Kas yra automatinų jungiklių selektyvumas + selektyvumo skaičiavimo principai

Automatinių jungiklių selektyvumas yra pagrindinis momentas užtikrinant patikimą elektros grandinės veikimą. Ši funkcija padeda išvengti avarinių situacijų, pakelia saugumą į aukštesnį lygį.

Esant linijos perkrovai, trumpajam jungimui, įsijungia tik pažeistos linijos apsauga, o likusi elektros įrenginio dalis lieka darbinėje būsenoje. Kodėl taip atsitinka, išsamiai išnagrinėsime šiame straipsnyje, apžvelgsime pagrindinius selektyvios apsaugos uždavinius, prijungimo schemas ir jų ypatumus.

Taip pat skirsime dėmesį selektyvumo skaičiavimui ir žemėlapio kūrimo taisyklėms, pateikdami medžiagą su aiškiomis schemomis, lentelėmis ir nuotraukomis. O straipsnį papildysime išsamiais paaiškinimais vaizdo įrašuose.

Selektyvios apsaugos reikšmė ir pagrindiniai uždaviniai

Saugus eksploatavimas ir stabilus elektros įrenginių darbas – tai uždaviniai, patikėti atrankinei apsaugai. Ji akimirksniu apskaičiuoja ir atjungia pažeistą zoną nenutraukdama maitinimo nepažeistoms dalims. Selektyvumas mažina apkrovas įrenginyje, sumažina trumpojo jungimo pasekmes.

Esant gerai sureguliuotam automatinių jungiklių darbui, maksimaliai patenkinami poreikiai, susiję su nepertraukiamo elektros tiekimo užtikrinimu ir dėl to – technologiniu procesu.

Kai automatinė įranga, atliekanti atjungimą, dėl trumpojo jungimo tampa sugedusi, dėl selektyvumo vartotojai gaus normalų maitinimą.

Taisyklė, teigianti, kad srovės, einančios per visus skirstomuosius jungiklius, sumontuotus už įvadinio jungiklio, dydis yra mažesnis už pastarojo nurodytą srovę, yra selektyvios apsaugos pagrindas.

Iš viso šie nominalai gali būti ir didesni, bet kiekvienas atskiras turi būti bent vienu žingsniu mažesnis už įvadinį. Taigi, jei įvade sumontuotas 50 amperų jungiklis, tai po jo nustatomas jungiklis, kurio srovės nominalas yra 40 A.

Automatinis jungiklis susideda iš šių elementų: svirties (1), sraigtinių gnybtų (2), judamojo ir nejudamojo kontaktų (3, 4), bimetalinės plokštelės (5), reguliavimo varžto (6), solenoido (7), lanko gesinimo grotelių (8), fiksatoriaus (9)

Svirtele tiek įjungiamas, tiek išjungiamas srovės įvedimas į gnybtus. Prie gnybtų prijungiami ir fiksuojami kontaktai. Judamasis kontaktas su spyruokle skirtas greitam atjungimui, o grandinės ryšys su juo atliekamas per nejudamąjį kontaktą.

Atjungimas, srovei viršijus savo slenkstinę vertę, įvyksta dėl bimetalinės plokštelės įkaitimo ir išlinkimo, taip pat dėl solenoido.

Veikimo srovės nustatomos reguliavimo varžto pagalba. Siekiant išvengti elektros lanko atsiradimo kontakto atjungimo metu, į schemą įvestas toks elementas kaip lanko gesinimo grotelės. Automato korpuso fiksavimui yra fiksatorius.

Selektyvumas, kaip relinės apsaugos ypatybė – tai gebėjimas aptikti sugedusį sistemos mazgą ir atskirti jį nuo veikiančios EES dalies.

Čia pateikiama skydo schema, aiškiai parodanti, kaip paskirstoma apkrova bute. Prieš montuojant automatinį jungiklį reikia atlikti bendros prie jo prijungiamos įrangos galios skaičiavimą.

