Quina és la selectivitat de protecció en instal·lacions elèctriques

A l'hora d'operar i dissenyar un circuit elèctric, sempre es presta atenció als problemes del seu ús segur. Amb aquesta finalitat, tots els dispositius elèctrics estan protegits amb dispositius especials que es seleccionen i col·loquen estrictament d'acord amb una determinada relació jeràrquica.

Per exemple, quan un telèfon mòbil s'està carregant, el seu flux està controlat per la protecció integrada a la bateria. Talla el corrent de càrrega al final de l'acumulació de capacitat. Quan es produeix un curtcircuit dins de la bateria, el fusible instal·lat al carregador funciona i desconnecta el circuit.

Si per alguna raó això no passa, l'error a la presa de corrent està controlat per l'interruptor del panell de l'apartament i el seu funcionament està assegurat per la màquina principal. Aquesta seqüència d'accions alternatives de defenses es pot considerar més endavant.

Els seus models estan determinats pel principi de selectivitat, que també s'anomena selectivitat, destacant la funció de seleccionar o determinar la localització de la falla a desactivar.

Tipus de selectivitat

Els mètodes de selectivitat de protecció elèctrica es formen durant la creació del projecte i es mantenen durant el funcionament de manera que s'identifiqui ràpidament el lloc d'ocurrència d'un mal funcionament dels equips elèctrics i es separen del circuit de treball amb les pèrdues més petites.

En aquest cas, l'àrea de cobertura de protecció es divideix segons la selectivitat en:

1. absolut;

2. relatiu.

El primer tipus de protecció controla completament l'àrea de treball i repara els danys només en ella. En aquest model funcionen els aparells elèctrics integrats. disjuntors.

Els dispositius construïts sobre una base relativa fan més funcions. Exclouen avaries a la seva zona i a les veïnes, però quan les proteccions de tipus absolut no han funcionat en elles.

La protecció ben ajustada defineix:

1. ubicació i tipus de dany;

2. La diferència entre un mode anormal però admissible d'una situació que pot provocar danys molt greus als equips d'una instal·lació elèctrica a la zona controlada.

Els dispositius configurats només en la primera acció solen funcionar en xarxes no crítiques de fins a 1000 volts. Per instal·lacions elèctriques d'alta tensió intenta aplicar els dos principis. A aquest efecte, s'inclouen en la protecció:

• esquemes de bloqueig;

• dispositius de mesura de precisió;

• sistemes d'intercanvi d'informació;

• algorismes lògics especials.

La protecció contra sobreintensitat que superi la càrrega nominal per qualsevol motiu es proporciona entre dos interruptors connectats en sèrie.En aquest cas, l'interruptor més proper a l'usuari amb avaria ha d'apagar l'avaria obrint els seus contactes, i el remot ha de continuar subministrant tensió a la seva secció.

En aquest cas, es consideren dos tipus de selectivitat:

1. completat;

2. parcial.

Si la protecció més propera a la falla és capaç d'eliminar completament la falla en tot el rang de configuració sense activar l'interruptor remot, es considera que està completa.

La selectivitat parcial és inherent a les proteccions de curta distància configurades per funcionar fins a una selectivitat limitadora Is. Si es supera, l'interruptor remot entra en acció.

Zones de sobrecàrrega i curtcircuit en proteccions selectives

Límits de corrent especificats per al funcionament interruptors automàtics de seguretat, es divideixen en dos grups:

1. mode de sobrecàrrega;

2. zona de curtcircuit.

Per facilitar l'explicació, aquest principi s'aplica a les característiques actuals dels interruptors automàtics.

Estan configurats per treballar a la zona de sobrecàrrega amb corrents nominals de fins a 8 ÷ 10 vegades.

En aquesta àrea funcionen principalment els dispositius protectors tèrmics o termomagnètics. Els corrents de curtcircuit molt poques vegades cauen en aquesta zona.

La zona d'aparició de curtcircuits sol anar acompanyada de corrents que superen la càrrega nominal dels interruptors en 8 ÷ 10 vegades i es caracteritzen per danys greus al circuit elèctric.

Per apagar-los, s'utilitzen disparadors electromagnètics o electrònics.

Mètodes per crear selectivitat

Per al rang de sobreintensitat, es creen proteccions que funcionen segons el principi de la selectivitat del corrent temporal.

La zona de curtcircuit es forma a partir de:

1. corrent;

2. temporal;

3. energia;

4. selectivitat d'àrea.

La selectivitat de temps es crea escollint diferents retards de temps per a l'operació de protecció. Aquest mètode es pot aplicar fins i tot a dispositius amb la mateixa configuració actual però amb un temps diferent com es mostra a la figura.

Per exemple, la protecció núm. 1 més propera a l'equip està configurada per funcionar en cas d'un curtcircuit amb un temps proper a 0,02 s, i el seu funcionament és proporcionada pel núm. 2 més llunyà amb una configuració de 0,5 s.

La protecció més llunyana amb un temps d'aturada d'un segon admet el funcionament dels dispositius anteriors en cas d'una possible fallada.

Selectivitat de corrent regulada per al funcionament quan es superen les càrregues permeses. Aproximadament, aquest principi es pot explicar amb l'exemple següent.

Tres proteccions en sèrie controlen el corrent de curtcircuit i estan configurades per funcionar amb un temps de 0,02 s, però amb diferents ajustaments de corrent de 10, 15 i 20 amperes. Per tant, primer es desconnectarà l'equip del dispositiu de protecció núm. 1, i el núm. 2 i núm. 3 l'asseguraran selectivament.

Adonar-se de la selectivitat de temps o de corrent en la seva forma més pura requereix l'ús de sensors o relés sensibles de corrent i temps. En aquest cas, es crea un circuit elèctric força complex, que a la pràctica sol combinar els dos principis considerats i no s'aplica en la seva forma pura.

Selectivitat de la protecció de corrent temporal

Per protegir les instal·lacions elèctriques amb una tensió de fins a 1000 volts, s'utilitzen interruptors automàtics, que tenen una característica combinada temps-corrent.Examinem aquest principi utilitzant l'exemple de dues màquines connectades en sèrie situades als extrems de la línia al costat de càrrega i subministrament.

La selectivitat de temps determina com es configura l'interruptor per activar-se quan està a prop del consumidor i no al final del generador.

El gràfic de l'esquerra mostra el cas del temps d'intervenció més llarg de la corba de protecció superior al costat de la càrrega, i el de la dreta mostra el temps més curt de l'interruptor a l'extrem de subministrament. Això permet una anàlisi més detallada de la manifestació de la selectivitat de les proteccions.

L'interruptor «B» situat més a prop de l'equip subministrat, a causa de l'ús de la selectivitat de corrent temporal, funciona abans i més ràpidament, i l'interruptor «A» el reté en cas d'avaria.

Selectivitat actual de protecció

En aquest mètode, la selectivitat es pot formar creant una determinada configuració de xarxa, per exemple inclosa en el circuit d'un cable o línia elèctrica aèria, que té una resistència elèctrica. En aquest cas, el valor del corrent de curtcircuit entre el generador i el consumidor depèn de la ubicació de la falla.

A l'extrem de potència del cable tindrà un valor màxim de 3 kA i a l'extrem oposat un valor mínim de 1 kA.

En cas d'un curtcircuit a prop de l'interruptor A, la protecció de l'extrem B (I kz1kA) no hauria de funcionar, llavors hauria d'eliminar la tensió de l'equip. Per al correcte funcionament de les proteccions, cal tenir en compte la magnitud dels corrents reals que passen pels interruptors en mode d'emergència.

S'ha d'entendre que per garantir la selectivitat total amb aquest mètode, cal tenir una gran resistència entre els dos interruptors, que es pot formar a causa de:

• línia elèctrica ampliada;

• col·locació de bobinats del transformador;

• inclusió en el trencament del cable amb una secció reduïda o d'altres maneres.

Per tant, amb aquest mètode, la selectivitat sovint és parcial.

Selectivitat temporal de la protecció

Aquest mètode de selectivitat acostuma a complementar el mètode anterior, tenint en compte els temps:

• determinació per la protecció del lloc i l'inici del desenvolupament de la falla;

• disparador en apagar.

La formació de l'algorisme de l'operació de protecció es porta a terme a causa de la convergència gradual de la configuració actual i el moment en què els corrents de curtcircuit es mouen a la font d'alimentació.

La selectivitat de temps la poden crear màquines amb les mateixes classificacions actuals quan tenen la capacitat d'ajustar el retard de resposta.

Amb aquest mètode de protecció de l'interruptor B, l'error s'apaga i l'interruptor A: controlen tot el procés i estan preparats per funcionar. Si durant el temps assignat per al funcionament de les proteccions B no s'elimina el curtcircuit, l'avaria s'elimina per l'acció de les proteccions del costat A.

Selectivitat energètica de les proteccions

El mètode es basa en l'ús de nous tipus especials d'interruptors, fabricats en caixa modelada i capaços de funcionar amb la màxima rapidesa quan els corrents de curtcircuit ni tan sols han tingut temps d'assolir els seus valors màxims.

Els autòmats de velocitat d'aquest tipus funcionen durant uns mil·lisegons mentre els components aperiòdics transitoris encara estan actius.En aquestes condicions, a causa de l'elevada dinàmica del flux de càrregues, és difícil coordinar les característiques de temps-corrent de funcionament real de les proteccions.

L'usuari final té poc o cap rastre de les característiques de selectivitat energètica. Els proporciona el fabricant en forma de gràfics, programes de càlcul, taules.

Aquest mètode ha de tenir en compte les condicions específiques de funcionament dels disparadors termomagnètics i electrònics del costat de l'alimentació.

Zona selectiva de la defensa

Aquest tipus de selectivitat és un tipus de característica temporal. Per al seu funcionament, s'utilitzen dispositius de mesura de corrent a cada costat, entre els quals s'intercanvia informació constantment i es comparen vectors actuals.

La selectivitat de zona es pot formar de dues maneres:

1. Els senyals dels dos extrems de l'àrea monitoritzada s'envien al dispositiu de monitorització de protecció lògica alhora. Compara els valors dels corrents d'entrada i determina l'obertura de l'interruptor;

2. La informació sobre els valors sobreestimats dels vectors actuals d'ambdós costats es presenta en forma d'un senyal de bloqueig a la part lògica de la protecció a un nivell superior de jerarquia del costat de l'alimentació. Si hi ha un senyal de bloqueig a sota, l'interruptor aigües avall està apagat. Quan no es rep la prohibició de desplaçament inferior, la tensió s'elimina de la protecció superior.

Amb aquests mètodes, l'aturada és molt més ràpida que amb la selectivitat temporal. Això garanteix menys danys als equips elèctrics, menors càrregues dinàmiques i tèrmiques en el sistema.

No obstant això, el mètode de zonificació selectiva requereix la creació de sistemes tècnics complexos addicionals per a la mesura, la lògica i l'intercanvi d'informació, la qual cosa augmenta el cost de l'equip.Per aquests motius, aquestes tècniques de bloqueig d'alta freqüència s'utilitzen en línies de transmissió i subestacions d'alta tensió. que transmeten contínuament grans fluxos de potència.

Amb aquesta finalitat s'utilitzen interruptors automàtics d'aire, oli o SF6 d'alta velocitat capaços de commutar grans càrregues de corrent.