Wat is selectiviteit van stroomonderbrekers + principes voor het berekenen van selectiviteit
De selectiviteit of selectiviteit van stroomonderbrekers is de sleutel tot een betrouwbare werking van een elektrisch circuit. Deze functie helpt noodsituaties te voorkomen en tilt de veiligheid naar een hoger niveau.
Bij lijnoverbelasting of kortsluiting wordt alleen de beschadigde lijn beschermd, de rest van de elektrische installatie blijft in werkende staat. We zullen in dit artikel in detail analyseren waarom dit gebeurt, rekening houden met de belangrijkste taken van selectieve bescherming, verbindingsschema's en hun kenmerken.
We zullen ook aandacht besteden aan de berekening van selectiviteit en de regels voor het maken van een kaart, waarbij we het materiaal voorzien van visuele diagrammen, tabellen en foto's. En we zullen het artikel aanvullen met gedetailleerde uitleg in video's.
De inhoud van het artikel:
De betekenis en belangrijkste taken van selectieve bescherming
Veilige werking en stabiele werking van elektrische installaties zijn de taken die zijn toegewezen aan selectieve bescherming. Het berekent en sluit onmiddellijk het beschadigde gebied af zonder de stroomtoevoer naar gezonde gebieden te onderbreken. Selectiviteit vermindert de belasting van de installatie en verkleint de gevolgen van kortsluiting.
Met een goed functionerende werking van stroomonderbrekers worden verzoeken om een ononderbroken stroomvoorziening en als gevolg daarvan maximaal voldaan aan het technologische proces.
Wanneer de automatische apparatuur die de opening uitvoert defect raakt als gevolg van kortsluiting, krijgen consumenten dankzij selectiviteit normale stroom.
De regel die stelt dat de hoeveelheid stroom die door alle distributieschakelaars gaat die achter de ingangsstroomonderbreker zijn geïnstalleerd, kleiner is dan de aangegeven stroom van laatstgenoemde, vormt de basis van selectieve bescherming.
In totaal deze denominaties er kunnen er meer zijn, maar ieder afzonderlijk moet minstens één stap onder de inleidende stap staan. Dus als er een stroomonderbreker van 50 ampère aan de ingang is geïnstalleerd, wordt ernaast een schakelaar met een stroomsterkte van 40 A geïnstalleerd.
Met behulp van de hendel kunt u de stroomingang naar de terminals in- of uitschakelen. Contacten zijn verbonden met de terminals en vast. Het bewegende contact met de veer zorgt voor een snelle opening en het circuit is er via een vast contact mee verbonden.
Ontkoppeling, als de stroom de drempelwaarde overschrijdt, vindt plaats als gevolg van verwarming en buiging van de bimetaalplaat, evenals van de solenoïde.
De activeringsstromen worden aangepast met behulp van een stelschroef. Om het optreden van een elektrische boog tijdens het openen van het contact te voorkomen, werd een element zoals een boogdoofrooster in het circuit geïntroduceerd. Er is een grendel om de machinebehuizing vast te zetten.
Selectiviteit, als kenmerk van relaisbeveiliging, is het vermogen om een defecte systeemeenheid te detecteren en deze af te sluiten van het actieve deel van de EPS.
De selectiviteit van automaten is hun vermogen om afwisselend te werken. Als dit principe wordt overtreden, zullen zowel de stroomonderbrekers als de elektrische bedrading warm worden.
Als gevolg hiervan kan kortsluiting op de lijn, doorbranden van smeltbare contacten en isolatie optreden. Dit alles zal leiden tot uitval van elektrische apparaten en brand.
Stel dat er een noodgeval is op een lange elektriciteitsleiding. Volgens de hoofdregel van selectiviteit wordt de machine die zich het dichtst bij de schadelocatie bevindt als eerste geactiveerd.
Als er kortsluiting optreedt in een stopcontact in een gewoon appartement, moet de beveiliging van de lijn waarvan dit stopcontact deel uitmaakt, op het paneel worden geactiveerd. Als dit niet gebeurt, is het de beurt aan de stroomonderbreker op het paneel, en alleen daarachter - de ingang.
