Qual é a seletividade dos disjuntores + princípios para calcular a seletividade

Funções principais

As principais tarefas da proteção seletiva são garantir o funcionamento ininterrupto do sistema elétrico e a inadmissibilidade de mecanismos de queima quando surgem ameaças. A única condição para o correto funcionamento deste tipo de proteção é a consistência das unidades de proteção entre si.

Assim que surge uma situação de emergência, a seção danificada é instantaneamente identificada e desligada com a ajuda de proteção seletiva.Ao mesmo tempo, os locais de serviço continuam funcionando, e os deficientes não interferem de forma alguma. A seletividade reduz significativamente a carga nas instalações elétricas.

O princípio básico da disposição deste tipo de proteção reside no equipamento de máquinas automáticas com uma corrente nominal inferior à do dispositivo na entrada. Em suma, eles podem exceder o valor nominal da máquina do grupo, mas individualmente - nunca. Por exemplo, ao instalar um dispositivo de entrada de 50 A, o próximo dispositivo não deve ter uma classificação superior a 40 A. A unidade que estiver o mais próximo possível do local de emergência sempre funcionará primeiro.

Assim, as principais funções da proteção seletiva incluem:

• garantir a segurança dos aparelhos elétricos e dos trabalhadores;
• rápida identificação e desligamento da zona do sistema elétrico onde ocorreu a falha (ao mesmo tempo, as zonas de trabalho não param de funcionar);
• redução de consequências negativas para as partes de trabalho dos eletromecanismos;
• reduzindo a carga nos mecanismos dos componentes, evitando avarias na zona defeituosa;
• Garantia de processo de trabalho ininterrupto e fornecimento de energia constante de alto nível.
• suporte para a operação ideal de uma instalação específica.

Tabelas de seletividade

A proteção seletiva funciona principalmente quando a classificação In do disjuntor é excedida, ou seja, com pequenas sobrecargas. Com curtos-circuitos, é muito mais difícil alcançá-lo. Para fazer isso, os fabricantes vendem produtos com tabelas de seletividade, com as quais você pode criar links com seletividade. Aqui você pode selecionar grupos de dispositivos de apenas um fabricante. As tabelas de seletividade são apresentadas a seguir, também podem ser encontradas nos sites das empresas.

Para verificar a seletividade entre os dispositivos a montante e a jusante, encontra-se a interseção da linha e coluna, onde “T” é a seletividade total e o número é parcial (se a corrente de curto-circuito for menor que o valor indicado na tabela ).

Proteção do relé - requisitos

A proteção do relé deve atender a uma série de requisitos, que contêm os seguintes princípios: o princípio da seletividade, sensibilidade, confiabilidade, velocidade. O dispositivo deve monitorar a operação de aparelhos elétricos, responder a tempo em caso de violação do modo estabelecido, desligar imediatamente a seção defeituosa do circuito, enquanto dá um sinal ao pessoal de manutenção sobre uma emergência.

Velocidade de proteção do relé

O tempo de resposta depende deste requisito, pelo que a proteção dos aparelhos elétricos. Quanto mais cedo o relé de proteção funcionar, protegendo assim o equipamento elétrico contra danos. Portanto, todos os equipamentos elétricos devem estar equipados com proteção de relé. Nesse caso, o tempo de desligamento é de 0,01 a 0,1 segundos.

Simplificando, esta é a velocidade na qual o relé de proteção deve detectar e desconectar elementos danificados. O fator de velocidade é o período de tempo que começa a partir do momento em que ocorre uma falha e até que o elemento defeituoso seja desconectado da rede elétrica.

A aceleração do desligamento por falha reduz o tempo de operação da carga com tensão reduzida, reduzindo assim os danos ao componente defeituoso. Como resultado, para uma rede elétrica com tensão de 500 kV, a velocidade deve corresponder a 20 ms e para uma linha elétrica de 750 kV - pelo menos 15 ms.

Sensibilidade do relé

Este requisito deve garantir a proteção de equipamentos elétricos mesmo em taxas mínimas. Ou seja, é a suscetibilidade do relé aos tipos de faltas a que se destina.

