Selektyvumas (elektros apsauga): apibrėžimas, principai ir taikymas

Sužinokite selektyvumo principus elektros apsaugoje: laiko‑srovės kreivės, Ipeak, I²T ir praktinis taikymas saugesnėms pramoninėms ir namų instaliacijoms.

Selektyvumas (taip pat vadinamas diskriminavimu) – tai elektros apsaugos principas, leidžiantis vietiniam (žemesnio lygio) apsaugos įrenginiui išjungti tik gedimo paveiktą grandinę, neįjungiant aukštesnio lygio apsaugos. Tai didina elektros tinklo patikimumą ir sumažina neplanuoto energijos tiekimo nutraukimo zoną.

Apibrėžimas ir pagrindiniai parametrai

Selektyvumas yra pasiektas koordinuojant kelių grandinėje esančių pertraukiklių ir saugiklių charakteristikas: laiko–srovės (suveikimo) kreives, maksimalų pralaidumo srovę (Ipeak) ir pralaidumo energijos (I²t). Gamintojai dažnai pateikia techniniuose žynynuose selektyvumo lenteles arba maksimalų pasiekiamą selektyvumo lygį dviem nuosekliai sujungtiems vardiniams jungikliams trumpojo jungimo sąlygomis.

Kaip veikia selektyvumas

• Laiko gradacija (time grading) – vienas iš paprasčiausių metodų: įrenginiai, esantys arti gedimo, nustatomi greičiau (trumpesnis delsos laikas) nei aukštesnio lygio įrenginiai, tad jie pirmieji išjungia grandinę.
• Srovės gradacija (current grading) – naudojama tada, kai įrenginiai turi skirtingus traukimo srovės nustatymus; aukštesnio lygio įrenginys turi turėti didesnį slenkstį, kad jis neįsijungtų esant silpnesnėms trumpojo jungimo srovėms.
• Energetinė diskriminacija (I²t) – svarbi, kai koordinuojami saugikliai ir pertraukikliai; aptinka ir riboja perleidžiamą energiją, kad apsaugotų įrenginius už gedimo taško.
• Modernios komunikacinės ir atpažinimo schemos – pvz., Zone Selective Interlocking (ZSI), direkcinės apsaugos ar difuzinė apsauga su signalo mainais leidžia greitai atpažinti gedimo zoną ir užtikrinti selektyvų išjungimą be didelių laiko delsų.

Praktiškas parinkimas ir veiksmai

Siekiant patikimo selektyvumo, atliekami koordinavimo skaičiavimai ir simuliacijos remiantis gamintojų pateiktomis T–I kreivėmis bei Ipeak ir I²t duomenimis. Dažnai taikomos taisyklės:

• palikti saugų laiko tarpo rezervą tarp kaimyninių įrenginių suveikimo laikų (pvz., keliasdešimt–kelios šimtai milisekundžių pagal tinklo reikmes);
• užtikrinti, kad aukštesnio lygio įrenginys galėtų atlaikyti maksimalų energijos pralaidumą, kurį gali praleisti žemesnio lygio įrenginys prieš išsijungiant (I²t atitikimas);
• patikrinti Ipeak ir trumpo impulso srovės ribas — jeigu perspektyvinė trumpojo jungimo srovė yra per didelė, selektyvumas gali būti prarastas, nes aukštesnio lygio įrenginys gali reaguoti momentiškai.

Ribojimai ir pavojai

• Esant labai didelėms trumpojo jungimo srovėms, net ir gerai sukalibruoti nustatymai gali būti nepakankami — aukštesnio lygio įrenginys gali suveikti dėl momentinių impulsų (Ipeak) arba dėl pernelyg didelės praleistos energijos.
• Netinkamai parinktas laiko rezervas gali sukelti nereikalingą ilgesnę elektros tiekimo praradimo trukmę arba, priešingai, nepakankamą apsaugą.
• Tinklo topologija (radialinė, žiedinė ar išskaidyta) ir neutraliosios linijos elgsena taip pat turi įtakos selektyvumo galimybėms.

Praktiniai sprendimai didinant selektyvumą

• naudoti laiko gradaciją kartu su srovės gradacija, kai tai įmanoma;
• taikyti I²t suderinimą tarp saugiklių ir pertraukiklių, ypač kai derinami skirtingų tipų įrenginiai;
• diegiant ZSI ar kitus komunikacinius sprendimus — sumažinti reikiamą laiko rezervą ir pagerinti gedimo lokalizaciją;
• naudoti direkcinę apsaugą, kai tinklo asimetrija ar keli tiekiantys šaltiniai reikalauja krypties nustatymo;
• jeigu reikia, įvesti papildomus trumpalaikius srovės ribojimo elementus (pvz., reaktorius ar srovės ribotuvus).

Testavimas ir veiksnių tikrinimas

Po nustatymų parinkimo svarbu atlikti praktinius patikrinimus: koordinavimo testus, priminimus su modeliuotomis gedimo srovėmis, priminimus su srovės injekcija arba programinę simulaciją. Gamintojų kataloguose pateikiami selektyvumo grafikai gali parodyti maksimalų pasiekiamą diskriminaciją dviems konkretiems įrenginiams, tačiau realaus tinklo sąlygos turi būti įvertintos atskirai.

Išvados

Selektyvumas yra pagrindinė saugos ir patikimumo priemonė elektros tinkluose. Jis pasiekiamas derinant laiko–srovės kreives, Ipeak ir I²t parametrus bei, esant poreikiui, taikant modernias komunikacines ar kryptines apsaugas. Kiekvienu atveju būtinas koordinavimo skaičiavimas, praktinis testavimas ir atsižvelgimas į tinklo topologiją bei įrenginių gamintojų duomenis.

Paieška pagal raidę