Jaká je selektivita jističů?

Co mají společného velké datové centrum a malá serverovna, ropná platforma na moři a energetické řídicí centrum na železnici, městská klinika a banka? Všechna tato zařízení patří mezi spotřebiče I a speciální kategorie napájení a proto musí splňovat nejvyšší požadavky na úroveň elektrické stability.
Nepřerušovaného a kvalitního provozu energetických instalací informačních systémů, služeb zabezpečení a kontroly přístupu atd. je možné dosáhnout pouze za předpokladu plné selektivity na všech úrovních distribuce. Toto tvrzení platí zejména pro modulární jističe v nízkonapěťových rozvaděčích.

Odborný glosář

Selektivita – koordinace činnosti ochranných zařízení instalovaných v sérii tak, aby v případě přetížení nebo zkratu (zkratu) byla vypnuta pouze ta část instalace, kde došlo k poruše.

Kompletní selektivita — poskytuje se v případě, kdy jsou dva jističe zapojeny do série, zařízení na straně zátěže (spotřebiče) poskytuje ochranu bez vypnutí zařízení na straně napájení.

Částečná selektivita – od plného se liší tím, že zařízení na straně zátěže poskytuje ochranu bez vypnutí zařízení na straně napájení pouze do určité úrovně nadproudu Is (mezního proudu selektivity).

Zóna přetížení – rozsah hodnot proudu, ve kterém je tepelná spoušť (bimetalová deska) zodpovědná za provoz. Je to inverzní charakteristika.

Oblast zkratu – rozsah hodnot proudu, ve kterém je elektromagnetické uvolnění odpovědné za provoz. Poskytuje téměř okamžitou odezvu.

Rýže. 1. Oblast přetížení a oblast zkratu

Plná selektivita mezi modulárními jističi

Odborníci zpravidla řeší problém přizpůsobení provozních charakteristik modulárních jističů na straně napájení a zátěže proudovou metodou. Je založen na výběru ochranných zařízení s různým nastavením proudu, přičemž zařízení na straně napájení mají vyšší hodnoty. Pro výběr jističů se používají tabulky selektivity a speciální software. Ale i takto pečlivý návrh nám umožňuje dosáhnout pouze částečné koordinace provozních vlastností modulárních jističů. Plná selektivita je zajištěna pouze v rozvodných skříních, kde jsou jmenovité zkratové proudy malý, což je ve skutečnosti vzácné. I v bytových panelech je zpravidla dosaženo pouze částečné selektivity. Uvažujme tento příklad – v rozvodné skříni jsou instalovány jističe s charakteristikou C Jmenovitý proud vstupního zařízení je 32A, zařízení na výstupním vedení je 16A. Dolní mez spouštěcí zóny vstupního jističe je 5In=5·32=160A. Je to také horní hranice provozu pro stroj nižší úrovně. 1 Je zřejmé, že v tomto případě není zajištěna úplná selektivita.

Často zůstává nevyřešen problém koordinovaného provozu jističů na straně zátěže a výkonu v celém nadproudovém rozsahu, což vede k nehodám. „Není to tak dávno, co v jedné velké bance kvůli rychlovarné konvici omylem zapojené do zásuvky „čistých“ sítí 1 a nedostatku úplné selektivity v rozvodných skříních byly všechny počítače na podlaze odpojeny, což vedlo ke ztrátě pololetní zprávy,“ říká Alexej Azarov, vedoucí oddělení elektrických sítí a systémů ve společnosti EcoProg.

Až donedávna bylo možné úplné selektivity dosáhnout instalací lisovaného pouzdra jako vstupního zařízení do rozvodné desky namísto modulárního jističe. Pro specifikovaná zařízení jsou možné takové metody koordinace výkonnostních charakteristik, jako je čas, energie a zóna 2. Toto řešení však není vždy vhodné, protože vede k takovým důsledkům, jako jsou:

• zvýšené náklady na projekt;
• zvětšení prostoru, který zabírají rozvodné skříně – zařízení v lisovaných skříních a vzduchové jističe jsou podstatně větší než modulární zařízení;
• potíže s instalací a provozem (zařízení s lisovaným pouzdrem jsou vybavena elektronickými spouštěmi, které je třeba nakonfigurovat).

„Nahrazení modulárních jističů ochrannými zařízeními jiného typu pro inženýra znamená obětovat kompaktnost a jednotnost technických řešení, a to není vždy možné,“ říká Pavel Tomašev, inženýr produktové skupiny ve společnosti ABB, lídra ve výrobě energetických zařízení a technologií pro elektroenergetiku a automatizaci. „Především za účelem vyřešení problému zajištění plné koordinace mezi modulárními ochrannými zařízeními vyvinula naše společnost nový selektivní jistič řady S750DR. Toto zařízení je pro naši zemi novinkou. Poskytuje řešení pro dosažení konzistence výkonu tam, kde není možné současně vypnout upstream i downstream zařízení. Tento modulární jistič má přídavnou proudovou cestu, která zajišťuje časové zpoždění provozu. Řada jističů S750DR zahrnuje zařízení od 0,5 do 63A.“

Selektivní modulární jistič zajišťuje koordinaci provozních charakteristik ochranných zařízení bez ohledu na síťové napětí. Takové ochranné zařízení nevyžaduje přídavnou energii k sepnutí/otevření kontaktů a k provedení ochranné funkce, protože zařízení je elektromechanické.

Princip činnosti selektivního modulárního jističe

Rýže. 2. Schéma vnitřní struktury selektivního jističe

Uvažujme schéma vnitřní struktury selektivního modulárního jističe, znázorněné na obr. 1. Obrázek ukazuje dvě proudové cesty. Jeden z nich je hlavní, skládající se ze stejných prvků jako u běžného jističe: elektromagnetická cívka (okamžitá spoušť), bimetalová deska (spoušť proti přetížení) a blok hlavních kontaktů. Druhá proudová cesta, implementovaná v zařízeních S750DR, se nazývá dodatečná. Skládá se z izolačních kontaktů, selektivního bimetalu a rezistoru.

Pojďme se seznámit s principem činnosti selektivního modulárního jističe v praxi. V systému, kde se jako vstupní zařízení používá selektivní modulární jistič a běžný jistič se používá jako zařízení po proudu, může dojít ke zkratu v zátěžovém vedení nebo mezi vstupním a výstupním zařízením.

1. Zkrat v zatěžovacím vedení

V okamžiku havárie se zařízení uvolní na straně zátěže a dojde k sepnutí hlavní proudové cesty jističe na straně napájení. Proud však bude nadále protékat přídavným obvodem vstupního zařízení. Protože se zařízení na straně zátěže spustilo (např. doba odezvy jističe S200 od ABB je cca 5-8 ms) a odpojilo poškozenou část obvodu, pružina opět sepne kontaktní blok v hl. cesta selektivního jističe. To zajišťuje nepřetržitý tok proudu a nepřerušované napájení zátěží.

2. Zkrat mezi vstupními a výstupními ochrannými zařízeními

V okamžiku nehody se stejně jako v předchozí verzi otevřou kontakty selektivního zařízení. Dále, protože nehoda nebyla odstraněna, selektivní bimetal s krátkým časovým zpožděním otevře kontakty v přídavné proudové dráze a zablokuje pružinu. Hlavní i sekundární obvody zůstávají otevřené, což zajišťuje ochranu proti zkratu.

Selektivita omezující proud

Selektivní jističe implementují selektivitu omezující proud. Je to zajištěno díky konstrukčním vlastnostem zařízení: odpor s odporem 0,5 Ohm a schopnost zařízení rychle otevřít kontakty v případě zkratu. (asi 1 ms), což vede k vytvoření oblouku mezi nimi, který také představuje odpor. Zároveň je zajištěna záložní ochrana jističe na straně zátěže, která umožňuje minimalizovat dopad havárie na celou instalační a napájecí síť.

Díky proudově omezující selektivitě je možné zvolit navazující jistič s maximální vypínací schopností nižší, než je očekávaný zkratový proud. „V případě havárie omezí selektivní zařízení vyšší úrovně nadproudy zavedením obloukového odporu do zkratového obvodu. Zařízení sníží tok proudu a pomůže navazujícímu modulárnímu zařízení odpojit poruchu, vysvětluje Pavel Tomašev (ABB). “Takže díky dodatečnému proudovému omezení předřazeného zařízení řady S750DR je zvýšena vypínací schopnost následného jističe.”

Rýže. 3. Podpora po S 750 DR
jističe v případě zkratu

Jak je znázorněno na Obr. 3, bez ohledu na jmenovitý proud přístroje S 750 DR, se v případě zkratu zkratový proud výrazně sníží. a měrná přenášená energie.

Konstruktéři napájecích systémů již nový vývoj posoudili. Podle odborníků řada S750DR výrazně zjednodušuje proces tvorby technické dokumentace, protože není třeba používat tabulky selektivity a speciální programy pro výběr zařízení. Nový vývoj je pohodlný i z hlediska obsluhy – zařízení je vybaveno vestavěným uzamykacím panelem. Umožňuje zafixovat polohu ovládací páky, která zabraňuje neoprávněným osobám v přístupu k ovládání zařízení. Blokování neovlivňuje ochranné vlastnosti zařízení: uvolnění bude fungovat a zabrání problémům v síti, i když je páka uzamčena v zapnuté poloze.

Návrh selektivního závodu je složitý a časově náročný úkol. K jeho implementaci musíte přistupovat zodpovědně: jakákoli chyba je plná nehod, které mohou vést k vážným následkům pro personál a zařízení. Proto musí být zajištěna selektivita na různých úrovních. Moderní vybavení umožňuje dosáhnout úplné koordinace provozu elektrických zařízení.

1 „Čisté“ sítě se nazývají napájecí sítě pro počítače a další kancelářská zařízení, která jsou citlivá na přepětí.

2 Více informací o různých technologiích pro zajištění selektivity v napájecích sítích si můžete přečíst na odkazu.

Přihlaste se k odběru Elec.ru. Jsme v Telegramu, VKontakte a Odnoklassniki