Absolute en relatieve selectiviteit van bescherming
Het concept van selectiviteit is gedefinieerd GOSTotm IEC 60947-1-2014. Er zijn twee soorten selectiviteit: absoluut en relatief. Als de bescherming zo wordt gecoördineerd dat deze uitsluitend binnen het beschermde gebied opereert, duidt dit op absolute selectiviteit.
In deze omstandigheden wordt de maximale selectiviteitsstroom hetzelfde als het maximale uitschakelvermogen van de stroomonderbreker die zich eronder bevindt.
Het activeren als back-up, wanneer er in het probleemgebied geen uitschakeling heeft plaatsgevonden, wordt relatief selectieve bescherming genoemd.In dit geval zijn de hierboven geplaatste schakelaars uitgeschakeld.
Als de gespecificeerde stroomwaarde van de stroomonderbreker wordt overschreden, d.w.z. bij afwezigheid van grote overbelastingen werkt selectieve bescherming vrijwel zonder problemen. Bij kortsluiting is dit veel lastiger te realiseren.
Bedrijven plaatsen gegevens over gefabriceerde producten op de behuizing van het apparaat en op hun websites. Het is belangrijk om correct te lezen markering van machines — bundels schakelaars worden alleen gevormd volgens de tabellen van één specifieke fabrikant. Er moet rekening mee worden gehouden dat op relatieve basis georganiseerde groepen een groot aantal functies vervullen.
Om de selectiviteit tussen de machine boven en onder te controleren, zoekt u het snijpunt van verticaal en horizontaal. Het garanderen van selectiviteit is een zeer belangrijke taak bij het voeden van consumenten die tot een speciale categorie behoren.
Als dit niet het geval is, kan het productieproces stilvallen, kunnen leidingen beschadigd raken, worden airconditioningsystemen, rookverwijderingssystemen en andere uitgeschakeld.
Soorten selectieve verbindingsschema's
Naast absolute en relatieve selectiviteit zijn er nog 7 soorten selectieve bescherming:
- zone;
- tijd-actueel;
- energie;
- tijdelijk;
- vol;
- gedeeltelijk;
- huidig
Om de vereiste selectiviteit van automatische beveiliging van elektrische netwerken met stroomonderbrekers te garanderen, worden verschillende methoden gebruikt. Maar hoe dan ook, het is belangrijk installeer de schakelaar correct, volgens het geselecteerde diagram en de installatieregels.
Type #1 - volledige en gedeeltelijke bescherming
Volledige bescherming betekent dat als een paar stroomonderbrekers in serie zijn aangesloten, het optreden van overstromen ervoor zorgt dat de stroomonderbreker die zich in de buurt van de foutzone bevindt, wordt uitgeschakeld.
Gedeeltelijke bescherming werkt volgens hetzelfde principe als volledige bescherming, maar alleen nadat de stroom de ingestelde drempel heeft bereikt.
Als selectiviteit wordt gegarandeerd tot de kleinste van de huidige waarden van twee AV's, is er reden om te praten over volledige selectiviteit daartussen. In dit geval zal de maximale waarde van de geschatte kortsluitstroom van de installatie onder alle omstandigheden gelijk zijn aan of kleiner zijn dan de stroomwaarde van de twee stroomonderbrekers.
Type #2 - huidig selectiviteitstype
De belangrijkste indicator voor de huidige selectiviteit is de maximale huidige markering. Van het object tot de invoer zijn de waarden in oplopende volgorde gerangschikt. De werking van deze selectiviteit van bescherming is op dezelfde basis gebaseerd als die van tijdselectiviteit.
Het enige verschil is dat de sluitertijd gebaseerd is op de huidige waarde: naarmate het kortsluitpunt de ingang nadert, nemen de kortsluitstroomwaarden toe. De uitschakeltijd kan hetzelfde zijn.
De door kortsluiting beschadigde zone wordt bepaald door de uitschakelinstelling voor verschillende stroomwaarden. Volledige selectiviteit kan alleen worden bereikt in omstandigheden waarin de kortsluitstroom laag is en in de opening tussen twee stroomonderbrekers apparatuur aanwezig is met een aanzienlijke elektrische weerstand.In deze situatie zullen de kortsluitstromen aanzienlijk verschillen.
Dit type selectiviteit wordt voornamelijk gebruikt in eindschakelborden. Deze combineert een nominale stroom van onbeduidende waarde en een kortsluitstroom met een hoge impedantie van de verbindingskabels.