O coeficiente de sensibilidade é a razão entre o valor mínimo do indicador, que foi formado como resultado de danos, e o valor definido.

Seletividade da proteção do relé

Este princípio reside no fato de que, no caso de um curto-circuito, apenas a seção do circuito em que essa situação se formou será desligada. Todos os equipamentos elétricos restantes permanecem em condições de funcionamento.

A seletividade é dividida em absoluta e relativa. A seletividade absoluta é válida apenas na área de desempenho de suas funções. A seletividade absoluta inclui todos os tipos de proteção diferencial. A característica relativa atua em toda a linha de energia, desenergizando não apenas suas seções, mas também as vizinhas. Esta seletividade inclui proteção de distância e sobrecorrente.

Princípio lógico

Para implementar circuitos usando este princípio, são necessários relés digitais. Os relés são conectados entre si por uma linha de par trançado, um cabo de fibra ótica ou uma linha telefônica (usando um modem). Com a ajuda de tais linhas, as informações são recebidas (transmitidas) para o painel de controle de diferentes objetos e entre os próprios relés.

O princípio da lógica em uma rede radial

Na Figura 9 dada, o princípio de funcionamento da lógica é explicado. Cada um dos 4 relés digitais aplica um ajuste de corrente igual ao estágio sensível mais recente. Este estágio tem um tempo de resposta de 0,2 s. A seletividade lógica implica a possibilidade de bloquear o relé com um sinal LO (espera lógica).Tal sinal é alimentado através do canal do relé de proteção anterior. Cada um dos relés pode transmitir tais sinais em trânsito.

Como pode ser visto na figura, no caso de um curto-circuito no ponto K1, todos os outros relés, do sinal LO dado pelo relé K1, estarão aguardando. O relé K1 será energizado e desarmado. Em caso de curto-circuito no ponto 2, o relé K4 funcionará da mesma forma.

Tais esquemas para construção de controle lógico são exigentes na confiabilidade das linhas de comunicação entre os elementos.

Interruptores de tempo

Os disjuntores equipados com um mecanismo de ajuste do tempo de operação, independentemente do valor da corrente, são chamados de seletivos. Assim, os dispositivos que não possuem esta qualidade são classificados como não seletivos. Considere o que é seletividade e por que ela é necessária.

A seletividade é uma das principais qualidades que a proteção deve ter. A seletividade está na quantidade necessária e suficiente de desligamentos de proteção da seção danificada da rede. Isso significa que em caso de danos ao equipamento (por exemplo, curto-circuito), a proteção deve funcionar de forma que apenas o segmento danificado do circuito seja desligado. Todos os outros equipamentos devem permanecer em operação na medida do possível. O que o atraso de tempo do switch tem a ver com isso, mostraremos com um exemplo.

Vamos supor que a chave "1" esteja instalada na entrada de potência da seção de 0,4 kV. Várias linhas de saída são alimentadas desta seção através de interruptores lineares. Deixe o interruptor "2" ser instalado em uma das linhas de saída.

Agora suponha que haja um curto-circuito no início desta linha.Qual interruptor deve ser acionado pelas proteções para destacar apenas a área danificada? Claro, "2". Mas afinal, a corrente de curto-circuito nesta situação flui através de dois interruptores - "1" e "2" (o curto-circuito é alimentado da fonte através do interruptor de entrada "1"). Como, então, garantir que apenas a chave “2” esteja desligada, pois o valor da corrente que passa por essas chaves é quase o mesmo. É aqui que a possibilidade de definir um atraso de tempo de desligamento artificial na entrada automática “1” vem em socorro. Ao mesmo tempo, a proteção simplesmente não tem tempo para funcionar, desde a mudança de linha "2" desligará a corrente de curto-circuito sem atraso.

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Métodos de construção e tipos de sistemas de proteção seletiva

Com base nos princípios acima, distinguem-se os principais métodos e tipos de projeto de sistemas de proteção seletiva.

Seletividade atual

Disjuntores com diferentes limites de corrente são instalados em série na rede.

