電気設備における保護の選択性とは何ですか

電気回路を操作および設計するときは、その安全な使用の問題に常に注意が払われます。この目的のために、すべての電気機器は、特定の階層関係に従って厳密に選択および配置された特別な機器で保護されています。

たとえば、携帯電話の充電中、その流れはバッテリーに組み込まれた保護機能によって制御されます。容量の蓄積が終了すると、充電電流が遮断されます。バッテリー内部でショートが発生すると、充電器に内蔵されているヒューズが切れて回路が切断されます。

何らかの理由でこれが起こらない場合、コンセントの障害はアパートのパネル上の回路ブレーカーによって制御され、その動作はメインマシンによって保証されます。この一連の防御側の代​​替アクションについてさらに検討することができます。

そのモデルは、無効にする障害の位置を選択または決定する機能を強調する選択性の原理 (選択性とも呼ばれます) によって決定されます。

選択性の種類

電気保護の選択性方法は、プロジェクトの作成中に形成され、電気機器の誤動作の発生場所を迅速に特定し、最小の損失で動作回路から切り離すような方法で運用中に維持されます。

この場合、保護カバレッジ エリアは選択性に応じて次のように分割されます。

1. 絶対的。

2.相対的。

最初のタイプの保護は、作業領域を完全に制御し、その領域でのみ損傷を修復します。このモデルでは内蔵電化製品が動作します。 サーキットブレーカー.

相対ベースで構築されたデバイスは、より多くの機能を実行します。これらは、そのゾーンおよび隣接するゾーン内の障害を除外しますが、絶対タイプの保護がそれらのゾーン内で機能していない場合に発生します。

適切に調整された保護では次のことが定義されます。

1. 損傷の場所と種類。

2. 異常ではあるが許容されるモードと、管理区域内の電気設備の機器に非常に重大な損傷を引き起こす可能性がある状況との違い。

最初のアクションでのみ構成されたデバイスは、通常、最大 1000 ボルトの非クリティカルなネットワークで動作します。ために 高圧電気設備 両方の原則を適用してみてください。この目的を達成するために、以下のものが保護に含まれます。

• ブロッキングスキーム。

• 精密測定装置。

• 情報交換システム。

• 特別な論理アルゴリズム。

何らかの理由で定格負荷を超える過電流に対する保護は、直列に接続された 2 つの回路ブレーカー間に提供されます。この場合、障害のあるユーザーに最も近いスイッチは接点を開いて障害をオフにする必要があり、遠いスイッチはそのセクションに電圧を供給し続ける必要があります。

この場合、次の 2 種類の選択性が考慮されます。

1. 完了。

2.部分的。

障害に最も近い保護が、リモート スイッチを起動することなく、設定範囲全体で障害を完全に除去できる場合、保護は完了したと見なされます。

部分的な選択性は、ある制限的な選択性 I まで動作するように構成された短距離保護に固有のものです。それを超えると、リモート スイッチが動作します。

選択的保護における過負荷および短絡ゾーン

動作のために指定された電流制限 自動安全スイッチ、次の 2 つのグループに分けられます。

1. 過負荷モード。

2. 短絡領域。

説明を簡単にするために、この原則をサーキットブレーカーの電流特性に適用します。

最大 8 ÷ 10 倍の定格電流で過負荷ゾーンで動作するように設定されています。

この領域では、主に熱または熱磁気保護リリースが機能します。短絡電流がこのゾーンに陥ることはほとんどありません。

短絡発生ゾーンには通常、ブレーカーの定格負荷の8倍10倍を超える電流が発生し、電気回路に重大な損傷を与えるのが特徴です。

それらをオフにするには、電磁リリースまたは電子リリースが使用されます。

選択性を生み出す方法

過電流範囲については、時間電流選択性の原理に基づいて機能する保護機能が作成されます。

短絡ゾーンは以下に基づいて形成されます。

1. 現在。

2. 一時的。

3. エネルギー。

4. エリア選択性。

時間選択性は、保護動作に対してさまざまな時間遅延を選択することによって作成されます。この方法は、図のように電流設定が同じでタイミングが異なるデバイスにも適用できます。

たとえば、機器に最も近い保護 No. 1 は、短絡発生時に 0.02 秒に近い時間で動作するように設定されており、その動作は、より遠い No. 2 の 0.5 秒の設定によって提供されます。

シャットダウン時間 1 秒の最も遠い保護機能により、障害が発生した場合でも以前のデバイスの動作がサポートされます。

許容負荷を超えた場合の動作のために電流選択性が調整されます。この原理は、次の例で大まかに説明できます。

直列の 3 つの保護は短絡電流を監視し、0.02 秒の時間で動作するように構成されていますが、電流設定は 10、15、20 アンペアと異なります。したがって、機器は最初に保護装置 No.1 から切り離され、No.2 と No.3 が選択的に保護します。