Deze selectiviteitsoptie is voordelig, eenvoudig en werkt direct. Vaak kan de aangegeven selectiviteit echter gedeeltelijk zijn de hoogste stroom is meestal klein.
Wanneer de waarden van Isd1 en Isd2 hetzelfde of extreem dichtbij zijn, dan is Is - de maximale selectiviteitsstroom gelijk aan Isd2. Als deze waarden veel verschillen, is Is = Isd1.
De voorwaarde voor het garanderen van de huidige selectiviteit zijn de volgende ongelijkheden: Ir1/Ir2 > 2 en Isd1/Isd2 > 2. In dit geval is de maximale selectiviteit Is = Isd1.
Nadelen zijn onder meer de snelle toename van het beveiligingsniveau tegen hoge stromen. Het is onmogelijk om een beschadigde ketting snel los te koppelen als een van de machines defect blijkt te zijn.
Bij het berekenen van de huidige beveiligingsinstellingen moet rekening worden gehouden met de werkelijke stromen die door stroomonderbrekers gaan die in de automatische modus werken.
Type #3 - tijd en tijd-huidige optie
Wanneer er in een circuit meerdere stroomonderbrekers aanwezig zijn die identieke stroomkarakteristieken hebben, maar verschillende houdtijden, dan verzekeren ze elkaar in geval van een storing. Degene die zich in de buurt van de schadelocatie bevindt, zal onmiddellijk werken, de volgende zal na enige tijd werken, enz.
In het geval van tijdstroomselectiviteit reageren beveiligingsapparaten niet alleen op de stroom, maar ook op de duur van de reactie. Bij een bepaalde stroomwaarde wordt na enige vertragingstijd de beveiliging geactiveerd, de afstand tot de foutlocatie is kleiner. Het werkende deel van de installatie wordt niet uitgeschakeld.
De combinatie van stroom- en tijdselectiviteit verhoogt de uitschakelefficiëntie. Wanneer Isc B< Irm A is de selectiviteit compleet en vindt de werking onmiddellijk plaats. AB, bovenaan gelegen, is uitgerust met twee instellingen: Im A en Ii A. De eerste is een selectieve stroomonderbreking, de tweede is een onmiddellijke reactie.
Type #4 - energieselectiviteit van machines
Bij energieselectiviteit vinden uitschakelingen plaats in de machinebehuizing. De duur van het proces is zo kort dat de kortsluitstroom geen tijd heeft om zijn grenswaarde te benaderen.
Het tijdstroombeveiligingssysteem wordt als complex beschouwd. Het gaat hierbij niet alleen om de reactie op de stroom, maar ook om de tijd waarin dit plaatsvindt.
Naarmate de stroom toeneemt, neemt de responstijd van de machine af. De basis voor dit soort selectiviteit is het zo regelen van de beveiliging dat het beschermde object bij alle drempelstroomwaarden sneller werkt in vergelijking met de stroomonderbreker aan de ingang.
Type #5 - zoneverdedigingsplan
De zonemethode is complex en duur en wordt daarom vooral in de industrie gebruikt.Zodra de huidige drempelwaarden hun maximum bereiken, worden gegevens naar het controlecentrum verzonden en wordt de geselecteerde machine geactiveerd. Een elektrisch netwerk met dit soort selectiviteit omvat speciale elektronische releases.
Wanneer er een overtreding wordt gedetecteerd, wordt er een signaal verzonden van de schakelaar hieronder naar het apparaat erboven. De eerste machine moet binnen een seconde reageren. Als het niet reageert, wordt de tweede geactiveerd.
Als je dit soort selectiviteit vergelijkt met tijdselectiviteit, kun je zien dat de responstijd in dit geval veel lager is – soms honderden milliseconden. Zowel het percentage interventies in het systeem als het percentage schade wordt verminderd. Thermische en dynamische invloeden op delen van de installatie worden verminderd. Het aantal selectiviteitsniveaus neemt toe.
In het geval van zoneselectiviteit wordt de beveiliging aan de stroombronzijde geactiveerd, als we de kortsluitlocatie als uitgangspunt nemen. Totdat de machine wordt geactiveerd, wordt gecontroleerd of de beveiligingsinrichting aan de belaste zijde geen soortgelijk signaal afgeeft.