Automatinų jungiklių selektyvumas – tai jų savybė veikti paeiliui. Jei šis principas pažeidžiamas, kaista ir automatiniai jungikliai, ir elektros instaliacija.

Dėl to gali kilti trumpasis jungimas linijoje, perdegti lydieji kontaktai, izoliacija. Visa tai sukels elektros prietaisų gedimus ir gaisrą.

Tarkime, ilgoje elektros perdavimo linijoje susidarė avarinė situacija. Pagal pagrindinę selektyvumo taisyklę pirmiausia suveikia automatinis jungiklis, esantis arčiausiai pažeidimo vietos.

Jei paprastame bute rozetėje įvyksta trumpasis jungimas, skydelyje turi suveikti linijos apsauga, kurios dalis ši rozetė yra. Jei taip neįvyksta, ateina eilė automatiniam jungikliui prie skydelio, ir tik po jo – įvadiniam.

Absoliutus ir santykinis apsaugos selektyvumas

Selektyvumo sąvoka apibrėžta GOSTt IEC 60947-1-2014. Išskiriami du selektyvumo tipai – absoliutusis ir santykinis. Jei apsaugos darbas koordinuotas taip, kad ji suveikia išimtinai saugomos zonos viduje, tai rodo jos absoliutųjį selektyvumą.

Tokiomis aplinkybėmis maksimali selektyvumo srovė tampa tokia pati, kaip ir žemiau esančio automatinio jungiklio maksimali išjungimo galia.

Suveikimas rezerviniu būdu, kai nebuvo išjungta probleminėje atkarpoje, vadinamas santykiniu selektyvia apsauga. Tuomet išjungiami aukščiau esantys jungikliai.

Viršijus nustatytą automatinio jungiklio srovės vertę, t. y. nesant didelių perkrovų, selektyvi apsauga veikia praktiškai be sutrikimų. Tuo tarpu daug sunkiau to pasiekti esant trumpiesiems jungimams.

Duomenys apie įmonės gaminamus gaminius pateikiami ant prietaiso korpuso ir jų svetainėse. Svarbu teisingai perskaityti automatinės apsaugos žymėjimą – jungiklių rinkiniai formuojami tik pagal vieno konkretaus gamintojo lenteles. Reikia atsižvelgti, kad grupės, sudarytos pagal santykinį principą, turi daug funkcijų.

Užduotį palengvina selektyvumo lentelės, kurias gamintojai prideda prie savo gaminių. Jas naudojant, sukuriamos grupės su išjungimo selektyvumu.

Raidė «T» lentelėje žymi pilną poros aparatų selektyvumą, o skaičius – dalinį. Kai numatoma ribinė trumpojo jungimo srovės vertė yra mažesnė už lentelėje nurodytą skaičių, selektyvumas bus užtikrintas.

Norint patikrinti selektyvumą tarp aukščiau ir žemiau esančių automatų, randama vertikalės ir horizontalės sankirta. Selektyvumo užtikrinimas yra labai svarbi užduotis tiekiant elektrą ypatingos kategorijos vartotojams.

Jei jo nėra, gali sustoti gamybos procesas, būti pažeistos linijos, išsijungti kondicionavimo, dūmų šalinimo ir kitos sistemos.

Selektyvių prijungimo schemų rūšys

Be absoliučiojo ir santykinio selektyvumo dar yra 7 selektyviosios apsaugos tipai:

• zoninė;
• laiko-srovinė;
• energetinė;
• laikinė;
• pilna;
• dalinė;
• srovinė.

Reikiamam elektros tinklo automatinės apsaugos selektyvumui užtikrinti naudojami įvairūs metodai su automatiniais jungikliais. Bet bet kuriuo atveju svarbu teisingai sumontuoti jungiklį, laikantis pasirinktos schemos ir montavimo taisyklių.

Rūšis #1 — visiška ir dalinė apsauga

Pilna apsauga reiškia, kad jei nuosekliai prijungta pora automatų, atsiradus viršsrovėms, išsijungia vienas, esantis netoli gedimo zonos.

