Тл; доктор

Порядок срабатывания выключателя обычно определяется при расчете селективности . Обычно чем ближе к источнику (в данном случае к генератору), тем позже сработает выключатель. Порядок срабатывания определяется не мощностью выключателя, а его временной кривой тока . Грубо говоря, это логарифмическое произведение тока перегрузки на время ее существования.

Однако в системе с кольцевой сетью, как упоминалось в вопросе, почти невозможно быть достаточно избирательным, используя «ток времени» , чтобы охватить все конфигурации и возможные неисправности. В таких случаях существуют системы, которые определяют «местоположение» ( селективность зоны ) короткого замыкания путем измерения направления тока, как указано в ответе Транзистора, или более цифровым способом в современных выключателях. Существуют системы, в которых прерыватель передает эти данные, чтобы окончательно определить, какие из них следует открыть. Или другие методы. На этой странице от ABB есть несколько хороших графических примеров передовых методов селективности.

Орден защиты

Подробнее объяснено ниже, но, глядя на диаграмму, должен срабатывать следующий порядок защит, в зависимости от серьезности неисправности:

1. Предупреждение / сигнализация контроля замыкания на землю
2. Отключение контроля замыкания на землю (опционально)
3. Срабатывание дифференциальной защиты по току
4. Защита от перегрузки по временной кривой и, возможно, по зональной селективности
5. Защита от короткого замыкания в соответствии с селективностью зоны

Подробнее о кривых времени тока

Из этого источника , с более подробным объяснением.

Кривые время-ток используются, чтобы показать, как быстро выключатель сработает при любой величине тока. На следующем рисунке показано, как работает кривая время-ток. Цифры внизу (горизонтальная ось) обозначают силу тока в амперах. Цифры слева (вертикальная ось) представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для срабатывания при заданном токе, найдите уровень тока в нижней части графика. Проведите вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую. Затем проведите горизонтальную линию в левой части графика и найдите время отключения. Например, на этом рисунке автоматический выключатель сработает, если ток останется равным 6 А в течение 0,6 секунды.

Видно, что чем выше ток, тем меньше времени выключатель будет оставаться включенным. Из кривой время-ток на следующей странице видно, что фактические кривые время-ток нарисованы на логарифмической бумаге, а горизонтальная линия кратна номинальному непрерывному току выключателя. В информационном поле в правом верхнем углу обратите внимание на то, что кривая время-ток, показанная на следующей странице, определяет работу автоматического выключателя CFD6.

Для этого примера выбран расцепитель на 200 ампер.

Перегрузка против короткого замыкания

Перегрузка представляет собой превышение переменного тока в течение определенного периода времени. Они имеют тепловую защиту в соответствии с кривыми времени тока, указанными выше. Однако короткие замыкания более опасны и имеют магнитную защиту. Вышеупомянутые источники (и Google ) также дают вам больше информации по этому вопросу, что является важным фоном.

Схема под вопросом

Мы надеемся, что приведенная выше часть отвечает на текстовую часть вопроса, в которой конкретно упоминаются отключения с перегрузкой по току. Однако схема, приложенная к вопросу, на самом деле имеет замыкание на землю. Это означает, что 1 или более фаз соединены с землей и не обязательно создают ток перегрузки или короткого замыкания.

Измерение замыканий на землю

Значение изоляции уровня изоляции установки обычно контролируется и сигнализируется системой защиты от замыканий на землю . В зависимости от требований установки замыкание на землю может привести к отключению или нет. Я нашел на рынке лист данных для такого устройства, в котором содержится дополнительная информация по этому вопросу.

Однофазное замыкание на землю

Это не должно давать токов перегрузки или короткого замыкания. Однако это может повлиять на изоляцию монтажных кабелей. Когда 1 фаза подключена к земле, ее потенциал фаза-земля становится равным 0 В. Другие 2 фазы будут иметь потенциальное напряжение относительно земли, умноженное на √3. Если установка не способна справиться с таким повышением напряжения, неисправность должна быть устранена путем размыкания выключателя.

Из этой статьи:

Эти уровни изоляции обсуждаются следующим образом:

100% уровень:

Кабели этой категории могут применяться там, где система снабжена релейной защитой, которая обычно устраняет замыкание на землю в течение 1 минуты. Эту категорию обычно называют системами с заземлением.

133% уровень:

Кабели этой категории могут применяться там, где система снабжена релейной защитой, которая обычно устраняет замыкание на землю в течение 1 часа. Эту категорию обычно называют заземленными или незаземленными системами с низким сопротивлением.

