Tpo-gefest.ru

ТПО Гефест
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Максимальная токовая защита

Максимальная токовая защита

Согласно требованиям нормативных документов, все конечные потребители должны подключаться к линии электропитания посредством отдельного силового выключателя (проще говоря, автомата). В случаях, когда конкретная линия функционирует в нормальном токовом режиме (то есть нагрузка не превышает заданной величины), причин для срабатывания её защиты не существует.

Автомат защита по току

Автомат защита по току

Вследствие этого устройство ТЗ продолжает работать в режиме сканирования линии на предмет возможных нарушений и отклонений (короткого замыкания в цепи, например).

Таким образом, максимальная токовая защита представляет собой особый механизм, обеспечивающий отключение той или иной цепи электропитания при увеличении однофазного тока сверх определенного номинала.

Функции устройства Сириус-УВ

Функции защиты, выполняемые устройством:

  • Трехступенчатая направленная максимальная токовая защита от междуфазных КЗ с независимой выдержкой времени (МТЗ-1, МТЗ-2, МТЗ-3). Любая из ступеней МТЗ может иметь комбинированный пуск по напряжению по дискретному разрешающему сигналу или от собственных цепей напряжения. Предусмотрена блокировка по содержанию второй гармоники в фазных токах для защиты от ложных срабатываний при броске тока намагничивания (БНТ) силового трансформатора. В устройстве предусмотрена внутренняя цифровая сборка токовых цепей МТЗ в «треугольник». Для направленных ступеней МТЗ предусмотрена возможность автоматического перевода в ненаправленный режим, либо вывод из действия данных ступеней при выявлении неисправностей в цепях переменного напряжения, а также вывод направленности при включении выключателя (опробовании).
  • Четырехступенчатая направленная токовая защита нулевой последовательности от КЗ на землю с независимой выдержкой времени (ТЗНП-1, ТЗНП-2, ТЗНП-3 и ТЗНП- 4). Предусмотрена блокировка по содержанию второй гармоники в токе нулевой последовательности для защиты от ложных срабатываний при БНТ силового трансформатора. Для направленных ступеней ТЗНП предусмотрена возможность автоматического перевода в ненаправленный режим, либо вывод из действия данных ступеней при выявлении неисправностей в цепях переменного напряжения, а также вывод направленности при включении выключателя (опробовании). -Автоматический ввод ускорения одной из ступеней МТЗ и ТЗНП при любом включении выключателя.
  • Защита от обрыва фаз (ЗОФ) или перекоса нагрузки по току обратной последовательности с независимой выдержкой времени с действием на сигнал или на отключение.
  • Защита минимального напряжения (ЗМН) с действием на отключение «своего» выключателя, либо на отдельное программируемое реле.
  • Защита от повышения напряжения (ЗПН) с действием на реле отключения выключателя или на отдельное программируемое реле.
  • Защита от появления в первичной сети напряжения нулевой последовательности с действием на отключение выключателя или на отдельное программируемое реле.

Функции автоматики, выполняемые устройством:

  • Автоматика управления выключателем (АУВ) с трехфазным или пофазным приводом, с двумя электромагнитами отключения. В состав АУВ входят следующие функции:
    • операции отключения и включения выключателя по внешним командам. Защита от многократного включения выключателя;
    • контроль целостности цепей электромагнитов управления (ЭМУ);
    • контроль состояния выключателя по ряду входных дискретных сигналов;
    • защита электромагнитов управления от длительного протекания тока с действием на программируемое реле;
    • защита от непереключения фаз (ЗНФ) и неполнофазного режима (ЗНФР) с действием на реле отключения выключателя и на пуск УРОВ соответственно. Защита применяется при использовании выключателя с пофазным приводом;
    • двухступенчатая защита от снижения давления элегаза (воздуха) в выключателе. Срабатывает при появлении на соответствующих дискретных входах сигнала о снижении давления. Действует на сигнал и на ускоренное срабатывание схемы УРОВ при попытке отключения от одной из защит.
    • с автоматической проверкой исправности выключателя (с контролем по току и предварительной выработкой команды отключения резервируемого выключателя);
    • с дублированным пуском от защит с использованием реле положения «Включено» выключателя (с контролем по току и контролем посылки отключающего импульса на отключение выключателя от защит).
    • контроль отключения автомата ТН (по дискретному входу «Автомат ТН», основной критерий, действует без выдержки времени);
    • контроль просадки хотя бы одного из междуфазных напряжений (Uконтр, В, действует через заданное время);
    • контроль нарушения симметрии вторичного напряжения (появление напряжения U2, действует через заданное время). Блокировка снимается автоматически после исчезновения неисправности.

