Apa selektivitas perlindungan dalam instalasi listrik

Saat mengoperasikan dan mendesain rangkaian listrik, perhatian selalu diberikan pada masalah penggunaan yang aman. Untuk tujuan ini, semua perangkat listrik dilindungi dengan perangkat khusus yang dipilih dan ditempatkan secara ketat sesuai dengan hubungan hierarkis tertentu.

Misalnya, saat mengisi daya ponsel, alirannya dikontrol oleh pelindung yang terpasang di baterai. Ini memutus arus pengisian daya di akhir peningkatan kapasitas. Ketika terjadi korsleting di dalam baterai, sekering yang dipasang di pengisi daya akan putus dan memutuskan sirkuit.

Jika karena alasan tertentu hal ini tidak terjadi, maka kesalahan pada stopkontak dikendalikan oleh pemutus arus pada panel apartemen, dan pengoperasiannya diasuransikan oleh mesin utama. Urutan tindakan pertahanan alternatif ini dapat dipertimbangkan lebih lanjut.

Modelnya ditentukan oleh prinsip selektivitas, yang disebut juga selektivitas, yang menekankan pada fungsi memilih atau menentukan lokasi gangguan yang akan dinonaktifkan.

Jenis selektivitas

Metode selektivitas perlindungan listrik dibentuk selama pembuatan proyek dan dipertahankan selama operasi sedemikian rupa untuk segera mengidentifikasi tempat terjadinya kerusakan pada peralatan listrik dan memisahkannya dari sirkuit kerja dengan kerugian terkecil.

Dalam hal ini, area cakupan perlindungan dibagi menurut selektivitas menjadi:

1. mutlak;

2. relatif.

Jenis perlindungan pertama sepenuhnya mengontrol area kerja dan memperbaiki kerusakan hanya di dalamnya. Peralatan listrik built-in bekerja pada model ini. pemutus sirkuit.

Perangkat yang dibangun secara relatif melakukan lebih banyak fungsi. Mereka mengecualikan kesalahan di zona mereka dan yang berdekatan, tetapi ketika perlindungan tipe absolut tidak berfungsi di dalamnya.

Perlindungan yang disetel dengan baik mendefinisikan:

1. lokasi dan jenis kerusakan;

2. perbedaan antara mode abnormal tetapi diperbolehkan dari situasi yang dapat menyebabkan kerusakan yang sangat serius pada peralatan instalasi listrik di area yang dikendalikan.

Perangkat yang dikonfigurasi hanya pada tindakan pertama biasanya bekerja pada jaringan non-kritis hingga 1000 volt. Untuk instalasi listrik tegangan tinggi cobalah untuk menerapkan kedua prinsip tersebut. Untuk tujuan ini, berikut ini termasuk dalam perlindungan:

• skema pemblokiran;

• alat pengukur presisi;

• sistem pertukaran informasi;

• algoritma logika khusus.

Proteksi terhadap arus lebih yang melebihi beban pengenal karena alasan apa pun disediakan di antara dua pemutus sirkuit yang dihubungkan secara seri.Dalam hal ini, sakelar yang paling dekat dengan pengguna yang mengalami gangguan harus mematikan gangguan dengan membuka kontaknya, dan sakelar jarak jauh harus terus memasok tegangan ke bagiannya.

Dalam hal ini, dua jenis selektivitas dipertimbangkan:

1. selesai;

2. sebagian.

Jika perlindungan yang paling dekat dengan kesalahan mampu sepenuhnya menghilangkan kesalahan di seluruh rentang pengaturan tanpa memicu sakelar jarak jauh, maka dianggap selesai.

Selektivitas parsial melekat pada perlindungan jarak pendek yang dikonfigurasi untuk beroperasi hingga beberapa selektivitas terbatas. Jika terlampaui, maka sakelar jarak jauh mulai bekerja.

Overload dan zona hubung singkat dalam perlindungan selektif

Batas saat ini ditentukan untuk operasi sakelar pengaman otomatis, dibagi menjadi dua kelompok:

1. mode kelebihan beban;

2. area hubung singkat.

Untuk kemudahan penjelasan, prinsip ini berlaku untuk karakteristik pemutus sirkuit saat ini.

Mereka diatur untuk bekerja di zona beban berlebih dengan arus pengenal hingga 8 ÷ 10 kali.

Di area ini, pelepasan pelindung termal atau termomagnetik terutama berfungsi. Arus hubung singkat sangat jarang jatuh ke zona ini.

