Селективность – это важнейший принцип построения систем защиты в электроустановках, обеспечивающий безопасность и бесперебойность электроснабжения. Она позволяет отключать только поврежденный участок сети, минимизируя перерывы в электроснабжении остальной части системы и предотвращая повреждение оборудования.
Содержание
Общее понятие селективности
Селективность — это способность системы защиты точно локализовать место короткого замыкания (КЗ) или перегрузки и отключить только поврежденный участок, не затрагивая исправные части электросети. Это достигается за счёт координации работы защитных аппаратов – автоматических выключателей, предохранителей и устройств защитного отключения (УЗО).
Селективная защита бывает абсолютной и относительной. Абсолютная селективность гарантирует отключение только поврежденного участка. Относительная селективность допускает отключение участков, смежных с поврежденным, если защита непосредственно на поврежденном участке не сработала.
Зачем нужна селективность
Ключевые задачи селективной защиты — обеспечение бесперебойного функционирования электросистемы и недопустимость сгорания механизмов при появлении угроз. Единственным условием для корректной работы такого типа защиты считают согласованность защитных агрегатов между собой.
Как только возникает аварийная ситуация, испорченный участок при помощи селективной защиты мгновенно определяется и отключается. При этом исправные места продолжают работу, а отключенные никак им в этом не мешают. Селективность существенно снижает нагрузку на электрические установки.
Селективность достигается за счёт правильного выбора и настройки параметров защитных аппаратов. Один из основных принципов – использование автоматов с убывающими номиналами тока по мере удаления от источника питания. Например, если вводной автомат имеет номинал 50А, следующий за ним автомат должен иметь номинал меньше, например, 40А. Это гарантирует, что при КЗ на участке, защищенном 40А автоматом, сработает именно он, а не вводной 50А автомат.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Выбор автоматов, в том числе и для защиты с абсолютной селективностью, зависит от их номинала и характеристик срабатывания, которые имеют обозначения В, С и D. Зачастую приборами, которые оберегают электросистему, служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО.
Селективная защита выполняет несколько важных функций:
- Безопасность: Защищает электрооборудование и персонал от поражения электрическим током.
- Локализация повреждений: Быстро определяет и отключает поврежденный участок, не прерывая работу исправных частей системы.
- Минимизация ущерба: Ограничивает негативные последствия КЗ и перегрузок, снижая риск повреждения оборудования.
- Непрерывность электроснабжения: Обеспечивает бесперебойную работу потребителей, подключенных к исправным участкам сети.
Виды селективной защиты
Полная и частичная
Полная защита предназначена для последовательного подключения приборов. При аварии максимально быстро сработает тот защитный агрегат, который находится ближе всех к месту поломки. Частичная селективная защита во многом похожа на полную, но функционирует лишь до определенной величины тока.
Временная и времятоковая
Временная селективность – это когда у последовательно подсоединенных аппаратов при идентичных характеристиках тока установлена отличающаяся выдержка времени на срабатывание (при последовательном увеличении от проблемной зоны до источника питания). Временная защита применяется, чтобы автоматы могли подстраховать друг друга в случае сбоя. К примеру, первый должен сработать через 0,1 секунды, если он неисправен, спустя 0,5 секунды в дело вступает второй, а при необходимости третий заработает через 1 секунду.
Времятоковую селективность считают максимально сложной. Для нее применяется аппаратура 4 групп – А, В, С и D. У каждой из них наблюдается персональная реакция на электроток и отключение в необходимый момент. Наилучшая защита достигается в группе A, которая используется в основном для электроцепей. Самый популярный тип агрегатов — С, однако специалисты не советуют устанавливать их повсеместно и непродуманно.
Селективность по току
Данная разновидность схожа по методу работы с временной, однако отличие в том, что главным критерием выступает предельная величина токовой отметки. Значения тока выстраиваются в порядке убывания от источника питания до объектов загрузки.
Если около выключателя А возникает КЗ, защита конца В не должна работать, а сам выключатель обязан снимать напряжение с прибора. Чтобы селективность по току гарантировала тотальную избирательность, потребуется иметь большое сопротивление между обоими выключателями. Его получают при помощи:
- протяженной линии электропередачи;
- вставки обмотки трансформатора;
- включения в разрыв провода сечения меньшего размера.
Энергетическая
Данная схема подразумевает быстродействие селективности автовыключателей. При этом токи коротких замыканий (КЗ) не имеют возможности набрать свои максимальные значения.
Данные автоматы-«скорострелы» работают на протяжении буквально пары миллисекунд. Из-за большой динамичности нагрузок реально действующие времятоковые параметры защит согласовать крайне затруднительно.
Рядовой пользователь не имеет возможности отследить характеристики данного типа селективности. Производитель обязан предоставлять их в виде графиков и таблиц.
Зонная селективность
Такие схемы часто используются на промышленных объектах. Это не только весьма сложный, но и предельно дорогой способ защиты. Для применения зонной селективности нужно приобретать специальные приборы слежения.
Все данные, полученные в процессе работы приборов, сосредотачиваются в центре контроля. Он определяет, какой именно автомат нужно задействовать для отключения.
В данных устройствах используются электронные расцепители. Их схема работы такова: при появлении аварийной ситуации нижестоящий аппарат подает сигнал тому, что выше. Если через 1 секунду нижнее устройство не сработало, в дело вступает второе.
Расчет селективности автоматов
Устройства защиты — это в большинстве случаев не какие-то хитрые приборы, а стандартные и хорошо знакомые всем автовыключатели. Чтобы обеспечить им верную селективность, нужно просто верно подобрать натройки параметров. Работа таких агрегатов базируется на следующем условии:
Iс.о.послед ≥ Kн.о.* I к.пред., где:
- Iс.о.послед — ток, при котором защита начинает действовать;
- I к.пред. — ток короткого замыкания в конце защитной зоны;
- Kн.о. — коэффициент надежности, который зависит от ряда настроек.
Вычислить селективность при управлении приборов по времени можно, используя такую схему:
tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
- tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов в порядке близости к источнику питания;
- ∆t — временная ступень селективности.
Карта селективности
Для обеспечения предельно высокого уровня защиты выключателей, потребуется карта селективности или её визуальное изображение. Карта является своеобразной схемой, которая отображает все комплексы параметров тока в электросети.
Чтобы создать правильную карту селективности, нужно придерживаться следующих положений:
- электрические установки нужно подсоединять к единому источнику питания;
- необходимо правильно выбрать масштаб, чтобы все расчетные точки поместились на ней;
- кроме качеств автоматов, следует обозначить максимальные и минимальные значения КЗ в точках системы.
Параметры агрегатов наносятся на карту по очереди, которая определяется порядком их подсоединения. Чтобы правильно выстроить схемы, нужно применять оси с ключевыми показателями. Правильно составленная карта — ключ к легкому сравнению параметров устройств защиты и общей селективности.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Чтобы составить карту быстрее, стоит воспользоваться специальной программой. Её без проблем можно найти на просторах «всемирной паутины».
Вывод
Зачастую в бытовых электросетях применяют токовую или временную селективность. Оптимальным способом для этого является последовательная установка УЗО, когда имеется один общий выключатель, а еще несколько расположены на шлейфе. Селективная защита способствует корректному и бесперебойному функционированию оборудования.
Похожие статьи: