Сверхток — это… (определение, виды сверхтоков, защита)

Возможно, вам также будет интересно

В общем случае эти потери имеют следующие составляющие: потери мощности во входной цепи ключа, или потери на управление; статические потери мощности, или потери в проводящем и блокирующем состоянии ключа; динамические потери, или потери в переходном процессе переключения. Таким образом, суммарные потери мощности могут быть определены следующим выражением: PΣ = Рупр + Рст + Рдин Задача

Назначение и виды насосных станций Насосные станции (НС) представляют собой сложный электрогидравлический технический комплекс сооружений и оборудования, в котором осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию потока жидкости и управление этим процессом преобразования. Основным назначением НС является обеспечение : требуемого графика подачи жидкости для нормальных и аварийных условий; наименьших затрат на сооружение, оснащение и эксплуатацию;

В статье рассматривается использование 1:1 магнитосвязанных индуктивностей совместно с понижающими DC/DC-преобразователями.

Виды селективных схем подключения

Защитная аппаратура по селективности подразделяется на несколько видов. К таковым относятся следующие виды защит:

полная;
частичная;
токовая;
временная;
времятоковая;
энергетическая.

Максимальная токовая защита

На каждом из них нужно остановиться отдельно.

Защита полная и частичная

При такой защищённости цепи подразумевается последовательное подключение аппаратов. В случае возникновения сверхтока сработает тот автомат, который ближе всего к месту повреждения.

Важно! Частичная избирательная защита отличается от полной селективности тем, что срабатывает лишь до установленного значения сверхтока

Токовый тип селективности

Выстраивая в убывающем порядке величины токов от источника к нагрузке, обеспечивают работу токовой избирательности. Главной мерой здесь является предельное значение токовой метки.

Например, начиная от источника питания или ввода, автоматические выключатели устанавливают в последовательности: 25А, 16А, 10А. Все автоматы могут иметь одинаковое время на срабатывание.

Важно! Между автоматами должно быть высокое сопротивление цепи. Тогда они будут иметь эффективную избирательность

Повышают сопротивление путём увеличения протяжённости линии, включения участков с проводом меньшего диаметра или вставкой трансформаторной обмотки.

Токовая селективность

Временная и времятоковая селективность

Что значит селективная защита по времени? Особенностью такого построения схемы релейной защиты является привязка ко времени срабатывания каждого защитного элемента. Автоматические выключатели обладают одинаковыми токовыми параметрами, но имеют разную выдержку времени при срабатывании. Время срабатывания увеличивается по мере удаления от нагрузки. К примеру, самый ближний рассчитан на срабатывание после 0,2 с. В случае его отказа через 0,5 с. должен сработать второй. Работа третьего автоматического выключателя рассчитана через 1 секунду в случае несрабатывания первых двух.

Временная избирательность

Очень сложной считается времятоковая избирательность. Чтобы её организовать, необходимо выбирать приборы групп: A, B, C, D. У группы А наивысшая защита (применяется в электроцепях). Каждая из этих групп имеет индивидуальную реакцию на величину электрического тока и временную задержку.

Энергетическая селективность автоматов

Такая защита обусловлена свойствами выключателей, которые заложены производителем. Быстрое срабатывание – до того, как токи КЗ достигли максимума. Счёт идёт на миллисекунды, согласовать такую избирательность очень сложно.

Энергетическая селективность

Что такое зонная селективность

Определение данного покрытия избирательной защитой сети связано с особенностью её построения. Это достаточно дорогой и сложный способ. В результате обработки сигналов, поступающих от каждого выключателя, определяется зона повреждения, и отключение происходит только в ней.

Информация. Для обустройства такой защиты требуется дополнительное питание. Сигнал от каждого выключателя подаётся в контрольный центр. Отключения производятся электронными расцепителями.

Такие схемы рациональнее всего использовать на промышленных предприятиях, где системы обладают высокими значениями токов КЗ и значительными рабочими токами.

Пример и график зонной избирательности

Литература » Устройство дуговой защиты микропроцессорное « ОВОД-МД »

В руководстве рассмотрены назначение, конструкция и эксплуатационные возможности устройства дуговой защитой ОВОД-МД (далее устройство); приведены основные технические характеристики, краткое описание работы устройства и методика его монтажа и технического обслуживания с оформлением протоколов проверки ОВОД-МД
Руководство содержит полезную информацию, необходимую для выпуска проектной документации по оснащению ячеек КРУ данным устройством. Представленные
здесь примеры применения и формирования алгоритма работы устройства не исчерпывают его широких возможностей. В итоге окончательный вариант логики работы устройства определяется проектной организацией или Заказчиком и подлежит согласованию с
техническими специалистами предприятия-изготовителя

Защитно-демпфирующие L-C-D-цепочки

На рис. 4а приведена схема защитно-демпфирующей L-C-D-цепочки (ЗДЦ) первого типа, предназначенной для транзисторно-диодных пар (VT–VД) . В исходном состоянии VT заперт, по VD течет прямой ток I(0), С₂ заpяжен, С₁ разряжен до нуля. После отпирания VT его ток нарастает по цепи демпфирующего дросселя L_д, снижающего величину амплитуды инверсионного тока VD и уменьшающего потери на включение. Одновременно конденсатор С₂ колебательно разряжается до нуля сначала по цепи VT-L_д-VD-VD_1,2, а после «захлопывания» VD — по цепи VT-L_д-C₁-VD₂. В момент обнуления напряжения на С₂ отпирается диод VД₃, и L_д сбрасывает остаток энергии, дозаряжая С₁. Таким образом, к моменту очередного запирания VT конденсатор С₂, шунтирующий VT, разряжен, что позволяет снизить потери на выключение VT. Далее конденсатор С₁ разряжается в цепь силового дросселя и нагрузки через VD₁.

Рис. 4. Защитно-демпфирующие L-C-D-цепочки (ЗДЦ): а) первого типа; б) второго типа

На рис. 4б показана ЗДЦ второго типа , предназначенная для транзисторных пар (VT₁–VT₂). В ней совмещены мостовая демпфирующая цепь (VD_3,4,5, С_2,3, L), предложенная в , с пассивной демпферно-коммутационной цепочкой (С₁, L_р, VD_1,2), осуществляющей рекуперацию энергии сглаживающего или защитного дросселя L_с(з) во входной фильтр (С_ф), предложенной в и защищенной приоритетом РФ. В цепи двух последовательно соединенных транзисторов устанавливается сглаживающий (звено постоянного тока) или защитный (от сквозных «сверхтоков») дроссель L_с(з), зашунтированный конденсаторно-диодной цепочкой (С₁–VD₁), общая точка которой через дроссель рекуперации (L_р) соединена со вторым электродом силовой цепи транзистора и с первым выводом фильтрового конденсатора (C_ф), а через диод (VD₂) — со вторым его выводом. Примем величину относительной длительности управляющего импульса γ = 0,5 постоянной. В исходном состоянии VT₁ заперт, С₁ заряжен до величины (UП/2–ΔU), С₂ и С₃ — разряжены, ток I(0) дросселя L_с(з) уменьшается по цепи С₁–VD₁, дозаряжая С₁ до величины (UП/2+ΔU), а ток I_р(0) дросселя L_р уменьшается по цепи VD₂–С_ф. После отпирания VT₁ помимо тока по цепи L_с(з) по транзистору начинает течь ток, определяющий колебательную зарядку конденсаторов С₂ и С₃ от С_ф и С₁ через VD₅ и L до напряжений на каждом приблизительно U_п. Кроме этого, происходит частичная разрядка С₁ до напряжения UП/2–ΔU по цепи VT₁–L_р с нарастанием тока в L_р. В первый момент после запирания VT₁ напряжение на нем отсутствует благодаря шунтированию цепью из последовательно соединенных С₁–С₂(С₃)–С_ф с напряжениями на них +U_П/2; –U_n ; +U_П/2 соответственно. Этим достигается снижение потерь на выключение. Заметим, что цепь С₁–VT₁–L_р–VD₂–С_ф представляет собой инвертирующий конвертор, который при относительной длительности управляющего импульса γ = 0,5 и условии непрерывности тока в L_р автоматически выполняет соотношение

осуществляя при этом рекуперацию коммутационной энергии дросселя L_с(з) во входной фильтр.

И наконец, возможен вариант комбинации ЗДЦ первого и второго типов (ЗДЦ_I-II).