O princípio da construção da seletividade atual

Um exemplo seria uma rede de um apartamento comum ou uma casa particular, quando uma máquina introdutória para 25A é instalada na central, após a qual uma intermediária para 16A. Em grupos de iluminação de tomadas ou eletrodomésticos com linha separada, são instaladas máquinas automáticas com limite de resposta de 10A. Ao mesmo tempo, o tempo e outros limites de operação para essas chaves de proteção podem ser iguais ou diferentes dependendo da natureza da carga.

Circuito de proteção seletiva de corrente

Seletividade pelo intervalo de tempo de operação da proteção

Neste caso, a construção da proteção é realizada de acordo com o mesmo princípio da proteção de corrente, apenas o parâmetro determinante em termos de seletividade é o tempo de atuação dos disjuntores quando o valor limite das correntes é atingido.

Esquema de proteção seletiva de tempo

A máquina introdutória no quadro de distribuição é ajustada para um intervalo de resposta de 1 segundo, a chave intermediária tem um intervalo de 0,5 segundos e, antes da carga propriamente dita, máquinas automáticas com intervalo de resposta de 0,1 segundos.

• A proteção tempo-corrente é um conjunto de elementos, levando em consideração os valores limite de operação para corrente e tempo, praticamente uma opção combinada para selecionar os parâmetros listados acima;
• Proteção de zona - quando o princípio de proteção seletiva é aplicado a uma seção separada do circuito;

Um exemplo de construção de um esquema de proteção zonal

O princípio lógico de construção de proteção seletiva prevê a presença de um processador que recebe sinais de todos os elementos de proteção conectados em série no circuito. Com base nesses dados, o dispositivo toma uma decisão e envia um sinal para desabilitar o elemento de proteção na área onde o limite de um dos parâmetros controlados é excedido;

Esquema de proteção seletiva, construído sobre um princípio lógico

Seletividade na direção - quando os elementos de proteção são instalados em série na direção da corrente, uma mudança de fase na tensão forma um ponto na direção do vetor de tensão. Assim, o relé responde às mudanças de tensão e direção da corrente não apenas na área da instalação de proteção, mas também ao longo de toda a linha do circuito da fonte de alimentação.

Em caso de curto-circuito na primeira linha, ela será desligada, enquanto a segunda linha continuará funcionando e, inversamente, se ocorrer uma falha na segunda linha, a primeira linha não será desligada. A desvantagem deste método é que, além dos disjuntores, é necessário montar transformadores de tensão para cada fase da linha.

Princípio diferencial de construção de proteção seletiva

Este método é usado em circuitos onde é conectada uma carga que consome grande energia elétrica. O controle de corrente é realizado por transformadores de potencial apenas na seção A-B. De fato, os processos são controlados em uma pequena seção da rede onde a carga está conectada; quando os valores limite são excedidos, equipamentos específicos são desligados sem afetar outras seções.

Circuito de proteção diferencial

A vantagem deste método é sua alta velocidade e sensibilidade a alterações de parâmetros; como desvantagem, pode-se notar o alto custo do equipamento.

Todos os métodos acima do princípio seletivo de construção de proteção permitem resolver vários problemas na operação de circuitos elétricos:

• Manter a operacionalidade das seções em serviço durante a ocorrência de um mau funcionamento em áreas adjacentes;
• Detecção automática da localização da falha e desconexão da rede de trabalho;
• Garantir a segurança do pessoal que atende as instalações elétricas.

Ao construir proteção seletiva, é necessário seguir os princípios básicos, todos os elementos são ajustados para a mesma tensão, nos pontos de controle, os menores e maiores valores dos parâmetros em caso de curto-circuito devem ser levados em consideração conta.

Tipos de esquemas de conexão seletiva

Os equipamentos de proteção por seletividade são divididos em vários tipos.Estes incluem os seguintes tipos de proteção:

• completo;
• parcial;
• atual;
• temporário;
• corrente de tempo;
• energia.

Cada um deles precisa ser tratado separadamente.

Proteção total e parcial

Com essa segurança de circuito, os dispositivos são conectados em série. Em caso de sobrecorrente, operará o autômato que estiver mais próximo da falha.

Importante! A proteção seletiva parcial difere da seletividade total, pois opera somente até o valor de sobrecorrente ajustado.