Dalinė apsauga veikia tuo pačiu principu kaip ir pilna, bet tik po to, kai srovė pasiekia nustatytą slenkstinę vertę.

Išjungimo selektyvumas, užtikrinamas automatiniais jungikliais (A ir B), slypi tame, kad trumpasis jungimas, kad ir kurioje elektros įrenginio vietoje jis atsirastų, bus nutrauktas artimiausiu jungikliu, esančiu aukščiau tos vietos. Likę įtaisai neišsijungs.

Jei selektyvumas užtikrinamas iki mažesnės iš dviejų automatinių jungiklių srovių, yra pagrindo kalbėti apie pilną selektyvumą tarp jų. Tokiu atveju ribinė numatomo įrenginio trumpojo jungimo srovės vertė bet kokiomis aplinkybėmis bus lygi arba mažesnė už dviejų automatinių jungiklių srovės vertę.

Rūšis #2 — srovės tipo selektyvumas

Srovės selektyvumo pagrindinis rodiklis yra ribinis srovės žymuo. Nuo objekto iki įvado vertės išdėstomos didėjimo tvarka. Šios apsauginės selektyvumo veikimas grindžiamas tuo pačiu pagrindu kaip ir laikinės selektyvumo.

Skirtumas tik tas, kad atlaikymas atliekamas pagal srovės vertę – artėjant trumpojo jungimo taškui prie įvado, didėja trumpojo jungimo srovės rodmenys. Laikinis išjungimo rodiklis gali būti toks pat.

Trumpojo jungimo pažeista zona nustatoma naudojant skirtingų dydžių srovės veikimo nustatymus. Visiškas selektyvumas gali būti tik tokiomis sąlygomis, kai trumpojo jungimo srovė yra nedidelė, o tarpe tarp dviejų automatinių jungiklių yra įranga, pasižyminti dideliu elektriniu atsparumu. Esant tokiai situacijai, trumpojo jungimo srovės reikšmingai skirsis.

Toks selektyvumo tipas daugiausia taikomas galutiniuose skirstomuosiuose skyduose. Čia derinama nedidelė vardinė srovė ir trumpojo jungimo srovė su didele jungiamųjų kabelių pilnutine varža.

Šis selektyvumo variantas yra ekonomiškas, paprastas ir veikiantis akimirksniu. Vis dėlto dažnai šis selektyvumas gali būti dalinis, nes didžiausia srovė paprastai yra nedidelė.

Nuotraukoje – srovės selektyvumas naudojant AB. Esant tokiam selektyvumo tipui, yra viena po kitos išdėstytų automatinių jungiklių srovinių charakteristikų poslinkis pagal srovės ašį.

Kai reikšmės Isd1 ir Isd2 yra vienodos arba itin artimos, tada Is – maksimali selektyvumo srovė – lygi Isd2. Jei šios vertės labai skiriasi, Is = Isd1.

Srovės selektyvumo užtikrinimo sąlyga yra nelygybių laikymasis: Ir1/Ir2 > 2 ir Isd1/Isd2 > 2. Tokiu atveju selektyvumo maksimumas – Is = Isd1.

Prie trūkumų priskiriamas ir greitas didelių srovių apsauginių nustatymų lygio augimas. Neįmanoma greitai atjungti pažeistos grandinės, jei vienas iš automatinių jungiklių pasirodo esąs sugedęs.

Apskaičiuojant srovės apsaugos nustatymus, būtina atsižvelgti į faktines sroves, tekančias per automatinio režimo jungiklius.

Rūšis #3 — laiko ir laiko-srovės variantas

Kai grandinėje yra eilė automatinių jungiklių, turinčių identiškas srovines charakteristikas, tačiau skirtingą atlaikymo laiką, tada gedimo atveju jie vienas kitą apsidraudžia. Tas, kuris yra artimiausias pažeidimo vietai, veiks iš karto, kitas – po kurio laiko ir t. t.

