Тип координации автоматического выключателя
Координация типа 1 и типа 2
При защите двигателя часто не обращают внимания на такой параметр как тип координации. Это важно для стабильности работы бизнеса. Рассмотрим на примере защиты асинхронного двигателя по типу АС-3, требований ГОСТа 50030.4, документации мировых брендов АББ, Шнейдер Электрик и Сименс, а также собственного богатого опыта.
Двигатель обычно пускается либо через электромагнитный пускатель, либо через преобразователь частоты (ПЧ, считаем устройство плавного пуска частным случаем преобразователя частоты). С точки зрения координации, рассматривается именно связка пускатель плюс электродвигатель или ПЧ плюс электродвигатель. Оно и логично с точки зрения бизнеса — эта связка выполняет производственный (бизнес) процесс. Защита от короткого замыкания находится вне рамок данной связки — отдельный процесс. Грубо говоря, пускатель с двигателем должен сверху прикрываться автоматическим выключателем.
- Координация типа 1. Произошло короткое замыкания. Защита обязана отключить цепь во избежании угрозы людям и имуществу. Ни в ГОСТе, ни в практике ничего не сказано про сохранение работоспособности пускателя или ПЧ. Главное — не допустить разрастания аварии. Пускатель может быть повреждён и может требовать замены. Оборудование «встало».
- Координация типа 2. Аналогично типу 1 с одним большим НО . Пускатель или ПЧ обязаны сохранить работоспособность. То есть после устранения причины короткого замыкания, бизнес процесс может быть продолжен.
Отдельно отметим, что преобразователь частоты не должен защищать от короткого замыкания и не должен (хотя многие и могут) защищать от перегрузки. Простоты ради и интереса для, продолжим далее на примере связки пускатель плюс тепловое реле. Стоп. При чём здесь тепловое реле? При использовании пускателя обязательно обеспечение защиты от перегрузки. Это достигается с помощью теплового реле. Конечно, можно использовать для этих целей и специализированный автоматический выключатель, но тем не менее.
При возникновении КЗ через пускатель протекают повышенные токи что приводит к дополнительному тепловыделения и порче оборудования. Оно горит и плавится другими словами. Ни пускатель, ни тепловое реле не могут достаточно быстро остановить данное безобразие. Поэтому сверху ставится автоматический выключатель или предохранитель. И это защитное оборудование должны быть скоординировано с пускателем и его реле. Для этого у всех производителей есть специальные таблицы.
Обычно этим оборудованием являются автоматические выключатели защиты двигателя, автоматические выключатели со специализированной электронной платой управления или быстродействующие предохранители. При обеспечении координации типа 1, защитное оборудование просто должно отключить. При обеспечении координации типа 2, защитное оборудование должно сработать настолько быстро , чтобы нижестоящее оборудование не успело испориться. Ключевое слово — быстро.
Отдельным параграфом. Это важно. Часто пускатели свариваются. Звучит шокирующе, но это нормально! Более того, данный момент отдельно уточнён прямо в ГОСТе. При защите по типу 2, внимание, пускатель тоже может свариться, но при условии легко разъёдинения его контактов. Например, отверткой. По тому же ГОСТу производитель должен отдельно поставлять контактную группу.
Также существует и полная координация, когда оборудование гарантированно готово к мгновенному перезапуску. Это мы рассмотрим отдельно.
Будьте вниманительны. Не забывайте защищать оборудование. Не бойтесь аварий и КЗ — просто к ним надо готовым.
Обращайтесь к специалистам Texenergo — мы производители и мы поможем.
Правильная защита частотных преобразователей и устройств плавного пуска ABB от короткого замыкания
Позаботьтесь о правильной защите частотных преобразователей и устройств плавного пуска ABB от короткого замыкания, т.к. в случае невыполнения требований по защите, указанных в руководствах по эксплуатации, оборудование не подлежит бесплатному гарантийному обслуживанию.
Что такое тип координации защиты?
Существует понятие «тип координации защиты» – т.е. взаимная реакция устройства защиты и защищаемого оборудования на возникновение токов короткого замыкания.
- Координация защиты, тип 1.
При наступлении КЗ срабатывание защиты не гарантируется работоспособность защищаемого оборудования (возможен и вероятен выход из строя), при этом обеспечивается защита обслуживающего персонала.
- Координация защиты, тип 2.
При наступлении КЗ срабатывание защитного устройства обеспечивает сохранение работоспособности защищаемого оборудования и персонала.
1. Защита от КЗ устройств плавного пуска (УПП).
Конкретные модели аппаратуры защиты указаны в прилагаемом файле «Типы аппаратов защиты для УПП».
Серия PSR.
Применяются автоматы защиты двигателя серии MS (см. таблицу 1). При этом обеспечивается координация защиты типа 1.
Серии PSE и PSTX.
Координация защиты типа 1 обеспечивается при использовании автоматических выключателей.
Координация защиты типа 2 обеспечивается при использовании быстродействующих полупроводниковых предохранителей.
2. Защита от КЗ преобразователей частоты (ПЧ).
Конкретные модели аппаратуры защиты указаны в прилагаемом файле «Типы аппаратов защиты для ПЧ».
Серия ACS355.
Руководство по эксплуатации поставляется с каждым приводом.
Приводы до 38А включительно — автоматические выключатели с характеристикой В (см. таблицу 2).
Приводы 44А — автоматический выключатель с электронным расцепителем с настройкой токовой отсечки в диапазоне 2..3 относительно номинального тока ПЧ без временных задержек. Защита от перегрузки (тепловая) автоматического выключателя устанавливается исходя из двукратного номинального тока ПЧ (см. таблицу 2).
Защита быстродействующими предохранителями типов:
тип aR/gR, полупроводниковые предохранители (см. таблицу 2).
тип gG, предохранители со временем срабатывания предохранителя меньше 0,5 секунды.
Серия ACS580.
С руководством по монтажу и вводу в эксплуатацию можно ознакомиться здесь.
Руководство по микропрограммному обеспечению можно посмотреть здесь.
Приводы до 45А включительно — автоматические выключатели с характеристикой В (см. таблицу 2).
Приводы свыше 45А — автоматические выключатели с электронным расцепителем с настройкой токовой отсечки в диапазоне 2..3 относительно номинального тока ПЧ без временных задержек. Защита от перегрузки (тепловая) автоматических выключателей устанавливается исходя из двукратного номинального тока ПЧ (см. таблицу 2).
Защита быстродействующими предохранителями типов:
тип gR/aR , полупроводниковые предохранители (см. таблицу 2).
тип gG, предохранители со временем срабатывания предохранителя меньше 0,5 секунды.
Селективность автоматических выключателей: теория и практика
Проектируя новую электрическую сеть или реконструируя уже существующую, всегда необходимо придерживаться требований, которые создают условия надежной работы. В частности, речь идет о селективности — согласовании рабочих характеристик защитных аппаратов на всех этапах распределения электроэнергии. Это делается для того, чтобы в случае короткого замыкания или перегрузки сработал только тот защитный аппарат, в цепи которого возникла неисправность. При этом остальная часть электроустановки должна не отключаться, а оставаться в работе.
Например, если произошло короткое замыкание в розетке на кухне, то должен сработать групповой автоматический выключатель (на схеме аппарат с защитной характеристикой «В» и номинальным током в 10 А). Таким образом, должна отключиться только поврежденная линия «розетки кухни», а не вводной аппарат, отключая при этом всю квартиру.
Если отключения защитного аппарата по каким-либо причинам не произошло, то возникшую неисправность в розетке контролирует вышестоящий автоматический выключатель квартирного щитка.
Основные определения:
Селективность — согласование характеристик установленных последовательно аппаратов защиты таким образом, чтобы в случае аварии отключалась только та линия питания или часть схемы, где возникла неполадка.
Полная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя отключается раньше, чем аппарат со стороны источника питания. Отключение происходит во всем диапазоне возможного тока к.з. в данной сети вплоть до значения максимальной отключающей способности нижестоящего аппарата.
Частичная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя осуществляет защиту до значения Is (предельного тока селективности). При этом аппарат со стороны источника питания не должен срабатывать.
Зона перегрузки — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает тепловой расцепитель.
Зона короткого замыкания — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает электромагнитный расцепитель.
Избирательность срабатывания устройств защиты достигается за счет согласования время-токовых характеристик. Например, для обеспечения селективной работы оборудования при перегрузках достаточно, чтобы номинальный ток защитного аппарата со стороны питания минимум на 1 ступень был выше номинального тока автоматического выключателя со стороны нагрузки.
Методы обеспечения селективности
В зоне перегрузки обычно реализуется время-токовый тип селективности. В зоне КЗ могут использоваться другие методы обеспечения селективности, о которых мы поговорим далее.
Временная селективность
Этот вид селективности обеспечивается благодаря разному времени срабатывания аппаратов защиты.
Время срабатывания ближайшего к защитному оборудованию аппарата защиты №1 настраивается на значение 0,02 с. На следующем этапе защиты отключение неисправности в цепи обеспечивается настройкой времени срабатывания аппарата 0,5 с. На последнем этапе выбирается время срабатывания выключателя — 1 секунда. Защита № 3 будет резервировать 2 нижестоящие защиты №1 и №2.
Токовая селективность
У всех защит №1, №2 и №3 выдержка по времени срабатывания минимальна: 0,02 с, однако значения срабатывания по току (уставки) отличаются: 200, 300 и 400 А соответственно. При возникновении в защищаемой сети короткого замыкания ток будет резко возрастать и вызывать срабатывание защит. Если защита №1 не сработает, то ее будет резервировать следующая защита №2.
Время-токовая селективность
Еще одним способом настройки защиты электроустановок до 1 кВ является согласование время-токовых характеристик применяемых автоматических выключателей.
Так, например, можно добиться избирательности срабатывания защиты, подобрав время-токовую характеристику выключателя В таким образом, чтобы она располагалась на определенном расстоянии ниже характеристики выключателя А. Эта зона определяется опытно-расчетным путем с учетом погрешностей срабатывания защит расцепителей. С учетом этой зоны строятся таблицы селективности.
Сегодня производители предоставляют своим клиентам уже готовые таблицы селективности, при помощи которых можно с уверенностью выбирать гарантированно селективные связки автоматических выключателей.
Выбирая аппараты защиты с учетом требований селективности защиты, вы повышаете не только надежность электроустановки, но и упрощаете работу по поиску поврежденного участка. Создать селективную защиту, применяя аппараты разных производителей, проблематично, поэтому следует устанавливать защитные аппараты одного производителя, дополнительно пользуясь специальными таблицами селективности.
Проектируем электрику вместе
06.08.2013
Выбор автоматических выключателей
В соответствие с табл. 1.7.1 расчетное время отключения не превышает допустимого значения (0,21 сек. сек.).
Таким образом, вводной автоматический выключатель по режиму КЗ выбран правильно.
Пример 4 . Проверим автомат для групповой розеточной сети на соответствие расчетным токам КЗ и допустимому времени защитного отключения.
Дано:
• групповой автомат ВА47-29 С20 с отключающей способностью 4,5кА;
• расчетный ток КЗ в конце линии 1,0 кА
• марка кабеля ВВГнг 3х2,5
Отключающая способность выбранного автомата соответствует расчетному току КЗ.
Время отключения тока КЗ = 1,0 кА определим по формуле:
√t = КS/I ; t =(КS/I)2 = (115∙2,5/1000)2 = 0,1 сек.