Seletividade do tipo atual

Ao alinhar em ordem decrescente a magnitude das correntes da fonte para a carga, eles garantem a operação de seletividade de corrente. A principal medida aqui é o valor limite da marca atual.

Por exemplo, a partir da fonte de alimentação ou entrada, os disjuntores são instalados na sequência: 25A, 16A, 10A. Todas as máquinas podem ter o mesmo tempo para operar.

Importante! Deve haver alta resistência entre os disjuntores. Então eles terão seletividade efetiva. Aumente a resistência aumentando o comprimento da linha, incluindo seções com um fio de diâmetro menor ou inserindo um enrolamento do transformador

Eles aumentam a resistência aumentando o comprimento da linha, incluindo seções com um fio de menor diâmetro ou inserindo um enrolamento do transformador.

Seletividade atual

Seletividade temporal e de corrente de tempo

O que significa proteção seletiva de tempo? Uma característica desta construção do circuito de proteção do relé é a vinculação ao tempo de resposta de cada elemento de proteção.Os disjuntores têm as mesmas classificações de corrente, mas têm diferentes atrasos de disparo. O tempo de resposta aumenta com a distância da carga. Por exemplo, o mais próximo é projetado para operar após 0,2 s. Em caso de falha após 0,5 s. o segundo deve funcionar. O trabalho do terceiro disjuntor é classificado após 1 segundo em caso de falha dos dois primeiros.

Seletividade temporal

A seletividade tempo-corrente é considerada muito difícil. Para organizá-lo, você precisa selecionar dispositivos de grupos: A, B, C, D. O grupo A tem a maior proteção (usado em circuitos elétricos). Cada um desses grupos tem uma resposta individual à magnitude da corrente elétrica e ao atraso de tempo.

Seletividade energética de autômatos

Essa proteção se deve às propriedades dos interruptores, que são estabelecidas pelo fabricante. Desarme rápido - antes que as correntes de curto-circuito atinjam seu máximo. A conta vai em milissegundos, é muito difícil concordar com tal seletividade.

Seletividade energética

O que é seletividade de zona

A definição dessa cobertura por proteção seletiva da rede está associada à peculiaridade de sua construção. Esta é uma maneira bastante cara e complicada. Como resultado do processamento dos sinais provenientes de cada disjuntor, a zona de dano é determinada e o disparo ocorre apenas nela.

Em formação. Para o arranjo de tal proteção, é necessária energia adicional. O sinal de cada interruptor é enviado para o centro de controle. As viagens são feitas por meio de lançamentos eletrônicos.

Tais circuitos são usados ​​de forma mais racional em empresas industriais, onde os sistemas possuem altas correntes de curto-circuito e correntes operacionais significativas.

Exemplo e gráfico de seletividade de zona

Significado e principais tarefas da proteção seletiva

A operação segura e a operação estável das instalações elétricas são as tarefas atribuídas à proteção seletiva. Ele calcula e corta instantaneamente a área danificada sem interromper o fornecimento de energia para áreas saudáveis. A seletividade reduz a carga na instalação, reduz as consequências de um curto-circuito.

Com o bom funcionamento dos disjuntores, as solicitações são atendidas ao máximo em relação ao fornecimento de energia ininterrupta e, consequentemente, ao processo tecnológico.

Quando o equipamento de abertura automática falhar por curto-circuito, os consumidores receberão energia normal devido à seletividade.

A regra que estabelece que o valor da corrente que passa por todas as chaves de distribuição instaladas após a máquina introdutória é menor que a corrente indicada desta última é a base da proteção seletiva.

No total, essas denominações podem ser mais, mas cada uma individual deve estar pelo menos um degrau abaixo da introdutória. Portanto, se uma máquina automática de 50 amperes for instalada na entrada, será instalado um interruptor próximo a ela, com uma corrente nominal de 40 A.

O disjuntor é composto pelos seguintes elementos: alavanca (1), terminais de parafuso (2), contatos móveis e fixos (3, 4), placa bimetálica (5), parafuso de ajuste (6), solenóide (7), calha de arco ( 8), travas (9)

Usando a alavanca, ambos ligam e desligam a entrada de corrente para os terminais. Os contatos são trazidos para os terminais e fixados. O contato móvel com a mola serve para abertura rápida, e o circuito é conectado a ela por meio de um contato fixo.

