжения. Известно, что чем ближе к источнику короткого замыкания, тем сверхток на этом участке больше, а, значит, выше напряжение. Установив автоматические выключатели по участкам, можно легко определить, на каком из них произошло короткое замыкание.

Временная селективность – это качественное продолжение токовой селективности. Здесь также определяется защита по току, но добавляется и временной диапазон. При этом защитное устройство при коротком замыкании срабатывает не сразу, а только после определенного времени задержки. Для чего это необходимо? Цель – дать возможность сработать защитным устройствам на прилежащих участках, чтобы отключить область короткого замыкания от них.

Энергетическая селективность является специфичной. Она характеризуется токоограничивающими показателями. Поэтому в электрических сетях используются так называемые автоматические выключатели в литом корпусе, у которых время срабатывания отключения определяется тысячными долями секунды. То есть, они срабатывают настолько быстро, что ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального показателя.

Зонная селективность работает по принципу диалога между токоизмерительными устройствами, которые, обнаружив порог превышения параметров тока, тут же отключают зону неисправности. Самое главное, что защитное устройство точно определяет зону отключения. По сути, это временная селективность, только с более быстрым отключением сети.

Заключение по теме

В бытовых электрических сетях обычно используют селективность токовую и временную. Оптимальный для этого вариант – установить устройства защитного отключения последовательно по схеме древовидного распределения, то есть один общий выключатель и несколько на каждом шлейфе (контуре). Кстати, такую схему можно использовать и в межэтажной схеме, где выключатели (УЗО) устанавливаются на каждом этаже.

Источник: onlineelektrik.ru

Что такое селективность защиты?

Электрическая сеть состоит из множества цепей. Каждая из них включает те или иные элементы с соответствующими функциями, соединённые между собой и нейтралью с определённым способом заземления. Для того чтобы эта сеть работала наиболее эффективно необходимо создавать надёжную изоляцию аварийных участков сети оставляя остальные электрические цепи нормально функционирующими.

Селективность защиты или иначе избирательность защиты является таким принципом работы, при котором аварийные электрические цепи отключаются максимально быстро, а остальные продолжают работать без какого-либо влияния произошедшего отключения. Различают такие разновидности селективности:

• временную. Работает в сети с установленными защитными устройствами максимального тока. Выдержка времени срабатывания устанавливается прямо пропорционально удалённости места расположения реле максимального тока от источника питания.
• По току. За основу берётся обратно пропорциональная зависимость тока срабатывания защитного устройства от удалённости места его установки от источника питания.
• Логическую. Этот вид избирательности применяется для улучшения селективности по времени. Его целью является минимизация сроков ремонта в повреждённой электрической цепи.
• Направленную. Применяется в сети с разветвлением аварийного тока при наличии в ней максимальной направленной токовой защиты.
• Дифференциальную. Защитное устройство сравнивает величины тока в начале и конце защищаемой электрической цепи.
• комбинированную. Использует ту или иную комбинацию селективностей применительно к структуре электрической цепи и задачами, поставленными перед системой защиты этой цепи.

Селективность по времени

Область применения – радиальные сети. Отсчёт времени установленной выдержки начинается при превышении тока срабатывания реле. Обязательным условием является согласование пороговых значений срабатывания токовых реле. Возможны два типа схем избирательности по времени в зависимости от того, какой тип временной выдержки используется.

Независимая выдержка времени реле.

Зависимая выдержка времени реле.

В радиальной сети имеющей уровни защиты А, В и С при коротком замыкании каждое из защитных устройств на своём уровне фиксирует его (изображение слева). Но для каждой из них установлена своя выдержка времени. При этом уровень D должен отключаться первым, затем может отключиться уровень С, потом В и в последнюю очередь уровень А. Но если с отключением уровня D проблема исчезла, защитные устройства предыдущих уровней переходят в режим ожидания. Интервал селективности определяется разностью между временами отключения защитных устройств соседних уровней и включает в себя несколько временных составляющих, изображённых ниже:

• Простое устройство и наличие резервирования срабатыванием на каждом уровне являются преимуществами временной избирательности.

Селективность по току

Этот вид селективной защиты устанавливается в каждой электрической цепи в её начале. Если в электрической сети, состоящей из этих цепей, происходит короткое замыкание, ток увеличивается соответственно её импедансу. При этом индуктивность ограничивает скорость нарастания тока и существует некоторая минимальная величина его. Эта величина и является порогом срабатывания защиты.

При этом защитные устройства могут сработать и при несколько меньших значениях силы тока, если это необходимо. Но величина тока срабатывания должна находиться в диапазоне значений силы тока, которое будет больше чем при коротком замыкании за пределами области покрытия защиты. Пример токовой защиты цепи с трансформатором, подключенным между кабельными линиями электропередачи, показан на изображении ниже:

Преимуществом избирательности по току является возможность реагирования только на повреждения внутри защищаемой области и в привязке к потребителю, исключая аварии вне защищаемой области. Отличается быстротой срабатывания, небольшой стоимостью и схемотехнической простотой. В этом её преимущество. Недостатком является сложность настройки избирательности последовательно установленных устройств защиты при их расположении в соседних областях из-за похожести параметров процессов, определяемых аварийными ситуациями.

Принцип логики

При этой разновидности селективности в сетях организован обмен данными между включенными последовательно устройствами защиты с большим числом порогов избирательности. Поэтому становится возможным «на лету» изменять задержки времён срабатывания каждой из защит. В результате срабатывают именно те защитные устройства, которые находятся вблизи источников питания. А те, что ближе к потребителю – не включаются. Поэтому становится возможным сделать оптимальный выбор для выключателя, который отключит аварийный ток, как показано на изображении ниже:

Преимуществом логической селективности является возможность регулировки временных установок срабатывания реле по каскадно на любом уровне не зависимо от их числа. При этом можно сделать выбор оптимальной установки срабатывания реле, как со стороны источника питания, так и со стороны потребителя. Недостатком является сложность построения протяжённой многоуровневой защиты с необходимостью введения дополнительных цепей для обмена данными. Наибольшее распространение эта избирательность получила в схемах сетей с радиальными цепями и средними величинами напряжения.

Принцип направленности

Защитные устройства отрабатывают в последовательности, определяемой направлением тока. Вектор напряжения задаёт некоторую точку. Относительно неё вектор тока имеет фазовый сдвиг. Причём реле реагирует на оба параметра – ток и напряжение. Защищаемая сеть должна быть приспособлена к расположению как области с отключениями, так и области, в которой отключение не выполняется, как показано на изображении ниже:

Если короткое замыкание произошло в 1-й точке, защитное устройство D1 и управляемый им выключатель сработают. Отключение будет выполнено. Никакие иные защитные устройства при этом срабатывать не будут. При коротком замыкании в точке 2, срабатывания обеих защит и выключателей не происходит. Сборные шины должны иметь отдельную защиту, как показано на изображении слева:

Преимуществом является простота устройства защиты. Недостаток – наличие дополнительных элементов – трансформаторов напряжения. Они нужны для определения направления тока.

>

Принцип дифференцирования

Эта разновидность селективности характерна для электрических цепей с мощными агрегатами, такими как:

• электродвигатели;
• преобразователи напряжения;
• электрогенераторы;
• кабельные сети;
• шины сборные.

Фазовые и амплитудные отклонения величин токов в точках А и В воспринимаются как авария. При этом аварийные события за пределами участка АВ не воспринимаются. Защита срабатывает если ток IA больше чем ток IB. Но при этом должны использоваться специальные трансформаторы тока, которые позволяют отстроить защиту от ненужных процессов, влияющих на срабатывание защиты, таких как:

• ток намагничивания трансформатора;
• насыщение токовых датчиков и возникающий при этом ток погрешности;
• ёмкостная составляющая тока линии электропередачи.

Применение находят две схемы соответственно выбранному методу поддержания устойчивости работы защиты:

• хорошая чувствительность;
• большая скорость отключения в зоне защиты.