    Дополнительные сервисные функции:

    • Аварийный осциллограф аналоговых и дискретных сигналов с возможностью гибкой настройки условий пуска, длины и количества осциллограмм.
    • Определение вида КЗ.
    • Регистратор событий.
    • Оперативный ввод или вывод некоторых функций с помощью кнопок оперативного управления на передней панели устройства вместо традиционных накладок.
    • Технический учет активной и реактивной электроэнергии.
    • Регистрация и отображение большинства электрических параметров системы.
    • Возможность встраивания устройства в систему единого точного времени подстанции или станции.
    • Два набора уставок с возможностью выбора текущего с помощью дискретного входа.
    • Большое число программируемых реле с возможностью подключения к одной из выбранных точек функциональной схемы.
    • Программируемые светодиоды на лицевой панели с возможностью подключения к одной из выбранных точек функциональной схемы, задания времени срабатывания и режима работы.
    • Входы с программируемой функцией, задаваемой потребителем (ранжируемые входы), предназначенные для расширения функциональности устройства.
    • Возможность работы реле сигнализации «Сигнал» в непрерывном или импульсном режиме работы.
    • Наличие трех независимых интерфейсов связи для встраивания в АСУ ТП

    Устройство обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:

    • выполнение функций защит, автоматики и управления, определенных ПУЭ и ПТЭ;
    • задание внутренней конфигурации (ввод/вывод защит и автоматики, выбор защитных характеристик и т.д.);
    • ввод и хранение уставок защит и автоматики;
    • контроль и индикацию положения выключателя, а также контроль исправности его цепей управления;
    • контроль и индикацию неисправностей во вторичных цепях ТН;
    • определение вида повреждения;
    • передачу параметров аварии, ввод и изменение уставок по линии связи;
    • непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;
    • блокировку всех выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний;
    • возможность подключения по цепям тока к ТТ с номинальным вторичным током 1 А и 5 А (номинальный ток зависит от типоисполнения и указывается при заказе устройства);
    • получение дискретных сигналов управления и блокировок, выдачу команд управления, аварийной и предупредительной сигнализации;
    • гальваническую развязку всех входов и выходов, включая питание, для обеспечения высокой помехозащищенности;
    • высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям, возникающим во вторичных цепях присоединения.

    Устройство не срабатывает ложно и не повреждается:

    • при снятии и подаче оперативного тока, а также при перерывах питания любой длительности с последующим восстановлением;
    • при подаче напряжения оперативного постоянного тока обратной полярности;
    • при замыкании на землю цепей оперативного тока.
    • Возможность питания терминала от токовых цепей при глубоких просадках питающего напряжения
    • Возможность работы с выключателями с катушками токового отключения по схеме «с дешунтированием»
    • Возможность действия выходного отключающего реле на предварительно заряженный конденсатор
    • Возможность запитки некоторых важных дискретных входов от развязанного напряжения, вырабатываемого из внутреннего напряжения питания терминала
    • Применение бистабильного реле РФК для целей формирования энергонезависимого сигнала «Аварийное отключение» без наличия оперативного питания
    • Полнофункциональное соответствие параметров и возможностей с серией устройств «Сириус-2»

    Виды защит встраиваемых в автоматические выключатели

    Автоматические выключатели обычно оборудуются двумя видами токовых защит. Максимальной токовой защитой (МТЗ) с выдержкой времени которую часто называют тепловой защитой или защитой от перегрузки. И максимальной токовой защитой мгновенного действия (отсечка). Каждая из этих токовых защит имеет свой порог срабатывания.