Šioje 2 lygių schemoje jungiklis „A“ turi tokį atlaikymo laiką, kuris užtikrina visišką selektyvumą su automatiniu jungikliu „B“ charakteristikomis.

Esant laiko-srovės selektyvumui, apsauginiai prietaisai reaguoja ne tik į srovę, bet ir į reakcijos trukmę. Esant tam tikrai srovės vertei, po tam tikro uždelsimo laiko suveikia apsauga, kurios atstumas iki trumpojo jungimo vietos yra mažesnis. Sveikoji įrenginio dalis nėra atjungiama.

Nuotraukoje pavaizduotas laikinio selektyvumo grafikas naudojant automatinius jungiklius (AV). Laiko-srovės charakteristikos jungiklių B ir A nesikerta. Jos išdėstytos laipteliu.

Srovės ir laiko selektyvumo derinys padidina išjungimo efektyvumą. Kai Isc B < Irm A, selektyvumas yra pilnas, suveikimas įvyksta akimirksniu. Aukščiau esantis AV turi dvi nuostatas: Im A ir Ii A. Pirmoji yra selektyvi srovės atkirtis, antroji – momentinis suveikimas.

Rūšis #4 — energetinis jungiklių selektyvumas

Esant energetiniam selektyvumui, išjungimai vyksta automatinio jungiklio korpuso viduje. Proceso trukmė yra tokia maža, kad trumpojo jungimo srovė nespėja priartėti prie savo ribinės vertės.

Laiko-srovės apsaugos sistema laikoma sudėtinga. Čia naudojama ne tik reakcija į srovę, bet ir laikas, per kurį tai vyksta.

Didėjant srovei, automatinio jungiklio suveikimo laiko reikšmė mažėja. Šio selektyvumo tipo pagrindas yra apsaugos reguliavimas tokiu būdu, kad saugomo objekto pusėje ji suveiktų greičiau esant visoms srovės slenkstinėms vertėms, palyginti su įvadiniu automatiniu jungikliu.

Rūšis #5 — zoninė apsaugos schema

Zoninis metodas yra sudėtingas ir brangus, todėl jis daugiausia naudojamas pramonėje. Kai tik srovės slenkstiniai rodikliai pasiekia maksimumą, į valdymo centrą gaunami duomenys ir pasirinktas automatinis jungiklis suveikia. Elektros tinklas su tokio tipo selektyvumu apima specialius elektroninius atpalaidiklius.

Kai aptinkamas pažeidimas, iš žemiau esančio jungiklio signalas perduodamas aukščiau esančiam įrenginiui. Pirmasis automatinis jungiklis turi sureaguoti per sekundę. Jei jis nesureagavo, suveikia antrasis.

Lyginant šį selektyvumo tipą su laikiniu selektyvumu, galima pastebėti, kad suveikimo laikas šiuo atveju yra daug mažesnis – kartais siekia šimtus milisekundžių. Mažėja tiek intervencijos į sistemą procentas, tiek jos pažeidimo procentas. Mažėja šiluminis ir dinaminis poveikis įrenginio dalims. Didėja selektyvumo lygių skaičius.

Kai srovės, tekančios per apsauginius įrenginius, pasiekia didesnę vertę nei jų pačių nustatymai, blokavimo signalas perduodamas kiekvieno jungiklio aukštesnio lygio apsaugai.

Zoninio selektyvumo atveju suveikia apsauga, esanti maitinimo šaltinio pusėje, jei atskaitos tašku imama trumpojo jungimo vieta. Iki automatinio jungiklio suveikimo momento kontroliuojama, kad apkrautosios pusės apsauginis įrenginys nepateiktų panašaus signalo.

Bet toks selektyvumas reikalauja papildomo maitinimo šaltinio. Todėl racionalus šio tipo selektyvumo taikymas – sistemos su aukštais trumpojo jungimo srovės parametrais ir reikšmingos vertės srove. Tokie yra komutaciniai skirstomieji aparatai, esantys generatorių, transformatorių apkrovos pusėje.