• дороговизна;
• высокие требования к персоналу, допущенному к эксплуатации защиты ввиду её сложности;
• требует установку максимальной токовой защиты на случай аварии.

Комбинированная селективность

Эта разновидность селективности основана на комбинациях избирательности составляющих её компонентов описанных выше. Эти комбинации позволяют существенно улучшить:

• общую избирательность;
• резервирование или аварийный режим.

Варианты использования на практике данного вида избирательности перечислены далее:

• по току + временная;
• логическая + временная;
• временная + направленная;
• логическая + направленная;
• направленная + временная.

Источник: podvi.ru

Селективность

Для повышения степени защиты электрических цепей и электрооборудования, подключаемого к ним, были разработаны специальные методики, одним из важнейших понятий которых является селективность. При проектировании цепей электропитания любых объектов обязательно учитывается селективность всех защитных элементов, подключенных в сеть.

Пример построения схемы защиты сети в жилом доме по селективному принципу

Понятие селективности в электрических сетях

Селективность нельзя определить отдельно взятой величиной конкретного прибора, селективность – это система, которая предусматривает последовательное включение в цепь элементов защиты. Чтобы лучше понимать, что такое селективность, надо разобраться, по какому принципу строятся схемы защиты. Каждый элемент защиты выбирается по величине тока срабатывания и месту установки в схеме. Это зависит от мощности, которую потребляет нагрузка на конкретном участке цепи. Элементами защиты могут быть:

• Автоматические выключатели;
• УЗО (устройства защиты от прикосновения);

Внешний вид модульных автоматических выключателей

• Плавкие вставки предохранителей;
• Дифференциальные автоматические выключатели, пробки и другие устройства защиты.

Некоторые модели плавких вставок

Цель селективного принципа установки элементов защиты – предотвратить выход из строя дорогостоящего электрооборудования при возникающих неисправностях в электроустановках. При проектировании селективной системы защиты составляется специальная карта селективности.

Принцип селективности

При проектировании схем на объектах с различным оборудованием в электрике обязательно учитываются вопросы, обеспечивающие безопасность эксплуатации электроустановок. Все устанавливаемые элементы защиты имеют определенные технические характеристики и не являются универсальными для различных аварийных ситуаций.

Селективность переводится на русский язык как избирательность, правильно выбранные технические характеристики элементов защиты для конкретного участка цепи обеспечивает надежную безаварийную эксплуатацию. Электрическую цепь на любом объекте разделяют на участки, где устанавливаются автоматические выключатели определенной категории, с соответствующими характеристиками.

Для наглядности работы селективных схем защиты рассмотрим цепи, где ток проходит от источника питания напрямую к потребителю (нагрузке). В этом случае неисправность, короткое замыкание, утечка тока через изоляционный слой и другие причины могут возникнуть в разных местах:

• На отдельных элементах оборудования нагрузки;
• В проводке электропитания на разных участках по всей длине;
• В распределительных щитах, трансформаторных подстанциях;
• На генераторе, вырабатывающем электрический ток.

Для каждого перечисленного места, где возникает неисправность, чтобы своевременно отключить электрооборудование и предотвратить выгорание отдельных элементов, надо установить автоматы защиты с соответствующими характеристиками. Для эффективности работы все элементы защиты должны быть согласованы между собой.

Карта селективности трехступенчатой времятоковой защиты

На диаграмме по вертикальной оси указано время в секундах, по горизонтальной оси – величина тока нагрузки. Зелеными точками отмечены значения характеристик, которым должны соответствовать защитные автоматические выключатели на каждой ступени.

Избирательность для электросети отдельного объекта можно разделить на два вида:

• Абсолютная – когда отключается конкретный участок цепи с элементами оборудования, где возникает неисправность;
• Относительная – при этом виде избирательной системы отключение может произойти на нескольких направлениях сети с различным оборудованием, независимо от того, на каком из участков возникла неисправность. Особенно это актуально в схемах с мощными электродвигателями, где большие пусковые токи.