Далее рассмотрим наиболее рациональные варианты применения ЗДЦ в схемах основных силовых импульсных преобразователей.

ЗДЗ волоконно-оптического типа

Устройство дуговой защиты Овод-МД. Блок преобразования и мониторинга открыт. Видны подключенные волоконно-оптические кабели (синие) идущие от волоконно-оптически датчиков

Как и ЗДЗ фототиристорного типа, данный тип ЗДЗ реагирует на световую вспышку от электрической дуги. В качестве датчика, реагирующего на световую вспышку от электрической дуги используется волоконно-оптический датчик (ВОД).
Применяется два типа ВОД:

петлевого типа;
радиального типа.

ВОД размещаются по одному в каждом отсеке ячейки КРУ:

в отсеке ввода;
в отсеке выкатного элемента;
в кабельном отсеке;
в пространстве шинного моста.

Применяются также эконом-варианты размещения ВОД — так, например, один ВОД может быть одновременно размещен и в шинных отсеках и в отсеках выкатных элементов в нескольких ячейках одной секции.
При дуговом КЗ каждый ВОД фиксирует световую вспышку от электрической дуги и формирует сигнал «Срабатывание», которые передается по ВОЛС на МП терминал ЗДЗ. В свою очередь МП терминал ЗДЗ на основании сигналов «Срабатывания» от ВОД формирует команды на отключение соответствующих выключателей с целью ликвидации дугового КЗ.

Для предотвращения неправильной работы ЗДЗ предусматривается токовый контроль — сигнал на отключение выдается МП терминалом ЗДЗ только при наличии 2-х факторов:

сигнала «Срабатывание» от ВОД;
сигнала «Пуск МТЗ» от терминала защиты (терминала защиты ввода КРУ или терминала защиты стороны ВН трансформатора).

При наличии только сигнала «Срабатывание» от ВОД без сигнала «Пуск МТЗ» отключение выключателей от ЗДЗ не происходит и МП терминал ЗДЗ выдает сигнал «Неисправность ВОД».

Построение оптико-электрических дуговых защит

Оптико-электрические дуговые защиты по типу используемых датчиков можно разделить на две группы: с полупроводниковыми фотодатчиками и с волоконно-оптическими датчиками. Тип датчика определяет не только алгоритмы обработки информации, но и исполнение защит, которые можно классифицировать как индивидуальные и централизованные.

Централизованная защита, как правило, предназначены для защиты секции или группы ячеек и не обеспечивают селективного выявления зоны повреждения. Оптические датчики, например полупроводниковые фотоприборы, соединяются параллельно, а ВОД включается в виде петли.

Индивидуальное исполнение защиты позволяет выполнить воздействие на выключатель поврежденной ячейки, обеспечить селективность действия защиты и выявить поврежденную зону.

Построение оптико — электрических дуговых защит (ОЭДЗ)

Дуговая защита КРУ должна строиться с учетом его конструктивных особенностей и типов коммутационных аппаратов. Для этого необходимо выделить как особые элементы распредустройства, к которым относятся ячейки вводного выключателя, ячейка секционного выключателя, особые зоны (отсеки) ячеек КРУ: отсек шинного моста, отсеки высоковольтных выключателей, трансформатора напряжения и т. д. Такое деление КРУ на зоны позволит наиболее оптимально выполнять воздействия на коммутационные аппараты с минимизацией объёмов повреждений.

При КЗ в особых элементах требуется отключение секции без выдержки времени, а при КЗ в особых зонах, например, в отсеках измерительных трансформаторов тока, кабельной разделки и проходных изоляторов возможно отключение только поврежденной ячейки, например, при использовании вакуумных выключателей.

Горение дуги в ячейке вводного выключателя требует воздействия на отключение не только секционного выключателя, но и выключателя со стороны высшего напряжения силового трансформатора. Повреждение же секционного выключателя требует отключения вводных выключателей. С учетом вышеизложенного защита должна обеспечивать селективное выявление дуговых коротких замыканий в ячейках и их отсеках.