    Порог срабатывания (уставка) защиты от перегрузки превышает номинальный ток выключателя на несколько десятков процентов. Например, характерная уставка тепловой защиты модульных выключателей обычно составляет 1.45Iн. Коэффициент (кратность) уставки указывается на корпусе выключателя. Время срабатывания тепловой защиты (выдержка времени) зависит от величины тока перегрузки протекающего в данный момент через автомат. График зависимости выдержки времени от протекающего тока называется времятоковой характеристикой тепловой защиты. Один из таких графиков показан на рисунке.

    Рис2.png

    Чаще всего тепловая защита используется для предотвращения нагрева питающих проводов при протекании токов, превышающих номинальный ток для данного сечения провода или кабеля. Также тепловая защита может использоваться для предотвращения перегрузки электрооборудования. Например, при правильном выборе порога срабатывания, тепловая защита отключит автомат, если заклинило вал электродвигателя или произошел обрыв одной из фаз питающих трехфазный электромотор.

    Максимальная токовая защита мгновенного действия служит для защиты от токов короткого замыкания. Кратность токов этой защиты обычно составляет от 3Iн до 12Iн. Время срабатывания отсечки определяется временем работы механизма отключения и составляет десятые доли секунды. Согласно ГОСТу бытовые автоматические выключатели могут иметь характеристики типа B, C, D. Ниже приведены кратности тока защиты мгновенного действия для этих типов.

    тип B: свыше 3•Iн до 5•Iн включительно (где Iн — номинальный ток) (применяется для защиты линий освещения или линий имеющих большую протяженность);

    тип C: свыше 5•Iн до 10•Iн включительно (применяется для защиты розеточных групп или линий с потребителями с умеренными пусковыми токами);

    тип D: свыше 10•Iн до 20•Iн включительно (применяется для защиты трансформаторов или линий с потребителями с большими пусковыми токами).

    Помимо обычных автоматических выключателей, промышленность выпускает автоматические выключатели дифференциального тока – дифавтоматы. В дифавтоматах помимо тепловой защиты и защиты от КЗ устанавливают дифференциальную защиту, которая контролирует токи утечки. По сути, дифференциальный автоматический выключатель совмещает в себе функции обычного автомата и УЗО (Устройства Защитного Отключения). В этом материале мы не будем подробно останавливаться на правилах выбора дифавтоматов, скажем только, что защита от токов утечки во многих случаях позволяет уберечь человека от поражения электрическим током или предотвратить возникновение пожара.

    Устройство автоматического выключателя

    Автоматические выключатели могут иметь от одного до четырех полюсов. Автоматы с одним и тремя полюсами включаются в разрыв фазы (фаз). Двух- и четырех-полюсные выключатели коммутируют вместе с фазой (-ами) еще и ноль. В каждый полюс автомата встраиваются по два токовых расцепителя – тепловой и электромагнитный.

    Тепловой расцепитель выполняет функцию защиты от перегрузки. Он представляет собой биметаллическую пластину, по которой протекает ток полюса. При токах близких к порогу срабатывания защиты происходит нагрев пластины. При этом она деформируется и начинает воздействовать на механизм отключения. При достижении определенной степени деформации происходит отключение автомата. На рисунке схематически показано, как работает тепловой расцепитель.

    Рис3.jpg

    Электромагнитный расцепитель выполняет функцию защиты от короткого замыкания. Название расцепителя указывает на его устройство. Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку, по которой течет ток нагрузки. Внутри катушки размещается сердечник из магнитного материала. Сердечник подпружинен. При протекании через катушку тока превышающего ток уставки, сердечник втягивается внутрь катушки, вызывая срабатывание защиты. Внешний вид электромагнитного расцепителя показан на рисунке.

    Рис4.jpg

    Как выбрать автоматический выключатель

    Зная назначение защит, которыми оборудуются автоматические выключатели, и представляя их устройство, намного проще понять критерии выбора автоматических выключателей.