O desengajamento, caso a corrente ultrapasse seu valor limite, ocorre devido ao aquecimento e flexão da placa bimetálica, bem como do solenóide.

As correntes de operação são ajustadas usando o parafuso de ajuste. Para evitar o aparecimento de um arco elétrico durante a abertura dos contatos, um elemento como uma calha de arco foi introduzido no circuito. Há uma trava para fixar o corpo da máquina.

A seletividade, como um recurso de proteção do relé, é a capacidade de detectar um nó do sistema defeituoso e cortá-lo da parte ativa do EPS.

Aqui está um diagrama do escudo, mostrando claramente como a carga é distribuída por todo o apartamento. Antes de instalar a máquina, é necessário calcular a potência total do equipamento que será conectado a ela

A seletividade dos autômatos é sua propriedade de trabalhar alternadamente. Se este princípio for violado, tanto os disjuntores quanto a fiação elétrica irão aquecer.

Como resultado, pode ocorrer um curto-circuito na linha, queima de contatos fusíveis, isolamento. Tudo isso levará à falha de aparelhos elétricos e um incêndio.

Suponha que haja uma emergência em uma longa linha de energia. De acordo com a regra principal da seletividade, o autômato mais próximo do local do dano dispara primeiro.

Se ocorrer um curto-circuito em um apartamento comum em um soquete, a proteção da linha, da qual esse soquete faz parte, deve funcionar na blindagem. Se isso não acontecer, é a vez do disjuntor no escudo e somente depois - o introdutório.

Definições básicas

A definição de seletividade é dada no GOST IEC 60947-1-2014 "Equipamento de distribuição e controle de baixa tensão - Parte 1. Regras gerais."

"Seletividade para sobrecorrentes (2.5.23)

Coordenação das características de operação de dois ou mais dispositivos de proteção de sobrecorrente de modo que, em caso de sobrecorrente dentro de uma faixa especificada, apenas o dispositivo projetado para operar nesta faixa desarma e os demais não desarmam”, entendendo-se por sobrecorrente uma corrente com valor superior à corrente nominal causada por qualquer causa (sobrecarga, curto-circuito, etc.). Há, assim, seletividade entre dois disjuntores em série em relação à sobrecorrente que circula por ambos os disjuntores, com o disjuntor do lado da carga abrindo para proteger o circuito e o disjuntor do lado da alimentação permanecendo fechado para fornecer energia ao restante da instalação . As definições de seletividade total e parcial, por outro lado, são fornecidas em GOST R 50030.2-2010 "Equipamento de distribuição e controle de baixa tensão - Parte 2. Disjuntores".

"Seletividade total (2.17.2)

Seletividade de sobrecorrente, quando, quando dois dispositivos de proteção de sobrecorrente são conectados em série, o dispositivo do lado da carga fornece proteção sem desarmar o segundo dispositivo de proteção.

"Seletividade parcial (2.17.3)

Seletividade de sobrecorrente, quando, quando dois dispositivos de proteção de sobrecorrente são conectados em série, o dispositivo do lado da carga fornece proteção até um certo nível de sobrecorrente sem desarmar o segundo dispositivo de proteção.”

Pode-se falar de seletividade completa quando a seletividade é assegurada para qualquer valor de sobrecorrente possível na instalação. A seletividade total entre dois disjuntores é dita quando a seletividade para o menor dos valores de Icu dos dois disjuntores é assegurada, uma vez que a corrente de curto-circuito (SC) máxima prevista da instalação será, em qualquer caso, menor ou igual ao menor valor Icu dos dois disjuntores.

A seletividade parcial é dita quando a seletividade é fornecida somente até um certo valor de corrente Is (limite de seletividade). Se a corrente exceder este valor, a seletividade entre os dois disjuntores não poderá mais ser garantida.