Существует также и другой подход в построении дуговой защиты КРУ, согласно которому любое КЗ в КРУ должно отключаться вводным выключателем, что приводит к «погашению» секции. Такой подход упрощает реализацию защиты и допускает объединение датчиков, например, позволяет выполнять оптико-электрический датчик единым, что имеет место при использовании ВОЛС, соединенной в «петлю». При реализации защиты по первому варианту возможно объединение ОЭДЗ и устройств, воздействующих на одни и те же выключатели.

Схема

Разновидностей, комбинаций, мест релейной защиты на сетях и в ЭУ чрезвычайно много. Есть также стандартизированные варианты, своеобразные шаблоны — принципиальные схемы. Но независимо от сложности любой чертеж можно понять, только научившись его читать. Этот навык необходим для работы с РЗиА.

По важности и сложности «принципиалки» комплектов РЗиА вторые в проекте всей системы электрооборудования. Во всех случаях — при разработке или для проверки готовых схем потребуются хотя бы минимальные навыки в электротехнике

Даже специалистам порой сложно разобраться в схеме РЗ на элементарном вводе трансформаторов 10 кВ, не говоря уже в целом для подстанции 110/10 кВ.

Рассмотрим прием, упрощающий понимание чертежей. Нижеописанный метод стандартный и распространенный, он не наносит ущерб качеству анализа.

Разбивка схемы на части

Целая схема чрезвычайно сложная для восприятия, поэтому ее условно разделяют на обособленные участки и анализируют каждый отдельно.

Рассмотрим РЗиА с терминалами на микропроцессорах, разделим чертеж на 10 позиций:

поясняющая;
цепи:
- измерений (тока, напряжений);
- механизма выключателя;
- задействованного тока (оперативного), в том числе питание терминала;
- сигнализации;
- выходные, в том числе ТС и резерва;
- АСУ;
- вспомогательные (обогрев, свет, розетки и пр.);
список элементов, может быть отдельно;
параметрирование, изложенное в таблицах и логических схемах. Также могут выделяться отдельно.

Не каждый комплект РЗ содержит все 10 позиций, но отсутствие какой-либо должно быть обосновано, если же это невозможно сделать, то в наличии ошибка в схеме.

Указанный метод — это своеобразный чек лист, система анализа. Полученные результаты можно зафиксировать списком с галочками напротив пунктов и передать исполнителю перед конструированием.

Пример проверки: обосновывается отсутствие цепи привода в ТН 10 кВ (позиция 2 в разделе «цепи» списка) тем, что ячейка последнего без выключателя, и это логично. Если же ответа на поставленный вопрос, например, почему по вводу 10 кВ в РЗ отсутствуют данные параметрирования, нет, то в наличие ошибка, особенно для терминалов с гибкой логикой.

Типовые ошибки схем:

в токовых цепях — неправильная полярность при подсоединении ТТ к терминалу;
цепи привода — взвод (готовность к активации). Может быть неправильное смыкание, разомкнутость. Надо проверять сопоставляя с алгоритмом терминала;
цепи оперативных токов — ключи контроля, режима управления (МУ/ДУ);
цепи дуговой защиты, конструкции с генерированием особенно подвержены таким сложным ошибкам.

Пример разбивки схемы и прочтения

Для объяснения мы взяли популярный пример из интернета, к нему также в сети есть видеоматериалы. Схему покажем по частям (соединяются в горизонтальной плоскости), так как она достаточно большая.

Чертеж для РЗ с электромеханическими реле, выключателем ВВТЕЛ Тавридаэлектрик (без терминала, это не цифровая конструкция на микропроцессорах) линии 10 кВ на подстанции 110/10 кВ:

Вторая часть схемы:

Третья часть схемы:

Схема доступная в сети, для ее открытия потребуются специальные программы для чертежей. Далее, выделим и покажем части.

Поясняющая схема:

Измерительные цепи (электромеханика, МТЗ, МТО, цепи питания от переменного опертока привода выключателя, счетчики преобразователи):

Цепи привода (блок питания и управления, цепи электромагнитов):

Цепи оперативного тока (автомат, исполнительные реле, блок питания):

Дуговая защита относится к цепям опертока:

Цепи аварийной и предупредительной сигнализации световой, центральной (ниже):

Выходные цепи (в данном случае это то, что входит в телесигнализацию):

Вспомогательные цепи:

Перечень элементов:

В данном примере нет таблиц логики, данных параметрирования, цепей АСУ, параллельной защиты автоматики, так как эта релейная защита без терминала, не на микропроцессорах.

Области применения

С помощью высокоскоростных устройств дифференциальной защиты того или иного типа удаётся обезопасить работу большинства образцов электротехнического оборудования. К ним могут быть отнесены электродвигатели, ЛЭП, трансформаторы и генераторы распределительных подстанций и прочее.

Продольная дифференциальная токовая защита традиционно применяется в цепях предупреждения замыканий следующего оборудования:

Промышленные трансформаторные изделия;
Отдельные образцы трансформаторов электрических подстанций с рабочей мощностью свыше 6,3 кВА;
Параллельно включённые индуктивные устройства мощностью свыше 1000 кВА.

Основная область применения поперечных систем – высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП), рассчитанные на напряжения 35-220 кВ. Помимо этого, дифференциальная защита может применяться на параллельно включаемых линиях электропередач с подводами от двух различных подстанций.

Однако использование такой защиты ограничено следующими факторами:

Сложность быстрого определения места КЗ;
Невозможность применения дзл в ЛЭП с автоматами;
Необходимость в выключении одной из линий, работающей на общую нагрузку.

Дополнительная информация. При двухстороннем питании высоковольтной трассы дифференциальная защита располагается с обоих её концов, а в случае одностороннего включения – только на источнике электроэнергии.

Виды и типы УЗДП

При всем при этом, ГОСТ не определяет как именно это сделать. Каждый производитель решает задачу по своему и оформляет соответствующие патенты.

Меандр УЗМ 51МД

AFDD Eaton

УЗИс-С1-40 Эколайт

Siemens 5SM AFD

ABB S-ARC1

Hager

Только при наложении в совокупности всех факторов, защитный аппарат определяет что в цепи появилась дуга и отключает ее.

Если импульсы в сети меньше заданной амплитуды, то это считается не опасным и прибор не реагирует.

Ручных настроек в отличии от привычных нам реле напряжения, на таких дугозащитных «автоматах» нет.

В релюшках напряжения можно подкрутить срабатывание как по верхней границе, так и по нижней. Здесь же все параметры задаются на заводе изготовителе.

Безусловно, у самых первых подобных экземпляров все еще встречаются погрешности и ложные срабатывания. Технологию нельзя назвать до конца отработанной.

Однако большинство грубых ошибок уже исключены. Например обыкновенный пылесос, блендер или дрель, при включении могут породить похожую на дугу определенную волновую характеристику. Также дуга возникает при электророзжиге плиты.

Любой щеточный электроинструмент искрит, в особенности если его щетки уже достаточно выработались. Не говоря уже про начальный бросок пускового тока.

Производители учитывают все эти рабочие моменты и ложных срабатываний у качественных моделей становится все меньше и меньше.

Как быстро должны срабатывать такие устройства обнаружения дугового разряда? Зависит здесь все от напряжения и номинала тока дуги.

По требованию стандарта IEC 62606 при токе в 10А время срабатывания не должно превышать 0,25 секунд.

Вот таблица всех значений:

Перегрузка по напряжению

Перегрузка по напряжению становится опасной, когда его амплитуда приближается к уровню пробоя полупроводникового элемента (транзистора или диода). Относительно IGBT и MOSFET критическое перенапряжение может воздействовать как на силовые («коллектор–эмиттер», «сток–исток»), так и на сигнальные выводы («затвор–эмиттер», «затвор–сток»). На рис. 2 показаны основные виды перегрузок на силовых терминалах полупроводниковых ключей в классической схеме стойки инвертора.

Рис. 2. Виды перегрузок по напряжению

В любой коммутационной цепи могут присутствовать внешние и внутренние перенапряжения, имеющие разную природу возникновения. «Внешнюю перегрузку» можно рассматривать как динамическое увеличение напряжения коммутации v_K. Такая ситуация может наблюдаться в питающей контактной DC-сети или в любой системе силового питания постоянного тока. Увеличение DC-напряжения вызывается разными причинами, это происходит, например, при динамическом торможении электропривода или сбое в алгоритме управления импульсным выпрямителем.

«Внутреннее перенапряжение», как правило, генерируется при запирании силового ключа, работающего на индуктивную нагрузку L_K (Dv = L_K × di/dt), или возникновении осцилляций на паразитных контурах коммутационных цепей. Вот типовые примеры подобных ситуаций:

Активное отключение тока нагрузки i_L транзисторами S₁ и S₂ при нормальной работе инвертора: в импульсных источниках питания (SMPS) под L_K понимается индуктивность рассеяния трансформатора, которая находится в пределах 1–100 нГн.
Обратное восстановление (di_rr/dt) при пассивном отключении быстрых диодов в режиме жесткой (HS) или плавной коммутации (ZCS). Конвертеры ZCS по принципу своей работы отличаются высокой индуктивностью коммутационной цепи, которая может достигать 10 мкГн.
Высокая скорость отключения тока КЗ (десятки кА/мкс) в 2-уровневых инверторах со звеном постоянного тока.
Активное аварийное отключение тока DC-шины в инверторах тока (Current Source Inverter, CSI).

Кроме указанных причин, перегрузка силового ключа может быть следствием статического или динамического небаланса при последовательном соединении транзисторов. Перенапряжения при нормальной работе преобразователей или в аварийном режиме могут иметь периодический (в диапазоне Гц и кГц) и апериодический характер.

Причины возникновения перенапряжений между сигнальными выводами:

неисправность источника питания драйвера;
обратная связь через емкость Миллера вследствие высокого значения dv/dt (например, в режиме КЗ);
обратная связь по эмиттеру/истоку из-за высокой скорости коммутации di/dt;
рост напряжения на затворе при активном ограничении;
паразитные осцилляции в цепи затвора (колебательный процесс при коммутации силовой цепи, паразитные колебания между затворами параллельных ключей и т. д.).

Опасность искрения в выключателях, проводах и скрутках

С искрением и дуговым пробоем знаком практически каждый человек. Если в темное время суток нажать на клавишу выключателя света, то с некоторой вероятностью через пластиковый корпус получится разглядеть тусклую кратковременную зеленую вспышку. Подобный эффект в большей степени свойственен старым выключателям.

Явление носит вполне логичную природу. При включении света контакты выключателя приближаются. В некоторый момент времени они настолько близки, что между ними происходит пробой воздушного промежутка. Загорается очень маленькая и кратковременная дуга, которая и создает вспышку.

Данная ситуация безопасна, если говорить об исправном выключателе. Однако подобное часто происходит в распределительных коробках. Если провода слабо затянуты в скрутке или плохо прижаты под клеммником автомата, то они также будут искрить. При этом напряжение и ток в сети ведут себя самым непредсказуемым образом. Проблему усугубляет наличие в квартире емкостных и индуктивных потребителей.

Важно! Плохой контакт в скрутке, коробке или под клеммником автоматического выключателя приводит к искрению проводки. Оно, в свою очередь, создает непроизвольные скачки сетевого напряжения и тока. Данное явление способно вывести из строя дорогостоящие бытовые приборы

Особенно те, в которых содержатся электронные микросхемы, процессоры и цифровые платы

Данное явление способно вывести из строя дорогостоящие бытовые приборы. Особенно те, в которых содержатся электронные микросхемы, процессоры и цифровые платы.

Плохой контакт в скрутке

Основные задачи селективной защиты

Селективность – это процесс, означающий выбор (отбор). Этот термин применим к разным отраслям и направлениям деятельности человека. Например, в химии, при протекании химических реакций, ведут речь об индексе селективности. При этом рассматривают избирательность химических превращений.

Что касается человека, то его восприятие окружающего мира, выбор информации, а также её запоминание носят избирательный характер.

Что же такое селективность в электрике, и для чего она нужна?

К задачам электрической селективной защиты относятся:

гарантия безопасности оборудования и обслуживающего персонала;
моментальное установление места повреждения и отключение только неисправного участка;
уменьшение отрицательных результатов влияния аварии на другие узлы и части электроприборов;
минимизация повреждений на неисправном участке;
гарантирование максимальной беспрерывности работы электросистемы;
достижение простоты эксплуатирования электрического оборудования.

К тому же селективность снижает последствия коротких замыканий и нагрузку на устройство.

Виды защиты

Временная

В цепь подключается ряда автоматов, обладающих различной выдержкой по времени, но идентичными токовыми параметрами. В итоге приборы подстраховывают один другого от ближайшего к неисправной зоне до наиболее удаленного устройства. К примеру, сработка ближайшего произойдет спустя 0,02 с, последующего — через 0,5 с, последнего, если не произойдет сработки предыдущих- спустя 1 с.

Принципиальная схема для выбора автоматических выключателей и УЗО по времени срабатывания

Про типы УЗО и его подключение подробно описано в статьях:

Какие типы УЗО существуют и в чем их различие?
Как правильно подключить УЗО? Схема подключения

По току

Принцип работы такого типа селективности одинаков с предыдущим, за исключением выдержки, происходящей по значению тока, а не по скорости сработки. Например, выключатели установлены на вводе 25А, затем на 16А, а после — на 10А. Срок сработки у всех приборов может быть равным.

Принципиальна схема подбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

По зонам

При определении нарушения диапазона тока сработка прибора позволяет с наиболее возможной точностью выявить аварийную зону и прекратить ее питание.

Принцип логики

Такой тип селективности в сети организуется обмен данными между подключенными к сети по последовательной схеме защитными приборами со значительным количеством порогов избирательности. При этом появляется возможность изменения задержки срока срабатывания любой из защит.

Принцип действия схемы логической селективности позволяет выбрать требуемый отключающий автомат

В итоге происходит сработка именно тех защитных приборов, которые располагаются близко от поставщиков электропитания, а близкие к оборудованию не подключаются. Это позволяет сделать выбор в пользу автомата, отключающего подачу аварийного тока.

По направленности

Включение приборов защиты осуществляется по очереди, формируемой направленностью тока. С помощью вектора напряжения задается некая точка, по отношению к которой сам вектор обладает фазовым сдвигом. Реле при этом реагирует и на напряжение, и на поступающий ток. Подлежащая защите цепь приспосабливается к размещению как в отключаемой зоне, так и на участке, на котором не производится отключение.

Включение устройств УЗО и выключателей, реализуемое по принципу направленности селективной защиты

При возникновении короткого замыкания в точке 1 устройство защиты D1 и выключатель, управляющийся им, среагируют, и будет произведено отключение. Сработки других приборов в этом случае не осуществится.

При возникновении короткого замыкания во 2-й точке обе защиты и выключатель не сработают.

Преимуществом такой схемы можно назвать простоту устройства. К недостатку следует отнести необходимость установки вспомогательного оборудования — трансформаторов напряжения, требующихся для выявления направленности тока.

По принципу дифференцирования

Такой тип селективности свойственен цепям с подключением мощных потребителей.

Отступления параметров токов по фазе и амплитуде в пунктах А и В будут определяться как аварийные. При нештатном событии за границами зоны АВ не фиксируются. Защита сработает при условии превышения величиной тока IA величины тока IB. Для реализации такого принципа требуется установка трансформаторов тока особых типов, позволяющих выстроить надежную защиту от процессов, оказывающих воздействие на сработку приборов:

намагничивающего тока трансформатора;
насыщения датчиков тока и образующегося тока погрешности;
емкостного элемента тока ЛЭП.

Принцип селективной дифференциальной защиты при подключении оборудования со значительной мощностьюПреимуществами такого метода являются:

высокий уровень чувствительности;
высокая скорость отключения в защищаемой зоне.

К минусам относятся:

немалая стоимость;
повышенные требования к сотрудникам, получивших доступ к работе с защитой;
необходимость обустройства наибольшей токовой защиты при возникновении нештатных событий.

Требования к РЗиА

Требования к релейной защите исчерпывающе прописаны в ПУЭ (Р. 3 Гл. 3.2), а также в многочисленных пособиях — смысла дублировать их в статье нет

Обобщим их так, чтобы читатель смог сориентироваться, на что обратить внимание, быстро найти и уточнить их в указанных источниках

Выполнением каких принципов обеспечивается работоспособность

Нарушения в работе РЗиА при некорректном подборе, монтаже, несоблюдении норм:

ложные тревоги при исправной ЭУ и сети;
ненужные активации, например, когда сработка исполнительных узлов излишняя;
повреждения конструкции РЗ.