    Мы уже упоминали, что автоматические выключатели могут иметь разное число полюсов. В однофазной сети обычно применяют однополюсные выключатели, а в трехфазной – трехполюсные. Двухполюсные и четырехполюсные выключатели часто применяю в качестве вводных автоматов различных щитов. С их помощью разрываются и фазы и ноль.

    В принципе, выбор автоматического выключателя должен выполняться по трем критериям. По номинальному току, току перегрузки и току короткого замыкания. Номинальный ток автомата это максимально допустимый ток, при котором автоматический выключатель может находиться во включенном состоянии неограниченное время. Тепловая защита автомата обычно имеет кратность 1.2Iн – 1.4Iн. Поэтому, выбирая номинал автомата, мы практически определяем порог срабатывания защиты от перегрузки.

    Стандартная линейка номинальных токов автоматических включателей наиболее часто применяемых в быту включает номиналы:

    6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А

    Номинал автомата, чаще всего выбирается исходя из максимально допустимого тока лини. Например, нам нужно защитить двужильный медный провод в виниловой изоляции, имеющий сечение 2.5мм 2 который будет питать блок розеток на кухне. Максимально допустимый ток для открыто проложенного провода будет составлять 27А. Исходя из этого тока, для защиты линии нужно выбрать автоматический включатель на 25А. Теперь если мы подключим к розеткам несколько нагрузок, у которых суммарный ток будет превышать 25А, у нас сработает тепловая защита. Это поможет избежать опасного нагрева провода и его возгорание.

    Что касается защиты от короткого замыкания, то кратность уставки этой защиты при питании розеток и других осветительных нагрузок можно выбирать минимальную.

    Следует обратить внимание, что в рассмотренном примере защита нагрузки не является приоритетной задачей, так как мы не можем прогнозировать количество и мощность электроприемников одновременно подключаемых к блоку розеток в каждый конкретный момент времени. Соответственно не можем определить, потребляет ли та или иная нагрузка номинальный ток или она работает в аварийном режиме.

    Если стоит задача защитить какой-нибудь конкретный электроприемник, например стиральную машину или электрическую плиту, то принцип выбора автоматического выключателя остается прежним. Только нужно ориентироваться не на предельно допустимый ток линии, а на номинальный ток нагрузки. При этом питающая линия должна быть рассчитана на этот ток или иметь некоторый запас по току.

    Если индивидуальная нагрузка имеет в своем составе электрический двигатель, то в принципе защита от короткого замыкания должна иметь большую кратность, нежели защита «осветительных» нагрузок. Для защиты электродвигателей кратность отсечки повышают, потому что пусковые токи электромоторов могут превышать номинальные токи в четыре и более раза. Из-за этого при пуске может происходить ложное срабатывание электромагнитного расцепителя автомата. Чтобы такого не происходило, для электродвигателей применяют автоматы с более «грубой» защитой. Это касается не только защиты от токов КЗ, но и времятоковой характеристики теплового расцепителя. Все выше сказанное относится к так называемым «тяжелым пускам». В быту это правило можно игнорировать и всюду применять автоматы с характеристикой токовой защиты мгновенного действия типа С.

    Выбор автоматического выключателя по мощности

    В предыдущем разделе было рассмотрено, как сделать выбор автоматического выключателя по току. Иногда потребляемый ток не известен, а известна номинальная мощность нагрузки. Зная напряжение сети и мощность электроприемника легко рассчитать потребляемый ток. Для однофазной сети формула выглядит следующим образом:

    Для трёхфазной сети при соединении электроприемников в «звезду» расчет выполняют по следующей формуле:

    Для «треугольника» применяется формула:

    Где P – мощность, I – ток, U – напряжение сети.

    В этом материале рассмотрели критерии выбора автоматических выключателей в зависимости от максимально допустимого тока проводников или мощности подключаемой нагрузки. Надеемся, что сведенья, содержащиеся в статье, будут вам полезны.