Maar een dergelijke selectiviteit vereist de aanwezigheid van een extra energiebron. Daarom vindt het rationele gebruik van dit type selectiviteit plaats in systemen met hoge kortsluitstroomparameters en een aanzienlijke stroom. Dit zijn schakel- en distributieapparaten die zich aan de belastingzijde van generatoren en transformatoren bevinden.
Berekening van de selectiviteit van machines
Geletterd machineselectie en een correcte instelling is het basisprincipe voor het behouden van de selectiviteit van stroomonderbrekers. Selectiviteit voor de schakelaar die zich dichtbij de bron bevindt, garandeert het voldoen aan de eis: Is.o.last ≥ Kn.o.∙ I k.prev.
Hier ben ik als laatste. - de huidige waarde die de bescherming activeert. Ik k.pred. — kortsluitstroom op het eindpunt van de zone die door de werking van de machine wordt bestreken, ver van de energiebron gelegen. Kn.o. — betrouwbaarheidscoëfficiënt. De waarde ervan hangt af van de spreiding van parameters.
De uitlijning tс.о.last ≥ tк.prev.+ ∆t demonstreert selectiviteit in het geval van tijdsafhankelijke AV-aanpassing. tс.о.last, tк.prev. — tijdsintervallen voor de bediening van schakelaars die zich op grote afstand van de stroombron bevinden en zich in de buurt bevinden. ∆t is een parameter die uit de catalogus komt en de temporele mate van selectiviteit aangeeft.
Selectiviteitskaart en regels voor de creatie ervan
De tijd-stroomkarakteristieken van alle apparaten in het elektrische netwerkcircuit worden weergegeven op een selectiviteitskaart. Het doel van de samenstelling ervan is om maximale bescherming van de machines te garanderen. De basis van schakelaarbeveiliging is het principe waarbij schakelaars strikt in serie achter elkaar worden aangesloten.
Er zijn een aantal regels vereist bij het maken van een selectiviteitskaart:
- Installaties moeten één spanningsbron hebben.
- Alle belangrijke ontwerppunten moeten duidelijk zichtbaar zijn. Rekening houdend met deze vereiste, is het noodzakelijk om een schaal te kiezen.
- De kaart geeft de beschermende eigenschappen en minimale en maximale kortsluitparameters op punten in het systeem aan.
Vaak worden ontwerpnormen overtreden en ontbreken selectiviteitskaarten in projecten. Dit kan leiden tot onderbrekingen in de stroomvoorziening naar consumenten.
De kaart geeft een compleet beeld van de afstemming van instellingen. Het biedt de mogelijkheid om de werking van machines te vergelijken op basis van kenmerken als selectiviteit.
Tijdstroomvariëteiten van assen vormen niet alleen de basis voor het construeren van selectiviteitskaarten voor stroombeveiliging in de vorm van stroomonderbrekers, maar ook voor de andere typen: zekeringen, relais. Normaal gesproken bevat één kaart 2-3 AB-kenmerken. De abscis-as toont de huidige waarde in kV, en de ordinaat-as toont de tijd in seconden.
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Problemen met de werking van stroomonderbrekers en hun eliminatie:
Een selectiviteitskaart tekenen met een speciaal programma:
Betrouwbaar en veilig gebruik van elektrische bedrading is onmogelijk zonder rekening te houden met de selectiviteit van de machines. Als u de belangrijkste punten kent van het creëren van selectieve bescherming, kunt u op competente wijze apparatuur voor uw technische project selecteren.
Bent u professioneel bezig met elektrotechnische installatiewerkzaamheden en wilt u bovenstaand materiaal aanvullen? Of heb je een inconsistentie of fout opgemerkt in dit artikel? Of misschien wil je onze experts een vraag stellen? Schrijf uw opmerkingen in het onderstaande blok.
Vraag: hoe construeer je een selectiviteitskaart bij gebruik van bijvoorbeeld zekeringen aan het begin van de voedingslijn en een stroomonderbreker aan het einde van de lijn, als in de tijdstroomkarakteristiek voor zekeringen de belastingstromen in A worden uitgezet de abscis-as, en in de karakteristiek voor de schakelaar zijn de uitschakelstromen uitgezet als veelvouden van de nominale stromen van de schakelaar in kA