Точка безопасности
С точки зрения безопасности и надежности работы всей низковольтной установки обычно желательно специально изолировать часть системы, подверженной короткому замыканию, чтобы предотвратить распространение неисправности.
Умное и безопасное защитное отключение системы LV с селективностью (на фото: распределительное устройство низкого напряжения ABB MNS - модернизация производственного завода Yara, ведущей мировой компании по производству удобрений в Порсгрунне, Норвегия, кредит: ABB)
Селективность предназначена для обеспечения того, чтобы защитное отключение было максимально близко к месту неисправности, чтобы незатронутые компоненты установки могли продолжать нормально работать.
Стандарт IEC 61439 - Новый стандарт для низковольтных распределительных устройств и устройств управления. СБОРКИ - относится к корпусам, для которых номинальное напряжение составляет менее 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока.
Это часто также требуется по соображениям безопасности и в IEC 60439-1 (узлы низковольтных распределительных устройств), предназначенные для установок, требующих высокого уровня непрерывности тока.
В зданиях и на промышленных предприятиях радиальные распределительные сети являются нормой. В системах радиального распределения имеется несколько защитных устройств последовательно, как правило, с уменьшенными номинальными токами от конца подачи до конца нагрузки.
В то время как рабочие токи уменьшаются с конца подачи до конца нагрузки, в случае короткого замыкания один и тот же ток замыкания будет протекать через все защитные устройства, подключенные последовательно.
Каскадом характеристик отключения должно быть гарантировано, что активируется только соответствующее защитное устройство, которое ближе всего к месту неисправности, и, следовательно, неисправность избирательно ограничивается наименьшей возможной частью установки. Мы видели в одной из предыдущих технических статей «Упростить установку в нисходящем направлении с помощью Cascading» - что каскадирование на самом деле делает систему защиты более дешевой благодаря упрощению последующей установки (например, автоматических выключателей).
Основным предварительным условием селективности защитных устройств, соединенных последовательно, является то, что характеристика отключения защитного устройства ниже по потоку (ближе к нагрузке) выше, чем у восходящего устройства. И все это с учетом всех допусков и по всему диапазону тока до максимального предполагаемого тока короткого замыкания.
Особое внимание следует уделить области высоких сверхтоков, где значительны последствия ограничения тока и времени разрушения. Таким образом, предохранитель восходящего потока не работает, если весь I 2 t нижнего защитного устройства (предохранитель, автоматический выключатель) меньше плавления I 2 t предохранителя. Выключатель с восходящим потоком, с другой стороны, не работает, если максимальный ток отключения I D устройства защиты ниже по потоку меньше, чем значение активации его магнитного отпускания.
В отдельных случаях для правильного выбора устройств требуется ссылка на изготовление документов и часто техническую поддержку производителя. Основные факты представлены ниже.
Селективность между последовательно соединенными предохранителями
Предохранители, подключенные последовательно, действуют выборочно, если их временные характеристические кривые имеют достаточный взаимный интервал, и их диапазоны допуска не касаются (рис. 1).
Рисунок 1 - Селективность между последовательно соединенными предохранителями
При высоких токах короткого замыкания значение плавления I 2 t предохранителя выше по потоку должно превышать значение разрыва I 2 t (время плавления и очистки) меньшего предохранителя ниже по потоку. Это обычно имеет место, если их номинальные токи отличаются в 1, 6 и более.
Селективность выключателей, соединенных последовательно
Текущая селективность
В распределительных сетях номинальные токи переключателей постоянно снижаются от трансформатора до нагрузки. Поскольку расцепители короткого замыкания обычно работают с кратным номинальному току, их уровни выпуска уменьшаются одинаково с расстоянием от источника питания.
Поскольку предполагаемые токи короткого замыкания также уменьшаются с увеличением расстояния от точки подачи из-за затухания линии, можно создать так называемую естественную селективность по текущей величине.
Это означает, что максимальный ток короткого замыкания с коротким замыканием на стороне нагрузки переключателя 2 (рис. 2) ниже значения отключения магнитного разряда переключателя 1.
Токи короткого замыкания должны быть известны на местах установки коммутаторов. Селективность обычно не гарантируется токами короткого замыкания выше значения срабатывания магнитного размыкания автоматического выключателя.
Рисунок 2 - Дана текущая селективность двух автоматических выключателей, если предполагаемый ток короткого замыкания ниже по потоку от выключателя 2 меньше значения отключения магнитного разряда Switch 1
b = Разгрузка перегрузки
s = короткое замыкание
При оценке текущей селективности следует учитывать допуски на срабатывание короткого замыкания (+/- 20% в соответствии с IEC 60947-2).
Временная селективность
Если текущая селективность между автоматическими выключателями невозможна, селективность должна быть достигнута путем каскадирования времени отключения, то есть автоматический выключатель на входе работает с короткой задержкой, чтобы обеспечить время короткого замыкания на выходе после отключения.
Если короткое замыкание происходит между двумя переключателями, то оно будет продолжаться во время короткого замыкания переключателя 1, и по прошествии этого времени он будет отключен последним (рис. 3).
Рисунок 3 - Временная селективность двух автоматических выключателей в серии
b = Разгрузка перегрузки
s = короткое замыкание (переключатель 1 с кратковременной задержкой, категория использования B)
Для каскадирования времени отключения требуется, чтобы переключатель 1 мог переносить ток короткого замыкания во время задержки отключения. Это имеет место при использовании автоматических выключателей категории использования B.
Критической переменной является номинальный кратковременный ток I cw, который определяет величину допустимого кратковременного тока в течение определенного периода. Обычно он указывается как 1s-ток и может быть преобразован в другие времена с I 2 t = const.
Селективность между предохранителем и выпрямителем
Рисунок 4 - Селективность между предохранителем и выпрямителем
1 = автоматический выключатель
2 = Предохранитель
В диапазоне перегрузки задана селективность, если характеристика отключения от перегрузки находится под характеристической кривой плавкого предохранителя (с учетом диапазона допуска). В диапазоне короткого замыкания селективность определяется в той степени, в которой полное время отключения (включая время очистки) выключателя ниже характеристики плавления предохранителя.
Селективность между автоматическим выключателем и предохранителем ниже по потоку
Рисунок 5 - Селективность между автоматическим выключателем и предохранителем ниже по потоку
1 = автоматический выключатель
2 = Предохранитель
Селективность в диапазоне срабатывания короткого замыкания автоматического выключателя задается, когда ток отключения предохранителя меньше его значения отключения.
верхний
Селективность и пониженное напряжение
При коротком замыкании напряжение питания ломается в месте короткого замыкания. Размер остаточного напряжения зависит от импеданса неисправности. Если создается электрическая дуга, напряжение составляет примерно. 30 В до 70 В.
Поскольку ток короткого замыкания протекает по всей линии электропитания до источника питания, вдоль этой линии происходит падение напряжения, размер которого определяется импедансами, лежащими между двумя точками.
Все подключенные потребители электроэнергии подвержены влиянию падения напряжения, и чем ближе они находятся к месту повреждения, тем больше эффект. Такие устройства, как контакторы или расцепители минимального напряжения выключателей, могут отключиться в зависимости от количества и продолжительности падения напряжения.
Чтобы гарантировать бесперебойность работы, должны быть предусмотрены подходящие отсрочки или оборудование для переоборудования. Когда короткое замыкание прерывается выключателями тока, то разрывы напряжения настолько коротки, что не следует ожидать перебоев.
Ресурс: Аллен Брэдли - Низковольтное распределительное устройство и контрольное устройство