Для исключения ложных срабатываний устанавливаются дополнительные опции:

• Для каждого элемента нагрузки защита имеет задержку по времени на отключение;
• Устанавливается величина тока срабатывания;
• Величина напряжения;
• Температура;
• Частота, сопротивление и другие параметры, в зависимости от параметров сети и типа оборудования нагрузки.

Методы построения и виды систем селективной защиты

На основе перечисленных принципов выделяют основные методы и виды проектирования систем селективной защиты.

Селективность по току

В сеть последовательно устанавливаются автоматические выключатели с различными порогами срабатывания по току.

Принцип построения селективности по току

Примером может быть сеть обычной квартиры или частного дома, когда в РЩ устанавливается вводной автомат на 25А, после него промежуточный на 16А. На розеточные осветительные группы или бытовые приборы с отдельной линией ставят автоматы с пределом срабатывания в 10А. При этом временные и другие пороги срабатывания у этих защитных выключателей могут быть одинаковыми или различаться в зависимости от характера нагрузки.

Схема селективной защиты по току

Селективность по временному интервалу срабатывания защиты

В этом случае построение защиты осуществляется по тому же принципу, как с токовой защитой, только определяющим параметром по селективности является время срабатывания автоматических выключателей при достижении порогового значения токов.

Схема селективной защиты по времени

Вводной автомат в распределительном щите ставится на интервал срабатывания в 1 секунду, промежуточный выключатель имеет интервал 0,5 секунды, а перед самой нагрузкой – автоматы с интервалом срабатывания 0,1 сек.

• Времятоковая защита – это совокупность элементов с учетом пороговых значений срабатывания по току и времени, практически комбинированный вариант селекции параметров, перечисленных выше;
• Зонная защита – когда селективный принцип защиты применяется для отдельного участка цепи;

Пример построения схемы зональной защиты

Логический принцип построения селективной защиты предусматривает наличие процессора, который осуществляет прием сигналов от всех последовательно включенных в цепь элементов защиты. На основании этих данных прибор принимает решение и отправляет сигнал на отключение элемента защиты в участке, где превышен порог одного из контролируемых параметров;

Схема селективной защиты, построенная по логическому принципу

• Селективность по направленности – когда по направлению тока последовательно устанавливаются элементы защиты, сдвигом фаз по напряжению формируется точка направления вектора напряжения. Таким образом, реле реагирует на изменение напряжения и направление тока не только на участке установки защиты, но и по всей линии цепи от источника питания.

При коротком замыкании на первой линии она будет отключена, при этом вторая линия будет продолжать работать и, наоборот, при возникновении неисправности на второй линии первая не отключается. Недостатком такого метода является то, что, кроме автоматических выключателей, приходится монтировать трансформаторы напряжения на каждую фазу линии.

Дифференциальный принцип построения селективной защиты

Такой способ применяется в цепях, где подключается нагрузка, потребляющая большую электрическую мощность. Контроль токов осуществляется трансформаторами напряжения только на участке А-В. Фактически контролируются процессы на коротком отрезке сети, где подключена нагрузка, при превышении пороговых значений отключается конкретное оборудование, не затрагивая других участков.

Схема дифференциальной защиты

Достоинство этого метода в высоком быстродействии и чувствительности к изменению параметров, как недостаток можно отметить высокую стоимость оборудования.

Все перечисленные методы селективного принципа построения защиты позволяют решить целый ряд проблем при эксплуатации электрических цепей:

• Поддерживать работоспособность исправных участков во время возникновения неисправности на смежных с ними;
• Автоматическое определение места неисправности и отключение его от рабочей сети;
• Обеспечение безопасности персонала обслуживающего электроустановки.

При построении селективной защиты необходимо соблюдать базовые принципы, все элементы устанавливаются на одно напряжение, в точках контроля должны учитываться наименьшие и наибольшие значения параметров при коротком замыкании.

Видео

Источник: elquanta.ru