173% уровень:

Кабели этой категории могут применяться там, где время, необходимое для обесточивания замыкания на землю, неопределенно. Этот уровень рекомендуется для незаземленных и резонансно-заземленных систем.

Если в установке используется кабель первой категории 100 %, измерение замыкания на землю должно вызвать срабатывание выключателя. В двух других случаях это просто вызовет тревогу у операторов завода, и они должны вмешаться в течение времени, указанного выше. Обычно замыкания на землю регистрируются, чтобы не превышать срок службы кабеля.

Дифференциальная защита

Если есть какие-либо токи на землю или несоответствие фазных токов, что не обязательно приводит к перегрузке или короткому замыканию, имеется дифференциальная защита, которая должна отключить выключатели. Вопрос уже включает в себя дифференциальное измерение вокруг КЗ, а значит должно действовать именно это а не какое-то реле максимального тока, только если на самом деле есть ток на землю. Хорошее чтение на эту тему можно найти здесь .

Больше чтения

Это может быть хорошим началом, чтобы прочитать о различных уровнях защиты в этой статье в Википедии и использовать Google на используемых условиях.

Почему сработают только выключатели определенного участка цепи.

Это простая логика. Согласно большинству правил, самый нижний выключатель должен отключаться, если перегрузка является частью его нагрузки (нагрузок).

Существует преднамеренная каскадная топология, в которой главные выключатели имеют наивысший рейтинг и с наименьшей вероятностью срабатывают. Панель главного входа на 1200 ампер может быть заполнена главным образом двойными/трехполюсными выключателями в диапазоне от 50 до 250 ампер. Главный выключатель должен быть на 1200 ампер, он большой и его сложно включать/выключать вручную.

Выключатель на 250 ампер для вспомогательной панели (на производственном предприятии может быть много вспомогательных панелей) в основном защищает вспомогательную панель, которая имеет ряды от 15 до 30 амперных выключателей для защиты освещения и стенных розеток, в Почувствуйте, что произошло короткое замыкание или дуговое замыкание, и выключатель срабатывает, чтобы предотвратить перерастание небольшой проблемы в большую.

Этот каскадный эффект гарантирует, что сработает только выключатель с самым низким номиналом, ближайший к закороченному устройству.

В конечном счете, выключатели и предохранители в основном существуют для предотвращения возгорания проводов и возникновения пожара . Они редко могут защитить полупроводники. Существуют дорогие платиновые предохранители, предназначенные для защиты больших модулей SCR и MOSFET.

Я не могу говорить об этом с большим авторитетом, но мне приходят в голову следующие мысли.

Рисунок 1. Пронумерованная диаграмма.

• Компоновка вашей схемы имеет два пути между шинами 220 кВ и 38 кВ. В идеале однолинейная неисправность должна отключать только неисправную секцию.
• В вашем случае неисправность находится между трансформатором XFMR2 и автоматическим выключателем X4.
• Отслеживая поток энергии на X4, мы можем определить, где неисправность: слева или справа. В нормальном режиме мощность должна течь слева направо. Только в случае неисправности мощность будет течь справа налево.

Это создает небольшую дизайнерскую проблему. Как определить направление потока мощности переменного тока, если он по своей природе переменный? Ответ заключается в использовании направленного реле.

Рис. 2. Индукционное дисковое реле максимального тока. Источник: Открытая электрика .

Я не могу найти хорошее изображение реле направленного тока короткого замыкания, но иллюстрации на рис. 2 может быть достаточно, чтобы объяснить принцип работы. (Иллюстрация относится к реле максимального тока, и крутящий момент работает против пружины. Для направленного реле пружина не требуется, поскольку реле должно просто полностью открыться или полностью закрыться в зависимости от направления потока мощности.)

Вращающийся диск приводится в движение вихревыми токами, индуцируемыми парой катушек, одна из которых питается от сетевого напряжения, а другая - трансформатором тока от линейного тока. Крутящий момент на диске будет пропорционален векторному произведению напряжения и тока, а направление вращения будет определяться относительными фазами. На иллюстрации контакты замыкаются, когда диск движется по часовой стрелке, поэтому все, что требуется, — это установить фазировку напряжения и тока, чтобы разомкнуть контакты при нормальном потоке энергии.

Затем контакт направленного реле можно использовать для подавления или включения таких функций, как отключение автоматического выключателя при замыкании на землю. В вашем примере контакт будет разомкнут на X3, но замкнут на X4, чтобы обеспечить срабатывание правильного выключателя.