    Карта селективности

    Обязательно необходимо упомянуть о карте селективности, которая будет вам необходима «как воздух» для максимальной токовой защиты. Сама карта представляет собой определенную схему, построенную в осях, где отображаются все совокупности времятоковых характеристик установленных аппаратов. Пример предоставлен ниже:

    График

    Мы уже говорили, что все защитные аппараты должны быть подключены по-очереди друг за другом. И на карте отображают характеристики именно этих приборов. Главными правилами при чертежах карт являются: установки защит должны исходить от одного напряжения; масштаб необходимо выбирать с расчетом того, что будет видны все граничные точки; необходимо указать не только защитные свойства, но и максимальные и минимальные показатели коротких замыканий в расчетных точках схемы.

    Стоит отметить, что в сегодняшней практике крепко закрепилось отсутствие карт селективности в проектах, особенно при небольших напряжениях. И это нарушение всех норм проектирования, которое в итоге и является результатом отключения электричества у потребителей.

    Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

    Теперь вы знаете, что такое селективность защиты электрической сети и для чего она нужна. Если есть вопросы, можете задавать их на нашем форуме для электриков.

    Рабочая наибольшая ОС

    Вероятность наиболее неблагоприятной ситуации крайне мала. Обычно при возникновении аварийных ситуаций токи КЗ значительно меньше предельной отключающей способности автоматического выключателя (Icu). Этим объясняется длительный срок службы защитных устройств в реальных эксплуатационных условиях.

    Однако нельзя исключать возможность повторного возникновения КЗ через небольшой промежуток времени после включения питания. Чтобы увеличить запас по надежности, в промышленных моделях нормируют дополнительный параметр Ics. Соответствующее значение указывают в сопроводительной документации на изделие, как % от Icu по стандартной градации:

    • 25;
    • 50;
    • 75;
    • 100.

    Типовыми испытаниями проверяют сохранение коммутационных способностей автоматического выключателя после 3-х циклов с разрывом цепи после КЗ. После завершения процедуры уточняют соответствие скорости отключения и других технических параметров паспортным данным производителя.

    За качественный автомат известного бренда придется заплатить дороже. Однако подобные изделия создают по правилу равенства Icu и Ics (100%).

    Параметры и расчет максимальной токовой защиты

    МТЗ не может совмещать в себе функцию защиты от перегрузки, так как действие МТЗ должно происходить по возможности быстрее, а защита от перегрузки должна действовать, не отключая допустимые кратковременные токи перегрузки или пусковые токи при самозапуске электродвигателей.

    1. То есть первое условие выбора МТЗ — отстройка от максимального рабочего тока нагрузки
    2. После срабатывания защиты реле должно вернуться в рабочее положения. Ток возврата должен быть больше максимального рабочего тока, с учетом самозапуска, после предотвращения нарушения снабжения
    3. Ток срабатывания защиты равен коэффициенту запаса отнесенный к коэффициенту возврата и умноженный на коэффициент запуска и максимальный рабочий ток
    4. Ток срабатывания реле зависит от коэффициента схемы (зависит от реле), тока срабатывания защиты отнесенных к коэффициенту трансформатора тока
    5. Чувствительность защиты определяется отношением минимального тока короткого замыкания в конце зоны защиты к току срабатывания защиты
    6. Ступень времени для согласования выдежек времени зависит от выдержки времени соседней защиты, погрешности замедления реле времени соседней защиты, времени отключения выключателя соседней защиты. Для защит с независимой выдержкой времени это время может быть 0,4-0,5с, для защит с зависимой — 0,6-1с

    К достоинствам МТЗ относится их простота и наглядность, надежность, невысокая стоимость. К недостаткам можно отнести большие выдержки времени вблизи источников питания, хотя именно там токи короткого замыкания должны отключаться быстро.

    Максимальная токовая защита является основной в сетях до 10кВ, однако, применение она нашла и в сетях выше 10кВ.

    2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика политика конфиденциальности связаться с автором сайта

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Выключатель фонарей задней передачи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector