Was ist Selektivität von Leistungsschaltern + Grundsätze zur Berechnung der Selektivität

Die Selektivität bzw. Selektivität von Leistungsschaltern ist der Schlüssel zur Gewährleistung des zuverlässigen Betriebs eines Stromkreises. Diese Funktion hilft, Notfallsituationen zu verhindern und erhöht die Sicherheit auf ein höheres Niveau.

Im Falle einer Leitungsüberlastung oder eines Kurzschlusses ist nur die beschädigte Leitung geschützt, die restliche Elektroinstallation bleibt funktionsfähig. Wir werden in diesem Artikel detailliert analysieren, warum dies geschieht, und die Hauptaufgaben des selektiven Schutzes, Anschlusspläne und ihre Funktionen betrachten.

Wir werden auch auf die Berechnung der Selektivität und die Regeln für die Erstellung einer Karte achten und das Material mit visuellen Diagrammen, Tabellen und Fotos versehen. Und wir werden den Artikel mit ausführlichen Erklärungen in Videos ergänzen.

Die Bedeutung und Hauptaufgaben des selektiven Schutzes

Der sichere Betrieb und der stabile Betrieb elektrischer Anlagen sind die Aufgaben des selektiven Schutzes. Es berechnet und schneidet den beschädigten Bereich sofort ab, ohne die Stromversorgung gesunder Bereiche zu unterbrechen. Selektivität reduziert die Belastung der Anlage und verringert die Folgen eines Kurzschlusses.

Bei einwandfrei funktionierenden Leistungsschaltern werden die Anforderungen an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung und damit auch an den technologischen Prozess maximal erfüllt.

Wenn die automatische Ausrüstung, die die Öffnung durchführt, aufgrund eines Kurzschlusses defekt ist, erhalten die Verbraucher dank der Selektivität normalen Strom.

Die Regel, die besagt, dass die Strommenge, die durch alle hinter dem Eingangsleistungsschalter installierten Verteilerschalter fließt, geringer ist als der vorgesehene Strom des letzteren, ist die Grundlage des selektiven Schutzes.

Insgesamt diese Konfessionen es können noch mehr sein, aber jede einzelne muss mindestens eine Stufe unter der einleitenden Stufe liegen. Wenn also am Eingang ein 50-Ampere-Leistungsschalter installiert ist, wird daneben ein Schalter mit einem Nennstrom von 40 A installiert.

Der Leistungsschalter besteht aus folgenden Elementen: Hebel (1), Schraubklemmen (2), bewegliche und feste Kontakte (3, 4), Bimetallplatte (5), Einstellschraube (6), Magnetspule (7), Lichtbogenlöschgitter (8), Riegel (9)

Mit dem Hebel können Sie den Stromeingang zu den Klemmen ein- oder ausschalten. Kontakte werden an die Klemmen angeschlossen und fixiert. Der bewegliche Kontakt mit der Feder dient zum schnellen Öffnen und der Stromkreis ist über einen festen Kontakt mit ihm verbunden.

Die Entkopplung erfolgt, wenn der Strom seinen Schwellenwert überschreitet, aufgrund der Erwärmung und Biegung der Bimetallplatte sowie des Magneten.

Die Einstellung der Auslöseströme erfolgt über eine Stellschraube. Um die Entstehung eines Lichtbogens beim Öffnen des Kontakts zu verhindern, wurde in den Stromkreis ein Element wie ein Lichtbogenlöschgitter eingeführt. Zur Sicherung des Maschinenkörpers ist ein Riegel vorhanden.

Selektivität als Merkmal des Relaisschutzes ist die Fähigkeit, eine fehlerhafte Systemeinheit zu erkennen und sie vom aktiven Teil des EPS zu trennen.

Hier ist ein Schaltplan der Schalttafel, der deutlich zeigt, wie sich die Last in der Wohnung verteilt. Bevor Sie die Maschine installieren, müssen Sie die Gesamtleistung der daran anzuschließenden Geräte berechnen

Die Selektivität von Automaten ist ihre Fähigkeit, abwechselnd zu arbeiten. Bei einem Verstoß gegen diesen Grundsatz kommt es zu einer Erwärmung sowohl der Leistungsschalter als auch der elektrischen Leitungen.