Jungiklių selektyvumo skaičiavimas

Kompetentingas automatinio jungiklio pasirinkimas ir teisingas nustatymas – pagrindinis automatinų jungiklių selektyvumo laikymosi principas. Selektyvumas jungikliui, esančiam šalia šaltinio, garantuoja reikalavimo įvykdymą: Is.o.posled ≥ Kn.o.∙ I k.pred.

Čia Is.o.posled. – tai tokia srovės vertė, po kurios seka apsaugos veikimas. I k.pred. – trumpojo jungimo srovė galutiniame zonos taške, į kurią driekiasi automatinio jungiklio, esančio toli nuo energijos šaltinio, veikimas. Kn.o. – patikimumo koeficientas. Jo vertė priklauso nuo parametrų sklaidos.

Automatinio jungiklio vardinė vertė grandinei parenkama ne tik skaičiavimu, bet ir pagal tokią lentelę, orientuojantis į kabelių skerspjūvį schemoje.

Sąlyga ts.o.posled ≥ tk.pred. + ∆t demonstruoja selektyvumą, kai AB reguliuojami pagal laiką. ts.o.posled, tk.pred. – jungiklių, esančių dideliu atstumu nuo maitinimo šaltinio ir esančių šalia, veikimo laiko intervalai. ∆t – parametras, kuris imamas iš katalogo ir žymintis selektyvumo laikinį laipsnį.

Selektyvumo žemėlapis ir jo kūrimo taisyklės

Visų į elektros tinklo schemą įtrauktų įrenginių laiko-srovės charakteristikos vaizduojamos selektyvumo žemėlapyje. Jo sudarymo tikslas – maksimalus automatinų jungiklių apsaugos užtikrinimas. Jungiklių apsaugos pagrindas – principas, pagal kurį jungikliai prijungiami vienas po kito griežtai nuosekliai.

Egzistuoja keletas taisyklių, privalomų kuriant selektyvumo žemėlapį:

1. Įrenginiai turi turėti vieną įtampos šaltinį.
2. Visi svarbūs skaičiuojamieji taškai turi būti gerai matomi. Atsižvelgiant į šį reikalavimą, būtina pasirinkti mastelį.
3. Žemėlapyje nurodomos apsauginės savybės, minimalūs, maksimalūs trumpojo jungimo parametrai sistemos taškuose.

Dažnai projektavimo normos pažeidžiamos, o selektyvumo žemėlapiai projektuose nėra. Tai gali sukelti elektros tiekimo vartotojams pertrūkius.

Žemėlapyje pateikiamos automatinų jungiklių, sujungtų nuosekliai vienas po kito, charakteristikos. Pati schema sudaroma ašyse

Žemėlapis suteikia išsamų vaizdą apie nustatymų derinimą. Jis suteikia galimybę palyginti automatinų jungiklių darbą pagal tokią charakteristiką kaip selektyvumas.

Laiko ir srovės ašių atmainos yra pagrindas ne tik sudarant srovės apsaugos selektyvumo žemėlapius automatiniams jungtuvams, bet ir kitoms jos rūšims: saugikliams, relėms. Paprastai viename žemėlapyje pateikiamos 2–3 AJ charakteristikos. Abscisių ašyje pažymima srovės vertė kA, o ordinačių ašyje – laikas sekundėmis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Automatininių jungtuvų veikimo trikdžiai ir jų šalinimas:

Selektyvumo žemėlapio braižymas naudojant specialią programą:

Patikimas, saugus elektros laidų naudojimas neįmanomas neatsižvelgiant į automatų selektyvumą. Žinant pagrindinius selektyviosios apsaugos kūrimo momentus, galima tinkamai atlikti įrangos parinkimą savo techniniam projektui.

Jūs profesionaliai užsiimate elektros montavimo darbais ir norite papildyti aukščiau pateiktą medžiagą? Ar pastebėjote neatitikimą ar klaidą šiame straipsnyje? O gal norite užduoti klausimų mūsų ekspertams? Rašykite, prašome, savo komentarus žemiau esančiame bloke.