時間または電流の選択性を最も純粋な形で実現するには、高感度の電流および時間センサーまたはリレーを使用する必要があります。この場合、かなり複雑な電気回路が作成されますが、実際には通常、考慮された原理の両方が組み合わされており、そのままの形では適用されません。

時間電流保護の選択性

最大 1000 ボルトの電圧の電気設備を保護するために、時間と電流の組み合わせ特性を持つ自動スイッチが使用されます。負荷側と供給側のラインの端に配置された 2 台の直列接続された機械を例にして、この原理を調べてみましょう。

時間選択性は、回路ブレーカーが発電機の端ではなく消費者の近くにあるときにトリップするように設定する方法を決定します。

左のグラフは負荷側の上部保護曲線のトリップ時間が最長の場合を示し、右のグラフは供給側のサーキットブレーカーのトリップ時間が最短の場合を示しています。これにより、保護の選択性の発現をより詳細に分析できます。

付属の機器の近くに配置されたスイッチ«B»は、時間電流選択性を使用しているため、より早くより速く動作し、スイッチ«A»は障害が発生した場合にそれを保持します。

現在の保護の選択性

この方法では、たとえば電気抵抗のあるケーブルや架空送電線の回路に含まれる特定のネットワーク構成を作成することによって、選択性を形成できます。この場合、発電機と需要家間の短絡電流の値は、故障の場所によって異なります。

ケーブルの電力端では最大値がたとえば 3 kA、反対側の端では最小値がたとえば 1 kA になります。

スイッチ A 付近で短絡が発生した場合、端 B (I kz1kA) の保護が機能せず、機器から電圧が除去されるはずです。保護装置を正しく動作させるには、緊急モードでスイッチを通過する実際の電流の大きさを考慮する必要があります。

この方法で完全な選択性を確保するには、2 つのスイッチ間に大きな抵抗が必要であることを理解してください。これは次の理由で形成される可能性があります。

• 延長された電力線。

• 変圧器の巻線の配置。

• 断面積が減少したり、その他の方法でケーブルが破損したりする可能性があります。

したがって、この方法では、選択性が部分的なものになることがよくあります。

保護の時間選択性

この選択方法は通常、時間を考慮して前の方法を補完します。

• 場所の保護と断層の発達の始まりによる決定。

• シャットダウン時にトリガーします。

保護動作のアルゴリズムの形成は、電流設定が徐々に収束することと、短絡電流が電源に移動する時間によって実行されます。

応答遅延を調整できる機能がある場合、同じ電流定格を持つマシンによって時間選択性を作成できます。

スイッチ B を保護するこの方法では、障害がオフになり、スイッチ A がプロセス全体を制御し、動作の準備が整います。保護装置 B の動作に割り当てられた時間内に短絡が解消されなかった場合、障害は A 側の保護装置の動作によって解消されます。

保護のエネルギー選択性

この方法は、モールドケースで作られ、短絡電流が最大値に達する前にできるだけ早く動作することができる特別な新しいタイプの回路ブレーカーの使用に基づいています。

この種のレート オートマトンは、一時的な非周期コンポーネントがまだアクティブである間、数ミリ秒間動作します。このような条件下では、負荷の流れのダイナミクスが高いため、保護装置の実際の動作時間と電流の特性を調整することが困難になります。

エンドユーザーは、エネルギー選択性の特性をほとんどまたはまったく知りません。これらは、グラフ、計算プログラム、表の形式でメーカーから提供されます。

この方法では、供給側での熱磁気リリースと電子リリースの特定の動作条件を考慮する必要があります。

ディフェンスのゾーン選択性

このタイプの選択性は、時間特性の一種です。その動作のために、電流測定装置が両側で使用され、それらの間で情報が常に交換され、電流ベクトルが比較されます。

ゾーン選択性は 2 つの方法で形成できます。

1. 監視領域の両端からの信号が論理保護監視装置に同時に送信されます。入力電流の値を比較し、開くブレーカーを決定します。

2. 両側の電流ベクトルの過大評価値に関する情報は、電源側の上位階層にある保護のロジック部分にブロック信号の形で届きます。下にブロッキング信号がある場合、下流のスイッチはオフになります。下トリップ禁止が受信されない場合、電圧は上保護から外されます。

これらの方法を使用すると、時間選択性を使用する場合よりもシャットダウンがはるかに高速になります。これにより、電気機器への損傷が軽減され、システム内の動的負荷と熱負荷が低減されます。

しかし、選択性ゾーニング方式では、測定、ロジック、情報交換などの複雑な技術システムを別途構築する必要があり、機器のコストが高くなるため、送電線や高圧変電所などで高周波遮断技術が使用されています。継続的に大きな電力の流れを伝送します。

この目的には、大電流負荷をスイッチングできる高速エア、オイル、または SF6 サーキット ブレーカが使用されます。