Infolgedessen kann es zu einem Kurzschluss in der Leitung, einem Durchbrennen der Schmelzkontakte und der Isolierung kommen. All dies führt zum Ausfall von Elektrogeräten und zum Brand.

Nehmen wir an, es gibt einen Notfall auf einer langen Stromleitung. Gemäß der Hauptregel der Selektivität wird zuerst die Maschine ausgelöst, die der Schadensstelle am nächsten ist.

Tritt in einer Steckdose in einer gewöhnlichen Wohnung ein Kurzschluss auf, sollte der Schutz der Leitung, zu der diese Steckdose gehört, auf dem Panel aktiviert werden. Geschieht dies nicht, ist der Leistungsschalter an der Schalttafel an der Reihe und erst dahinter der Eingangsschalter.

Absolute und relative Selektivität des Schutzes

Der Begriff der Selektivität wird definiert GOSTom IEC 60947-1-2014. Es gibt zwei Arten von Selektivität – absolute und relative. Wenn der Schutz so koordiniert ist, dass er ausschließlich innerhalb des Schutzgebiets wirkt, deutet dies auf seine absolute Selektivität hin.

Unter diesen Umständen entspricht der maximale Selektivitätsstrom dem maximalen Ausschaltvermögen des darunter liegenden Leistungsschalters.

Das Auslösen als Backup, wenn im Problembereich kein Shutdown stattgefunden hat, wird als relativ selektiver Schutz bezeichnet.In diesem Fall sind die darüber befindlichen Schalter ausgeschaltet.

Wird der vorgegebene Stromwert des Leistungsschalters überschritten, d.h. Wenn keine großen Überlastungen vorliegen, funktioniert der selektive Schutz nahezu fehlerfrei. Bei Kurzschlüssen ist dies wesentlich schwieriger zu erreichen.

Unternehmen veröffentlichen Daten zu hergestellten Produkten auf dem Gerätegehäuse und auf ihren Websites. Es ist wichtig, richtig zu lesen Kennzeichnung von Maschinen — Schalterbündel werden nur nach den Tabellen eines bestimmten Herstellers gebildet. Dabei ist zu bedenken, dass relativ organisierte Gruppen eine Vielzahl von Funktionen haben.

Die Selektivitätstabellen, die Hersteller ihren Produkten beifügen, vereinfachen die Aufgabe. Mit ihnen werden Gruppen mit Betriebsselektivität erstellt

Der Buchstabe „T“ in der Tabelle gibt die vollständige Selektivität eines Gerätepaars an, und die Zahl gibt die teilweise Selektivität an. Wenn der erwartete Fehlerstromgrenzwert unter dem in der Tabelle angegebenen Wert liegt, ist die Selektivität gewährleistet

Um die Selektivität zwischen der Maschine oben und unten zu überprüfen, suchen Sie den Schnittpunkt der Vertikalen und Horizontalen. Die Sicherstellung der Selektivität ist eine sehr wichtige Aufgabe bei der Ernährung von Verbrauchern einer besonderen Kategorie.

Bei Abwesenheit kann der Produktionsprozess gestoppt werden, Leitungen können beschädigt werden, Klimaanlagen, Rauchabzugssysteme und andere werden abgeschaltet.

Arten selektiver Verbindungsschemata

Neben der absoluten und relativen Selektivität gibt es noch 7 weitere Arten des selektiven Schutzes:

• Zone;
• Zeit-Strom;
• Energie;
• vorübergehend;
• voll;
• teilweise;
• aktuell

Um die erforderliche Selektivität des automatischen Schutzes elektrischer Netze mit Leistungsschaltern sicherzustellen, werden unterschiedliche Methoden eingesetzt. Aber trotzdem ist es wichtig Installieren Sie den Schalter korrekt, gemäß dem ausgewählten Diagramm und den Installationsregeln.

Typ Nr. 1 – vollständiger und teilweiser Schutz

Vollständiger Schutz bedeutet, dass, wenn zwei Leistungsschalter in Reihe geschaltet sind, das Auftreten von Überströmen dazu führt, dass derjenige in der Nähe der Fehlerzone abschaltet.

Der Teilschutz funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie der Vollschutz, jedoch erst, nachdem der Strom den eingestellten Schwellenwert erreicht hat.

Die Selektivität der Abschaltung durch die Leistungsschalter (A und B) besteht darin, dass der Kurzschluss, egal wo in der Elektroinstallation er auftritt, durch den nächstgelegenen Schalter, der sich über diesem Punkt befindet, unterbrochen wird. Die übrigen Geräte werden nicht ausgeschaltet

Wenn die Selektivität auf den kleineren der aktuellen Werte zweier AVs gewährleistet ist, gibt es Grund, von einer vollständigen Selektivität zwischen ihnen zu sprechen. In diesem Fall wird der Maximalwert des geschätzten Kurzschlussstroms der Anlage unter allen Umständen gleich oder kleiner als der Stromwert der beiden Leistungsschalter sein.

Typ Nr. 2 – aktueller Selektivitätstyp

Der Hauptindikator für die Stromselektivität ist die maximale Strommarke. Vom Objekt bis zur Eingabe werden die Werte in aufsteigender Reihenfolge angeordnet. Die Funktionsweise dieser Schutzselektivität basiert auf derselben Grundlage wie die der Zeitselektivität.

Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Verschlusszeit auf dem Stromwert basiert – je mehr sich der Kurzschlusspunkt dem Eingang nähert, desto höher sind die Werte für den Kurzschlussstrom. Die Abschaltzeit kann gleich sein.

Die durch einen Kurzschluss beschädigte Zone wird durch die Auslöseeinstellung für verschiedene Stromwerte bestimmt. Volle Selektivität kann nur unter Bedingungen erreicht werden, bei denen der Kurzschlussstrom niedrig ist und sich in der Lücke zwischen zwei Leistungsschaltern Geräte mit erheblichem elektrischen Widerstand befinden.In dieser Situation unterscheiden sich die Kurzschlussströme erheblich.

Diese Art der Selektivität wird hauptsächlich in Endschaltanlagen eingesetzt. Dies kombiniert einen unbedeutenden Nennstrom und einen Kurzschlussstrom mit einer hohen Impedanz der Anschlussleitungen.

Diese Selektivitätsoption ist wirtschaftlich, einfach und funktioniert sofort. Allerdings kann die angegebene Selektivität oft unvollständig sein, weil Der höchste Strom ist normalerweise klein.

Das Foto zeigt die aktuelle Selektivität mit AV. Bei dieser Art der Selektivität kommt es zu einer Verschiebung der Stromkennlinien hintereinander liegender Maschinen entlang der Stromachse

Wenn die Werte von Isd1 und Isd2 gleich sind oder sehr nahe beieinander liegen, dann ist Is – der maximale Selektivitätsstrom gleich Isd2. Wenn diese Werte stark unterschiedlich sind, ist Is = Isd1.

Voraussetzung für die Sicherstellung der Stromselektivität sind folgende Ungleichungen: Ir1/Ir2 > 2 und Isd1/Isd2 > 2. In diesem Fall beträgt die maximale Selektivität Is = Isd1.

Zu den Nachteilen gehört die rasche Erhöhung der Schutzeinstellungen gegen hohe Ströme. Es ist unmöglich, eine beschädigte Kette schnell zu trennen, wenn sich herausstellt, dass eine der Maschinen defekt ist.

Bei der Berechnung der Stromschutzeinstellungen müssen die tatsächlichen Ströme berücksichtigt werden, die durch Leistungsschalter im Automatikmodus fließen.

Typ Nr. 3 – Zeit- und Zeit-Strom-Option

Befinden sich in einem Stromkreis mehrere Leistungsschalter mit identischer Stromcharakteristik, aber unterschiedlichen Haltezeiten, dann sichern sie sich im Fehlerfall gegenseitig ab. Derjenige, der sich in unmittelbarer Nähe der Schadensstelle befindet, funktioniert sofort, der nächste funktioniert nach einiger Zeit usw.

In dieser 2-Ebenen-Schaltung hat Schalter „A“ eine Verweilzeit, die vollständige Selektivität mit den Eigenschaften von AB „B“ bietet.

Bei der Zeit-Strom-Selektivität reagieren Schutzgeräte nicht nur auf den Strom, sondern auch auf die Reaktionsdauer. Bei einem bestimmten Stromwert wird nach einer gewissen Verzögerungszeit der Schutz ausgelöst, dessen Entfernung zum Fehlerort geringer ist. Der funktionierende Teil der Installation lässt sich nicht ausschalten.

Das Foto zeigt ein Diagramm der Zeitselektivität mit AB. Die Zeit-Strom-Kennlinien der Schalter B und A überschneiden sich nicht. Sie sind in Stufen angeordnet

Die Kombination aus Strom- und Zeitselektivität erhöht die Auslöseeffizienz. Wenn Isc B < Irm A ist, ist die Selektivität abgeschlossen und der Betrieb erfolgt sofort. AB, oben gelegen, ist mit zwei Einstellungen ausgestattet: Im A und Ii A. Die erste ist eine selektive Stromabschaltung, die zweite ist eine sofortige Reaktion.

Typ Nr. 4 – Energieselektivität von Maschinen

Bei der Energieselektivität erfolgen Abschaltungen innerhalb des Maschinenkörpers. Die Dauer des Vorgangs ist so kurz, dass der Kurzschlussstrom keine Zeit hat, sich seinem Grenzwert zu nähern.

Das Zeit-Strom-Schutzsystem gilt als komplex. Dabei geht es nicht nur um die Reaktion auf den Strom, sondern auch um die Zeit, in der dies geschieht.

Mit steigendem Strom nimmt die Reaktionszeit der Maschine ab. Grundlage für diese Art der Selektivität ist die Regelung des Schutzes so, dass dieser auf Seiten des Schutzobjektes bei allen Schwellenstromwerten schneller anspricht als der Leistungsschalter am Eingang.

Typ Nr. 5 – Zonenverteidigungsschema

Die Zonenmethode ist aufwendig und teuer und wird daher hauptsächlich in der Industrie eingesetzt.Sobald die aktuellen Schwellenwerte ihr Maximum erreichen, werden Daten an die Zentrale gesendet und die ausgewählte Maschine ausgelöst. Ein elektrisches Netzwerk mit dieser Art von Selektivität umfasst spezielle elektronische Auslöser.

Wenn ein Verstoß erkannt wird, wird ein Signal vom unten befindlichen Schalter an das darüber befindliche Gerät gesendet. Die erste Maschine muss innerhalb einer Sekunde reagieren. Reagiert dieser nicht, wird der zweite ausgelöst.

Wenn man diese Art der Selektivität mit der Zeitselektivität vergleicht, erkennt man, dass die Reaktionszeit in diesem Fall viel kürzer ist – manchmal Hunderte von Millisekunden. Sowohl der Prozentsatz der Eingriffe in das System als auch der Prozentsatz seiner Schäden werden reduziert. Thermische und dynamische Einflüsse auf Teile der Anlage werden reduziert. Die Zahl der Selektivitätsstufen nimmt zu.

Wenn die durch die Schutzgeräte fließenden Ströme einen Wert erreichen, der über ihren eigenen Einstellungen liegt, wird das Blockiersignal von jedem Leistungsschalter an die höhere Schutzebene weitergeleitet

Bei der Zonenselektivität wird der stromquellenseitige Schutz ausgelöst, wenn man vom Ort des Kurzschlusses ausgeht. Bis zum Auslösen der Maschine wird kontrolliert, dass die Schutzeinrichtung auf der Belastungsseite kein ähnliches Signal ausgibt.

Eine solche Selektivität erfordert jedoch das Vorhandensein einer zusätzlichen Stromquelle. Daher ist der rationelle Einsatz dieser Art von Selektivität in Systemen mit hohen Kurzschlussstromparametern und einem erheblichen Strom. Dabei handelt es sich um Schalt- und Verteilergeräte, die sich auf der Lastseite von Generatoren und Transformatoren befinden.

Berechnung der Selektivität von Maschinen

Lesen und schreiben Maschinenauswahl und die richtige Einstellung ist das Grundprinzip für die Aufrechterhaltung der Selektivität von Leistungsschaltern. Die Selektivität für den in der Nähe der Quelle befindlichen Schalter gewährleistet die Erfüllung der Anforderung: Is.o.last ≥ Kn.o.∙ I k.prev.

Hier Iс.о zuletzt. - der aktuelle Wert, der den Schutz auslöst. Ich k.pred. — Kurzschlussstrom am Endpunkt der von der Einwirkung der Maschine abgedeckten Zone, der weit von der Energiequelle entfernt liegt. Kn.o. — Zuverlässigkeitskoeffizient. Sein Wert hängt von der Streuung der Parameter ab.

Die Nennleistung der Maschine für den Stromkreis wird nicht nur rechnerisch, sondern auch anhand dieser Tabelle ausgewählt, wobei der Schwerpunkt auf dem Querschnitt der Kabel im Stromkreis liegt

Die Ausrichtung tс.о.last ≥ tк.prev.+ ∆t zeigt Selektivität bei zeitabhängiger AV-Anpassung. tс.о.last, tк.prev. — Zeitintervalle für die Betätigung von Schaltern, die sich in großer Entfernung von der Stromquelle und in der Nähe befinden. ∆t ist ein Parameter, der dem Katalog entnommen wird und den zeitlichen Grad der Selektivität angibt.

Selektivitätskarte und Regeln für ihre Erstellung

Die Zeit-Strom-Kennlinien aller im Stromkreis des Stromnetzes enthaltenen Geräte werden auf einer Selektivitätskarte dargestellt. Der Zweck seiner Zusammenstellung besteht darin, einen maximalen Schutz der Maschinen zu gewährleisten. Grundlage des Schalterschutzes ist das Prinzip, Schalter nacheinander streng in Reihe zu schalten.

Beim Erstellen einer Selektivitätskarte sind eine Reihe von Regeln erforderlich:

1. Installationen müssen über eine Spannungsquelle verfügen.
2. Alle wichtigen Gestaltungspunkte sollten klar erkennbar sein. Unter Berücksichtigung dieser Anforderung ist es notwendig, einen Maßstab auszuwählen.
3. Die Karte zeigt die Schutzeigenschaften sowie die minimalen und maximalen Kurzschlussparameter an Punkten im System an.

Häufig werden Designstandards verletzt und in Projekten fehlen Selektivitätskarten. Dies kann zu Unterbrechungen der Stromversorgung der Verbraucher führen.

Auf der Karte werden die Eigenschaften nacheinander geschalteter Maschinen dargestellt. Das Diagramm selbst ist in Achsen aufgebaut

Die Karte vermittelt ein vollständiges Bild der Koordination der Einstellungen. Es bietet die Möglichkeit, den Betrieb von Maschinen anhand von Merkmalen wie Selektivität zu vergleichen.

Zeit-Strom-Achsenvarianten bilden nicht nur die Grundlage für die Erstellung von Selektivitätskarten für den Stromschutz in Form von Leistungsschaltern, sondern auch für andere Typen: Sicherungen, Relais. Normalerweise enthält eine Karte 2-3 AB-Merkmale. Die Abszisse zeigt den aktuellen Wert in kV und die Ordinate die Zeit in Sekunden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Probleme beim Betrieb von Leistungsschaltern und deren Beseitigung:

Zeichnen einer Selektivitätskarte mit einem speziellen Programm:

Eine zuverlässige und sichere Nutzung der elektrischen Leitungen ist ohne Berücksichtigung der Selektivität der Maschinen nicht möglich. Wenn Sie die wichtigsten Punkte bei der Schaffung eines selektiven Schutzes kennen, können Sie die Ausrüstung für Ihr technisches Projekt kompetent auswählen.

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