Для уровней А и Б характерны следующие особенности:
• повышенные требования к бесперебойности электроснабжения, так как ложное срабатывание аппарата на этих уровнях приводит к отключению большого числа потребителей;
• относительно высокие значения токов короткого замыкания в силу близости к источнику питания;
• большие номинальные токи, так как вся нагрузка нижерасположенной сети питается от этих секций.
Между аппаратами на ГРЩ и нижестоящими аппаратами наиболее часто используется временная селективность. Этот вид селективности обеспечивается за счет смещения или сдвига времятоковых характеристик последовательно расположенных автоматических выключателей по оси времени (см. рис. 4).
Рис. 4. Временная селективность
Уровень В. Конечное распределение
Основными требованиями этого уровня, как правило, являются обеспечение эффективного токоограничения и электробезопасность (т.к. аппараты этого уровня наиболее часто защищают непосредственно конечного потребителя). Поэтому на этом уровне применяются модульные токоограничивающие автоматические выключатели.
Этот случай, когда рассматриваемая пара автоматических выключателей относится к токоограничивающим, является наиболее сложным видом координации защитных аппаратов.
Поэтому координация токоограничивающих аппаратов согласно МЭК 60947.2 (ГОСТ 50030.2) может быть гарантирована только производителем, который обязан проводить испытания и подтверждать таким образом этот тип координации. Результатом этих испытаний и гарантией обеспечения селективности между токоограничивающими аппаратами являются специальные таблицы селективности, которые имеются в каталогах фирм-производителей оборудования. Такие таблицы разработаны для профессиональных серий защитных аппаратов.
Кроме рассмотренной временной селективности, еще есть следующие виды селективности :
• токовая селективность, которая предполагает смещение или разнесение время-токовых характеристик последовательно расположенных защит по оси тока;
• зонная или логическая селективность — реализуется между двумя аппаратами защиты, объединенными специальным каналом связи. Когда расположенный ниже аппарат обнаруживает повреждение, он посылает сигнал вышестоящему выключателю, который начинает отсчет выдержки времени. Если за это время расположенный ниже выключатель не в состоянии отключить возникшее повреждение, то срабатывает выключатель, расположенный выше.
Селективность по току обеспечивается путем задания различных уставок автоматических выключателей (максимальной токовой отсечки). Более высокие уставки имеют автоматические выключатели на стороне питания. Эти решения приемлемы для уровней А (ГРЩ) и уровня Б (вторичное распределение) системы электроснабжения, т. е. для больших автоматов, расцепители которых всегда можно подстроить. При конечном распределении электроэнергии (уровень В), где главным образом используются модульные токоограничивающие автоматы (бюджетные серии), селективность не обеспечивается или возможна только частичная селективность.
Например, в бытовом жилом секторе токи КЗ на вводе в дом и у самого удаленного потребителя будут отличаться незначительно (сети, как правило, короткие). При токах КЗ от 1000 до 3000 А, характерных для таких сетей, модульные автоматические выключатели в аварийной групповой сети и на вводе будут срабатывать практически одновременно. Чтобы этого не происходило, можно установить на вводе вместо вводного автомата выключатель нагрузки. Сделать это несложно, поскольку малогабаритных разъединителей нагрузки с установкой на дин-рейку на рынке предостаточно. В этом случае при КЗ будет отключаться только аварийная групповая линия.
При перегрузках с елективную работу автоматических выключателей обеспечить просто. Для этого достаточно, чтобы номинальный ток автомата со стороны питания был больше номинального тока автоматического выключателя со стороны потребителей.
Похожие статьи:
1. Автоматические выключатели
2. Почему не работает выключатель?
3. Что делать, если автоматический выключатель отключает нагрузку?
4. Как сбросить сработавший выключатель?
Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».
Внимание! Всех интересующихся практической электротехникой приглашаю на страницы своего нового сайта «Электрика для дома» . Он посвящен основам электротехники и электричества с акцентом на домашние электрические установки и происходящие в них процессы.