Diz-se que a seletividade parcial entre dois disjuntores é alcançada quando a seletividade é alcançada até um certo valor de Is, que é menor que os valores de Icu dos dois disjuntores. Se a corrente máxima potencial de curto-circuito da instalação for menor ou igual à corrente de seletividade Is, fala-se de seletividade total.

Exemplo

Os dois disjuntores a seguir são considerados:

• No lado da alimentação XT4N250 TMA100 (Icu=36 kA);
• No lado da carga S200M C40 (Icu=15 kA).

A partir das “Tabelas de Coordenação de Proteção e Controle” pode-se verificar que a seletividade completa (T) entre dois disjuntores é garantida. Isso significa que é fornecida uma seletividade de até 15 kA, ou seja, o menor dos dois valores de Icu.

Obviamente, a corrente máxima esperada K3 no local de instalação do disjuntor S200M C40 será menor ou igual a 15kA.

Os dois disjuntores a seguir são agora considerados:

• No lado da alimentação XT4N250 TMA80 (Icu=36 kA);
• No lado da carga S200M C40 (Icu=15 kA).

A partir das "Tabelas de coordenação dos dispositivos de proteção e controle" pode-se observar que a seletividade entre dois disjuntores é Is = 6,5 kA.

Isso significa que, se a corrente de curto-circuito máxima prevista no lado da carga do disjuntor S200M C40 for inferior a 6,5 ​​kA, será fornecida seletividade total e, se a corrente de curto-circuito for maior, será fornecida seletividade parcial , ou seja apenas para curtos-circuitos com correntes inferiores a 6,5 ​​kA, enquanto que para curtos-circuitos com correntes entre 6,5 e 15 kA não é garantida a falha do disjuntor do lado da alimentação.

Benefícios da cascata

A limitação de corrente beneficia todos os circuitos a jusante que são controlados pelo disjuntor de limitação de corrente apropriado.

Este princípio não impõe quaisquer restrições adicionais, i. Os disjuntores limitadores de corrente podem ser instalados em qualquer local de uma instalação elétrica onde os circuitos a jusante não estejam adequadamente protegidos.

Vantagens:

• simplificação de cálculos de correntes de curto-circuito;
• uma escolha mais ampla de dispositivos de comutação e eletrodomésticos a jusante;
• o uso de dispositivos de comutação e eletrodomésticos projetados para condições de operação mais leves e, portanto, menos dispendiosas;
• economia de espaço, já que os equipamentos projetados para correntes mais baixas costumam ser mais compactos.

Determinação da seletividade de disjuntores

A definição de "seletividade" implica um mecanismo de proteção e o bom funcionamento de alguns dispositivos, consistindo em partes separadas conectadas em série entre si.Muitas vezes, vários tipos de dispositivos automáticos, fusíveis, RCDs, etc. servem como tais dispositivos. O resultado de seu trabalho é impedir a combustão de mecanismos elétricos em caso de ameaça.

Como é o dispositivo?

Observação! A vantagem deste sistema é sua capacidade de desligar apenas as seções necessárias, enquanto o restante do sistema permanece em funcionamento. A única condição é a consistência dos dispositivos de proteção entre si

Esquema de proteção de zona

Mapa de Seletividade

Certifique-se de mencionar o cartão de seletividade, que você precisará "como ar" para proteção contra sobrecorrente. O mapa em si é um esquema específico construído em eixos, onde são exibidos todos os conjuntos de características tempo-corrente dos dispositivos instalados. Um exemplo é fornecido abaixo:

Já dissemos que todos os dispositivos de proteção devem ser conectados um após o outro. E o mapa mostra as características desses dispositivos específicos. As principais regras para desenhos de cartões são: as configurações de proteção devem vir de uma tensão; a escala deve ser escolhida com a expectativa de que todos os pontos de fronteira sejam visíveis; é necessário especificar não apenas as propriedades de proteção, mas também os indicadores máximos e mínimos de curto-circuito nos pontos de projeto do circuito.

Deve-se notar que na prática atual, a ausência de mapas de seletividade em projetos está firmemente arraigada, especialmente em baixas tensões. E isso é uma violação de todos os padrões de design, que no final é o resultado de uma queda de energia nos consumidores.

Por fim, recomendamos assistir a um vídeo útil sobre o tema: