ما هي انتقائية الحماية في التركيبات الكهربائية

عند تشغيل دائرة كهربائية وتصميمها ، يتم الانتباه دائمًا إلى قضايا الاستخدام الآمن لها. لهذا الغرض ، تتم حماية جميع الأجهزة الكهربائية بأجهزة خاصة يتم اختيارها ووضعها بدقة وفقًا لعلاقة هرمية معينة.

على سبيل المثال ، عندما يتم شحن الهاتف المحمول ، يتم التحكم في تدفقه من خلال الحماية المضمنة في البطارية. يقطع تيار الشحن في نهاية بناء السعة. عند حدوث دائرة كهربائية قصيرة داخل البطارية ، ينفجر المصهر المثبت في الشاحن ويفصل الدائرة.

إذا لم يحدث هذا لسبب ما ، فسيتم التحكم في العطل الموجود في المنفذ بواسطة قاطع الدائرة الموجود على لوحة الشقة ، ويتم تأمين تشغيله بواسطة الجهاز الرئيسي. يمكن النظر في هذا التسلسل من الإجراءات البديلة للدفاعات.

يتم تحديد نماذجها من خلال مبدأ الانتقائية ، والذي يسمى أيضًا الانتقائية ، مع التركيز على وظيفة اختيار أو تحديد موقع الخطأ الذي سيتم تعطيله.

أنواع الانتقائية

يتم تشكيل طرق انتقائية الحماية الكهربائية أثناء إنشاء المشروع ويتم الحفاظ عليها أثناء التشغيل بطريقة تحدد بسرعة مكان حدوث عطل في المعدات الكهربائية وفصلها عن دائرة العمل مع أقل خسائر لها.

في هذه الحالة ، يتم تقسيم منطقة تغطية الحماية وفقًا للانتقائية إلى:

1. مطلق.

2. نسبي.

النوع الأول من الحماية يتحكم بشكل كامل في منطقة العمل ويصلح الضرر فيها فقط. تعمل الأجهزة الكهربائية المدمجة على هذا الطراز. القواطع.

الأجهزة المبنية على أساس نسبي تؤدي وظائف أكثر. إنهم يستبعدون العيوب الموجودة في منطقتهم والمناطق المجاورة ، ولكن عندما لا تعمل الحماية من النوع المطلق فيها.

تحدد الحماية المضبوطة جيدًا:

1. موقع الضرر ونوعه.

2. الفرق بين الوضع غير الطبيعي ولكن المسموح به من الوضع الذي يمكن أن يسبب أضرارًا بالغة الخطورة لمعدات التركيبات الكهربائية في المنطقة الخاضعة للسيطرة.

عادةً ما تعمل الأجهزة التي تم تكوينها في الإجراء الأول فقط على شبكات غير حرجة تصل إلى 1000 فولت. ل التركيبات الكهربائية ذات الجهد العالي حاول تطبيق كلا المبدأين. ولهذه الغاية ، تشمل الحماية ما يلي:

• مخططات الحجب

• أجهزة قياس دقيقة

• نظم تبادل المعلومات؛

• خوارزميات منطقية خاصة.

يتم توفير الحماية ضد زيادة التيار الذي يتجاوز الحمل المقنن لأي سبب من الأسباب بين قواطع دوائر متصلة في سلسلة.في هذه الحالة ، يجب أن يقوم المفتاح الأقرب للمستخدم الذي يعاني من خطأ بإيقاف الخطأ عن طريق فتح جهات الاتصال الخاصة به ، ويجب أن يستمر المفتاح البعيد في توفير الجهد لقسمه.

في هذه الحالة ، يتم اعتبار نوعين من الانتقائية:

1. اكتمل ؛

2. جزئية.

إذا كانت الحماية الأقرب للخطأ قادرة على إزالة الخطأ تمامًا في نطاق الإعداد بالكامل دون تشغيل المفتاح البعيد ، فسيتم اعتباره مكتملاً.

الانتقائية الجزئية متأصلة في الحماية قصيرة المدى التي تم تكوينها للعمل حتى بعض الانتقائية المحدودة. إذا تم تجاوزه ، فسيتم تفعيل المفتاح البعيد.

مناطق التحميل الزائد والدائرة القصيرة في الحماية الانتقائية

الحدود الحالية المحددة للتشغيل مفاتيح أمان أوتوماتيكية، إلى مجموعتين:

1. وضع الزائد.

2. منطقة ماس كهربائى.

لتسهيل الشرح ، ينطبق هذا المبدأ على الخصائص الحالية لقواطع الدائرة.

تم ضبطها للعمل في منطقة التحميل الزائد بتيارات مصنفة تصل إلى 8 ÷ 10 مرات.

في هذا المجال ، تعمل إصدارات الحماية الحرارية أو المغناطيسية الحرارية بشكل أساسي. نادرًا ما تقع تيارات الدائرة القصيرة في هذه المنطقة.

عادة ما تكون منطقة حدوث الدائرة القصيرة مصحوبة بتيارات تتجاوز الحمل المقنن للقواطع بمقدار 8 × 10 مرات وتتميز بأضرار جسيمة للدائرة الكهربائية.

لإيقاف تشغيلها ، يتم استخدام الإصدارات الكهرومغناطيسية أو الإلكترونية.

طرق لخلق الانتقائية

بالنسبة لنطاق التيار الزائد ، يتم إنشاء وسائل حماية تعمل على مبدأ انتقائية الوقت الحالي.

تتكون منطقة الدائرة القصيرة بناءً على:

1. التيار ؛

2. مؤقت.

3. الطاقة.

4. انتقائية المنطقة.

يتم إنشاء انتقائية الوقت عن طريق اختيار فترات تأخير زمنية مختلفة لعملية الحماية. يمكن تطبيق هذه الطريقة حتى على الأجهزة التي لها نفس الإعداد الحالي ولكن بتوقيت مختلف كما هو موضح في الشكل.

على سبيل المثال ، يتم تعيين الحماية رقم 1 الأقرب للجهاز للعمل في حالة حدوث ماس كهربائي بوقت يقترب من 0.02 ثانية ، ويتم توفير تشغيلها بواسطة الرقم 2 الأكثر بعدًا مع إعداد 0.5 ثانية.

أقصى حماية مع وقت إيقاف تشغيل يبلغ ثانية واحدة تدعم تشغيل الأجهزة السابقة في حالة حدوث عطل محتمل.

يتم تنظيم الانتقائية الحالية للتشغيل عند تجاوز الأحمال المسموح بها. يمكن تفسير هذا المبدأ تقريبًا بالمثال التالي.

تراقب ثلاث وسائل حماية متسلسلة تيار الدائرة القصيرة ويتم تكوينها للعمل بوقت قدره 0.02 ثانية ، ولكن مع إعدادات تيار مختلفة تبلغ 10 و 15 و 20 أمبير. لذلك ، سيتم أولاً فصل الجهاز عن جهاز الحماية رقم 1 ، وسيؤمنه الرقمان 2 و 3 بشكل انتقائي.

يتطلب إدراك الوقت أو الانتقائية الحالية في أنقى صورها استخدام أجهزة استشعار أو مرحلات حساسة للتيار والوقت. في هذه الحالة ، يتم إنشاء دائرة كهربائية معقدة نوعًا ما ، والتي عادةً ما تجمع في الممارسة العملية بين كلا المبدأين المدروسين ولا يتم تطبيقها في شكلها النقي.

انتقائية الحماية الحالية للوقت

لحماية التركيبات الكهربائية بجهد يصل إلى 1000 فولت ، يتم استخدام مفاتيح تلقائية ، لها خاصية الوقت الحالي المدمجة.دعونا نفحص هذا المبدأ باستخدام مثال لآلتين متصلتين بالسلسلة تقعان في نهايات الخط على جانب الحمل والعرض.

تحدد انتقائية الوقت كيفية ضبط قاطع الدائرة على الرحلة عندما يكون بالقرب من المستهلك بدلاً من نهاية المولد.

يوضح الرسم البياني الأيسر حالة أطول فترة تعثر لمنحنى الحماية العلوي على جانب الحمل ، ويظهر الرسم البياني الأيمن أقصر وقت لقاطع الدائرة عند نهاية الإمداد. يسمح هذا بتحليل أكثر تفصيلاً لمظهر انتقائية وسائل الحماية.

يقع المفتاح «B» بالقرب من المعدات الموردة ، بسبب استخدام انتقائية الوقت الحالي ، ويعمل بشكل أبكر وأسرع ، ويحتفظ به المفتاح «A» في حالة العطل.

الانتقائية الحالية للحماية

في هذه الطريقة ، يمكن تشكيل الانتقائية عن طريق إنشاء تكوين شبكة معين ، على سبيل المثال مدرج في دائرة كبل أو خط طاقة علوي ، له مقاومة كهربائية. في هذه الحالة ، تعتمد قيمة تيار الدائرة القصيرة بين المولد والمستهلك على موقع الخطأ.

في نهاية الطاقة للكابل ، سيكون له قيمة قصوى تبلغ 3 كيلو أمبير ، وفي الطرف المقابل ، قيمة دنيا تبلغ 1 كيلو أمبير.

في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة بالقرب من المفتاح A ، يجب ألا تعمل حماية الطرف B (I kz1kA) ، ثم يجب إزالة الجهد من الجهاز. من أجل التشغيل الصحيح للحماية ، من الضروري مراعاة حجم التيارات الحقيقية التي تمر عبر المفاتيح في وضع الطوارئ.

يجب أن يكون مفهوما أنه من أجل ضمان الانتقائية الكاملة مع هذه الطريقة ، من الضروري وجود مقاومة كبيرة بين المفتاحين ، والتي يمكن تشكيلها بسبب:

• خط كهرباء ممتد

• وضع لف المحولات ؛

• التضمين في كسر الكبل بمقطع عرضي منخفض أو بطرق أخرى.

لذلك ، مع هذه الطريقة ، غالبًا ما تكون الانتقائية جزئية.

انتقائية الوقت للحماية

عادة ما تكمل طريقة الانتقائية هذه الطريقة السابقة ، مع مراعاة الأوقات:

• تحديد من خلال حماية المكان وبدء تطور الخطأ ؛

• الزناد عند الاغلاق.

يتم تشكيل خوارزمية العملية الوقائية بسبب التقارب التدريجي للإعدادات الحالية والوقت الذي تنتقل فيه تيارات الدائرة القصيرة إلى مصدر الطاقة.

يمكن إنشاء انتقائية الوقت بواسطة أجهزة لها نفس التصنيفات الحالية عندما يكون لديها القدرة على ضبط تأخير الاستجابة.

مع هذه الطريقة لحماية المفتاح B ، يتم إيقاف الخطأ ، والتبديل A - يتحكمون في العملية برمتها ويكونون جاهزين للتشغيل. إذا لم يتم القضاء على ماس كهربائى خلال الوقت المخصص لتشغيل الحماية B ، يتم التخلص من الخطأ من خلال إجراءات الحماية على الجانب A.

انتقائية الطاقة للحماية

تعتمد هذه الطريقة على استخدام أنواع جديدة خاصة من قواطع الدائرة ، المصنوعة في علبة مصبوبة وقادرة على العمل بأسرع ما يمكن عندما لا يكون لتيارات الدائرة القصيرة الوقت للوصول إلى قيمها القصوى.

معدل التشغيل الآلي من هذا النوع يعمل لبضعة أجزاء من الثانية في حين أن المكونات غير الدورية المؤقتة لا تزال نشطة.في ظل هذه الظروف ، نظرًا للديناميكيات العالية لتدفق الأحمال ، من الصعب تنسيق خصائص وقت التشغيل الفعلي للحماية.

لدى المستخدم النهائي أثر ضئيل أو معدوم لخصائص انتقائية الطاقة. يتم توفيرها من قبل الشركة المصنعة في شكل رسوم بيانية وبرامج حسابية وجداول.

يجب أن تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار ظروف التشغيل المحددة للإطلاقات المغناطيسية الحرارية والإلكترونية على جانب العرض.

انتقائية منطقة الدفاع

هذا النوع من الانتقائية هو نوع من الخصائص الزمنية. لتشغيلها ، يتم استخدام أجهزة القياس الحالية على كل جانب ، حيث يتم تبادل المعلومات باستمرار ومقارنة المتجهات الحالية.

يمكن تشكيل انتقائية المنطقة بطريقتين:

1. يتم إرسال الإشارات من كلا طرفي المنطقة المراقبة إلى جهاز مراقبة الحماية المنطقية في نفس الوقت. يقارن قيم تيارات الإدخال ويحدد الكسارة لفتح ؛

2. تأتي المعلومات حول القيم المبالغة في تقدير المتجهات الحالية على كلا الجانبين في شكل إشارة حظر إلى الجزء المنطقي من الحماية عند مستوى أعلى من التسلسل الهرمي على جانب مصدر الطاقة. إذا كانت هناك إشارة حظر أسفلها ، فسيتم إيقاف تشغيل مفتاح المصب. عندما لا يتم استلام حظر الرحلة السفلية ، تتم إزالة الجهد من الحماية العلوية.

باستخدام هذه الطرق ، يكون الإغلاق أسرع بكثير من انتقائية الوقت. هذا يضمن ضررًا أقل للمعدات الكهربائية ، وأحمال ديناميكية وحرارية أقل في النظام.

ومع ذلك ، تتطلب طريقة تقسيم المناطق الانتقائية إنشاء أنظمة تقنية معقدة إضافية للقياس والمنطق وتبادل المعلومات ، مما يزيد من تكلفة المعدات. لهذه الأسباب ، تُستخدم تقنيات الحجب عالية التردد في خطوط النقل والمحطات الفرعية عالية الجهد التي تنقل تدفقات الطاقة الكبيرة باستمرار.

تستخدم قواطع دوائر الهواء أو الزيت أو SF6 عالية السرعة القادرة على تبديل أحمال تيار ضخمة لهذا الغرض.