Каскадирование и резервная защита: почему координация должна быть обязательной

В первой статье, посвященной селективности мы рассмотрели общие вопросы по координации устройств защиты от сверхтока.

Теперь погрузимся в тему более детально.

Почему координацию комбинированной защиты от короткого замыкания называют каскадированием?

Вышестоящий автоматический выключатель помогает нижестоящему отключить ток короткого замыкания, значение которого выше его отключающей способности, т. е. максимального тока короткого замыкания, который он может отключать.

Каким образом аппарат это делает? Вышестоящий выключатель ограничивает ток короткого замыкания, пропуская ниже себя меньший ток, с которым уже легко справляются нижестоящие выключатели.

Идея состоит в том, что при таком каскадном соединении ток ограничивается поэтапно.

Очевидно, что отключающая способность вышестоящего выключателя должна быть равной ожидаемому току короткого замыкания в точке его установки или превышать его.

Преимущества каскадирования

Каскадирование снижает термические и электродинамические нагрузки на распределительное оборудование электроустановки, тем самым повышает его надежность и увеличивает срок службы.

Кроме того, такой подход позволяет снизить расходы и упрощает работу электроустановки. Выбрать вышестоящий токоограничивающий выключатель из предоставленной производителем таблицы каскадирования довольно просто. В качестве нижестоящих выключателей можно подобрать аппараты с меньшей отключающей способностью, поскольку пропускаемый ток короткого замыкания будет меньше, чем изначально рассчитанные в проекте значения. Выключатели с меньшей отключающей способностью стоят дешевле.

Пример трех уровней каскадного соединения выключателей

 

Программное обеспечение для проектирования помогает выбрать альтернативные решения на основе анализа селективности и возможных каскадных соединений.

Интерфейс ПО EcoStruxure Power Design: расчеты для низковольтных электроустановок в соответствии с международными или национальными стандартами

 

Координация устройств резервной защиты: что такое резервная защита?

Резервная защита обеспечивает безопасность тех устройств, у которых нет собственной защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. В качестве устройств резервной защиты обычно используются автоматические выключатели. Резервная защита, как правило, требуется для таких распространенных устройств управления, как выключатели нагрузки, контакторы, импульсные реле, выключатели дифференциального тока (ВДТ), устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) и т. д. Они предназначены для выполнения только функции, например для защиты от утечки на землю или коммутации цепи, и могут легко повреждаться при сверхтоке. При возникновении большого тока короткого замыкания или перегрузки они могут повреждаться или выгорать, поэтому для них требуется обязательная защита от сверхтока.

Координация типа 1 и 2

Действующие стандарты устанавливают два типа координации устройств защиты и управления. В стандарте МЭК 60947-4-1 (ГОСТ Р 50030.4.1), формулирующим требования для контакторов и пускателей, описаны типы координации, которые позволят предотвратить травмирование операторов и пользователей.

Координация типа 1 требует ремонта или замены контактора после возникновения сверхтока, поэтому сеть или систему приходится отключать. В этом случае автоматический выключатель защищает линию сети питания выше, а не нижеустановленный контактор. Требования обеспечения безопасности пользователей и операторов будут соблюдены, но контактор может быть поврежден. Найти поврежденное оборудование в этом случае возможно только отключением и проверкой всей цепи. Это может потребовать существенно увеличить время простоя электроустановки.

Координация типа 2 требует, чтобы после отключения тока короткого замыкания контактор оставался пригодным для дальнейшей эксплуатации. Поэтому короткое замыкание, возникшее в цепи ниже места установки контактора, должно быть устранено так, чтобы это не привело к повреждению контактора. Координация типа 2 используется в критически важных процессах, когда отключение систем может представлять угрозу жизни или повлечь серьезные финансовые потери.

Для подтверждения возможностей такой совместной работы производители должны предоставлять таблицы координации оборудования, прошедшего соответствующие испытания.

Должна ли быть координация обязательной?

Да, должна. Такие аппараты, как и контакторы, ВДТ и УЗИП тоже требуют защиты от короткого замыкания, возникающих ниже по цепи. Для этого их нужно скоординировать с последовательно установленными автоматическими выключателями, иначе не исключена вероятность аварии, которая может представлять опасность для аппаратов. Такая системы защиты вышестоящим устройством требуется для ВДТ. Для устройств защиты от импульсных перенапряжений тоже. На стадии окончания их срока службы аппараты могут начать перегреваться или выходить из работы, если не реализована их координация с вышестоящим автоматическим выключателем.

Правильная координация устройств резервной защиты крайне необходима. Стандарт HD50573-5-57 делает ее обязательной. Необходимость обязательности ее реализации давно назрела.

 

Участие в написании статьи принимал Жан-Франсуа Рей, под ред. Арины Калашниковой, преподавателя Центра обучения Schneider Electric.

 


Нет комментариев

Комментировать

  • (will not be published)