3. Алгоритм работы реле на примере реле максимальной токовой защиты (ansi 51)(в тетради)

Защита от перегрузки: токовая селективность

(рис. H52a)

Данный метод реализуется посредством задания различных токовых уставок IrA и IrB, от более низких уставок по току для нижерасположенных коммутационных элементов к более высоким уставкам по мере приближения к источнику питания. Как указывалось в предыдущих примерах, в зависимости от конкретных условий селективность может быть полной или частичной. Практически селективность отключения обеспечивается, когда IrA/IrB > 2.

Защита от малых токов короткого замыкания: временная селективность

(рис. H52b)

Данный метод реализуется посредством регулировки расцепителей, срабатывающих с выдержкой времени, при этом нижерасположенные реле имеют самые короткие значения времени срабатывания, а по мере приближения реле к источнику питания время выдержки последовательно возрастает.

В показанной двухуровневой схеме вышерасположенный автоматический выключатель A имеет достаточное время выдержки, чтобы обеспечить полное согласование с характеристиками выключателя B, например, выключателя Masterpact с электронным расцепителем.

Токовая селективность в диапазоне срабатывания быстродействующих расцепителей

Токовая селективность достигается благодаря ступенчатому регулированию токовых уставок быстродействующих расцепителей.

Токовая селективность обеспечивается, в основном, токоограничивающими выключателями с электромагнитными расцепителями, допускающими ступенчатое регулирование токовых уставок.

• Нижерасположенный автоматический выключатель не является токоограничивающим.

Полная селективность в данной ситуации практически невозможна, поскольку токи Isc A и Isc B примерно равны, поэтому оба автоматических выключателя будут срабатывать одновременно. В этом случае селективность является частичной; селективность ограничена током Im вышестоящего автоматического выключателя (рис. Н51).

• Нижерасположенный автоматический выключатель является токоограничивающим.

Улучшение селективности достигается за счет токоограничения, осуществляемого выключателем В. В случае возникновения короткого замыкания ниже выключателя B, ограниченный ток КЗ вызовет срабатывание электромагнитного расцепителя выключателя B (если его уставки были правильно настроены). В то же время ограниченный выключателем В ток КЗ будет недостаточен для того, чтобы вызвать отключение автоматического выключателя A.

Примечание: всем рассмотренным здесь низковольтным выключателям присуща некоторая степень токоограничения, даже тем, которые не относятся к токоограничивающим. Это является причиной нелинейной характеристики, показанной для стандартного автоматического выключателя A на рис. H53. Однако для нормальной работы такой схемы необходимы тщательные расчеты и испытания.

Рис. H53: Нижерасположенный токоограничивающий автоматический выключатель B

• В зависимости от величины токов КЗ вышерасположенный автоматический выключатель может срабатывать мгновенно или с короткой выдержкой времени. Такие выключатели оснащаются расцепителями и небольшой задержкой срабатывания (селективная токовая отсечка). Эта задержка является достаточной, чтобы обеспечить полную селективность с любым нижерасположенным быстродействующим автоматическим выключателем при любом токе короткого замыкания, вплоть до Ii A (рис. H54).

Рис. H54: Использование вышерасположенного автоматического выключателя с селективной токовой отсечкой

Пример:

Автоматический выключатель A: Compact NS250 N с расцепителем, имеющим селективную токовую отсечку Ir = 250 А, селективная токовая отсечка настроена на 2000 А.

Автоматический выключатель B: Compact NS100N Ir = 100 А

В документации Schneider Electric указан предельный ток селективности 3000 А (что превышает величину 2500 А при использовании стандартного расцепителя).

Временная селективность в диапазоне срабатывания быстродействующих расцепителей

Для реализации временной селективности используются автоматические выключатели, которые в некоторых странах называют «селективными». Применение таких выключателей является относительно простым и заключается в задержке срабатывания быстродействующих расцепителей нескольких последовательно соединенных автоматических выключателей.

Для реализации этого метода необходимо:

• предусмотреть временные задержки срабатывания расцепителей автоматических выключателей;

• использовать автоматические выключатели, способные выдерживать тепловые и механические нагрузки при повышенных уровнях токов и заданных выдержках времени.

Два последовательно соединенных автоматических выключателя A и B, пропускающих один и тот же ток, являются селективными, если продолжительность отключения тока нижерасположенным выключателем B меньше, чем время задержки срабатывания выключателя A.

Мгновенная селективность

Пример схемы с использованием автоматических выключателей Masterpact с электронным расцепителем. Эти выключатели имеют регулируемые временные уставки (4 ступени регулирования), при этом:

• выдержка, соответствующая данной ступени, превышает время отключения КЗ с выдержкой, соответствующей предыдущей ступени;

• минимальная выдержка 1 ступени превышает время отключения КЗ автоматического выключателя Compact NS или плавких предохранителей (рис. H55).

Рис. H55: Временная селективность

Логическая селективность

Возможны схемы селективного отключения, основанные на логической селективности с использованием автоматических выключателей с электронными расцепителями, предназначенными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенными цепями управления.

Для этой системы селективного отключения требуются автоматические выключатели, оснащенные специальными электронными расцепителями, подключенных к цепям управления для обмена данными между автоматическими выключателями. При наличии двух уровней A и B (рис. H56), автоматический выключатель A производит мгновенное отключение, если реле автоматического выключателя B не отправит сигнал подтверждения того, что ниже выключателя B произошло короткое замыкание. При наличии короткого замыкания ниже выключателя В этот сигнал вызовет задержку срабатывания расцепителя выключателя A и тем самым обеспечит срабатывание расцепителя выключателя В. При этом расцепитель выключателя А не сработает. Кроме того, эта система, запатентованная Schneider Electric, позволяет быстро обнаружить место короткого замыкания.

Рис. H56: Логическая селективность