ПУЭ и связанные нормативные акты предъявляют требования, с помощью которых исключается перечисленное выше (касаются проекта, монтажа, настройки и запуска, техобслуживания):

соблюдение по классам, уровням надежности;
чувствительность;
быстрота сработки;
селективность — обеспечение уровней активации защиты в правильном порядке. Этот параметр тесно связанный с предыдущими двумя.

Надежность

Определяется такими характеристиками:

безотказностью;
соблюдением количества заложенных при создании РЗ циклов сработки;
ремонтопригодностью;
продолжительностью службы, сохраняемость. Ее должен гарантировать производитель, конструктор согласно ТУ (которая обязательно согласовывается с ГОСТами, ПУЭ) продукции. Изделие должно иметь паспорт и сертификат.

Каждая позиция имеет свою оценку, указанную в техдокументации, в утвержденном согласно нормативным документам проекте.

Есть 3 позиции по надежности при ТО и эксплуатации РЗ по активации: при КЗ внутренних на рабочих локациях, за их границами, при функционировании без неисправностей. Надежность бывает 2 типов: эксплуатационная и аппаратная.

Чувствительность

Требования, предъявляемые к РЗА, релейной защите в первую очередь касаются функциональных настроек, так как фиксация пороговых значений, нарушения уставок подразумевают наличие у РЗ определенной чувствительности.

Надо правильно определить, какая предполагаемая степень нарушения режима, перегрузки является опасной, и подобрать под нее соответственно настроенный вариант РЗ.

Есть уравнение для чувствительности (ее числового значения) при возникновении КЗ. Применяется специальная характеристика — Кч, коэффициент.

Кч = Iкз min/Iсз

Расчет: отношение наименьшего тока КЗ рабочего участка к величине тока активации. РЗ нормально функционирует при Iсз < Iкз min. Наиболее оптимальная чувствительность (коэфф.) — 1.5–2.

Быстродействие

Быстрота обесточивания имеет 2 составляющие:

сработка защитных алгоритмов с командой на нижеуказанный узел;
задействование привода выключателя.

Реагирование по времени регулируемое в диапазоне мин.-макс. значения в зависимости от возможностей устройства релейной защиты, применяемых элементов. Задержка сработки создается внедрением специальных реле с возможностью настройки, такая опция используется для наиболее отдаленных защит. РЗ размещенные ближе к месту неполадки, к защищаемому участку настраиваются на более короткий временной интервал активации или применяются без него.

Селективность

Второе название данной характеристики — избирательность. Опция позволяет определить место повреждения в схемах любой сложности.

Генератором вырабатывается и подается электричество потребителям на сегментах 1–3 (каждый со своей защитой). При КЗ на приборе потребителя на 3 промежутке, ток течет по всем узлам РЗ, начиная от источника энергии. В таких условиях целесообразно отключать цепь сегмента с неисправностью, например, электромотора, оставляя задействованными остальных исправных потребителей. С этой целью есть возможность делать уставки РЗ для каждой цепи. Обычно такие особенности закладываются еще на стадии проектирования.

Защита 5 3-го сегмента должна фиксировать токи неполадок раньше, и оперативнее активироваться, отключая поврежденные сегменты от цепей. Поэтому величины токово-временных уставок на каждом промежутке снижаются от генератора к потребителю. Прицип: чем дальше от локации поломки, тем меньшая чувствительность. Так одновременно реализуется резервирование, учитывающее возможность эффективной защиты при неполадках любых приборов, включая и системы РЗ более низкой ступени. Описанная схема означает, что при поломке самой защиты 5 сегмента 3 при аварии должны активироваться приборы защиты 3 или 4 промежутка 2. А эти секции, в свою очередь, подстраховываются защитными узлами сегмента 1.

Заключение

Рассмотренные схемные решения для защиты от сверхтоков и перенапряжений, а также для снижения коммутационных потерь в силовых импульсных преобразователях представляют собой простые пассивные L-CD-цепочки, обладают существенной эффективностью и могут быть использованы во всех основных типах преобразователей:

бестрансформаторных и трансформаторных конверторах;
обратимых активных делителях напряжения;
инверторах прямоугольного тока и напряжения;
регулируемых по амплитуде и частоте многофазных инверторах синусоидального напряжения.

Схемы представляются полезными для широкого круга разработчиков силовых импульсных преобразователей.