Селективность: избирательность срабатывания для обеспечения максимальной безопасности

Понятие «селективность» означает избирательность срабатывания оборудования. В идеальной ситуации при аварии должен отключаться только один аппарат — тот, что установлен ближе всего к месту аварии. Это достигается координацией вышестоящих и нижестоящих аппаратов и не позволяет обесточить всю сеть. Существует 2 основных типа селективности.

Типы селективности

Селективность может быть частичной и полной. Сначала рассмотрим частичную селективность. Представим два последовательно установленных автоматических выключателя. При возникновении сверхтока нижестоящий автоматический выключатель всегда срабатывает раньше вышестоящего, если аварийный ток не достигает определенного значения — предельного тока селективности (ток Is на схеме ниже). При превышении этого значения могут отключиться оба выключателя, т.е. принцип селективности перестает работать.

Типы селективности в зависимости от протекающего тока

Полная селективность означает, что при возникновении сверхтока селективность обеспечивается вплоть до тока отключающей способности вышестоящего выключателя. Всегда отключается только нижестоящий выключатель, а вышестоящий останется включенным. Такой режим обеспечивает максимальную оперативную готовность оборудования. Это решение целесообразно применять для критически важных объектов — больниц, центров обработки данных и производственных предприятий, где непрерывность электроснабжения потребителей имеет очень высокий приоритет. Если все же не удается обеспечить необходимую для надлежащей работы электроустановки степень селективности, то следует рассмотреть применение источника бесперебойного питания (ИБП) или резервного генератора.

Основные виды селективности — токовая и временная

Для защиты от сверхтоков возможно обеспечить токовую и временную селективность. Токовая селективность предполагает, что при достижении протекающим током значения предельного тока селективности сработает только автоматический выключатель на стороне нагрузки. Предельный ток селективности — это значения тока для пары автоматических выключателей, в соответствии с которым устанавливаются пороги их срабатывания.

Второй основной вид селективности — временная селективность. В этом случае вышестоящий автоматический выключатель срабатывает с некоторой выдержкой времени, позволяя нижестоящему выключателю, находящемуся ближе к месту аварии, отреагировать первым.

 

Как токовая и временная селективность работают на практике?

Токовая селективность

Представим два автоматических выключателя — выключатель номинальным током 16 А на стороне нагрузки и вышестоящий выключатель номинальным током 25 А.
Выдержка времени срабатывания аппаратов задана одинаковой. Если ток перегрузки возрастет, например, до 40 А, нижестоящий выключатель сработает через 10–20 секунд, а вышестоящий — через 100–200 секунд после появления тока перегрузки.

Временная селективность

Для обеспечения временной селективности требуется, чтобы вышестоящий автоматический выключатель срабатывал с некоторой выдержкой времени.

Рассмотрим два выключателя с близким по номинальному току значениями. При возникновении аварийного тока вышестоящий выключатель будет срабатывать только по истечении настроенной на нем выдержки времени. К этому моменту выключатель на стороне нагрузки уже отключится. При коротком замыкании эта выдержка времени составляет десятки, а то и сотни миллисекунд.

На практике, какой бы метод обеспечения селективности ни был выбран, устройства защиты всегда срабатывают поэтапно в пределах ограничений по времени и току. Какие еще существуют методы обеспечения селективности?

 

Логическая и энергетическая селективность

Эти методы используются для обеспечения селективности при любых значениях тока короткого замыкания, возникающего в сети. Для обеспечения логической, или зональной, селективности используются автоматические выключатели, оснащенные электронными расцепителями, которые последовательно соединены специальными контрольными проводами.

При появлении на расцепителе ближайшего к нагрузке автоматического выключателя тока, превышающий порог его срабатывания, расцепитель передает вышестоящему расцепителю логическую команду «ждать». Следующий расцепитель передает такую же команду еще выше и так далее. Единственный расцепитель, который не получает такой команды, — ближайший к неисправности. Он срабатывает немедленно.

Энергетическая селективность — это метод, позволяющий различать аварии, возникающие на стороне нагрузки. Возможность обеспечения энергетической селективности зависит от производителя. Этот тип селективности сочетает токоограничивающую способность автоматических выключателей и рефлексное отключение, определяемое количеством энергии, рассеиваемой в выключателе при отключении тока короткого замыкания.

Большой ток короткого замыкания может обнаруживаться обоими аппаратами (и выше и нижестоящим), при этом нижестоящий токоограничивающий выключатель существенно ограничивает его, и энергии, выделяющейся на вышестоящем аппарате, недостаточно, чтобы вызвать его отключение.

Специалисты Schneider Electric рекомендуют использовать предоставляемые производителями таблицы селективности и инструменты для проверки селективности.

В следующих статьях будут рассмотрены комбинированные защиты от короткого замыкания (каскадирование) и резервная защита.

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


Нет комментариев

Комментировать

  • (will not be published)