Zona terjadinya hubung singkat biasanya disertai dengan arus yang melebihi beban pengenal pemutus sebanyak 8 ÷ 10 kali dan ditandai dengan kerusakan serius pada rangkaian listrik.

Untuk mematikannya, pelepasan elektromagnetik atau elektronik digunakan.

Metode untuk membuat selektivitas

Untuk rentang arus berlebih, perlindungan dibuat yang bekerja berdasarkan prinsip selektivitas arus waktu.

Zona hubung singkat dibentuk berdasarkan:

1. arus;

2. sementara;

3. energi;

4. selektivitas daerah.

Selektivitas waktu dibuat dengan memilih penundaan waktu yang berbeda untuk operasi perlindungan. Metode ini dapat diterapkan bahkan pada perangkat dengan pengaturan arus yang sama tetapi waktu yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Misalnya, perlindungan No. 1 yang paling dekat dengan peralatan diatur untuk beroperasi jika terjadi korsleting dengan waktu mendekati 0,02 detik, dan pengoperasiannya disediakan oleh No. 2 yang lebih jauh dengan pengaturan 0,5 detik.

Perlindungan terjauh dengan waktu mati satu detik mendukung pengoperasian perangkat sebelumnya jika terjadi kemungkinan kegagalan.

Selektivitas arus diatur untuk operasi ketika beban yang diizinkan terlampaui. Secara kasar prinsip ini dapat dijelaskan dengan contoh berikut.

Tiga perlindungan secara seri memonitor arus hubung singkat dan dikonfigurasi untuk beroperasi dengan waktu 0,02 detik, tetapi dengan pengaturan arus berbeda 10, 15 dan 20 amp. Oleh karena itu, peralatan pertama-tama akan diputuskan dari perangkat pelindung No. 1, dan No. 2 dan No. 3 akan mengasuransikannya secara selektif.

Mewujudkan selektivitas waktu atau arus dalam bentuknya yang paling murni membutuhkan penggunaan sensor atau relai arus dan waktu yang sensitif. Dalam hal ini, rangkaian listrik yang agak rumit dibuat, yang dalam praktiknya biasanya menggabungkan kedua prinsip yang dipertimbangkan dan tidak diterapkan dalam bentuknya yang murni.

Selektivitas perlindungan arus waktu

Untuk melindungi instalasi listrik dengan tegangan hingga 1000 volt, digunakan sakelar otomatis yang memiliki karakteristik arus-waktu gabungan.Mari kita periksa prinsip ini dengan menggunakan contoh dua mesin yang terhubung seri yang terletak di ujung garis pada sisi beban dan suplai.

Selektivitas waktu menentukan bagaimana pemutus sirkuit diatur untuk trip saat berada di dekat konsumen, bukan di ujung generator.

Grafik kiri menunjukkan kasus waktu trip terlama dari kurva perlindungan atas di sisi beban, dan grafik kanan menunjukkan waktu terpendek dari pemutus sirkuit di ujung suplai. Ini memungkinkan analisis yang lebih rinci tentang manifestasi selektivitas perlindungan.

Sakelar «B» yang terletak lebih dekat ke peralatan yang disediakan, karena penggunaan selektivitas arus waktu, bekerja lebih awal dan lebih cepat, dan sakelar «A» mempertahankannya jika terjadi kegagalan.

Selektivitas perlindungan saat ini

Dalam metode ini, selektivitas dapat dibentuk dengan membuat konfigurasi jaringan tertentu, misalnya termasuk dalam rangkaian kabel atau saluran listrik overhead yang memiliki hambatan listrik. Dalam hal ini, nilai arus hubung singkat antara generator dan konsumen bergantung pada lokasi gangguan.

Di ujung kabel daya akan memiliki nilai maksimum katakanlah 3 kA dan di ujung yang berlawanan nilai minimum katakanlah 1 kA.

Jika terjadi korsleting di dekat sakelar A, pelindung ujung B (I kz1kA) seharusnya tidak berfungsi, maka harus menghilangkan tegangan dari peralatan. Untuk pengoperasian perlindungan yang benar, perlu diperhitungkan besarnya arus nyata yang melewati sakelar dalam mode darurat.

Perlu dipahami bahwa untuk memastikan selektivitas penuh dengan metode ini, diperlukan resistansi yang besar antara kedua sakelar, yang dapat terbentuk karena:

• saluran listrik yang diperpanjang;

• penempatan belitan transformator;

• inklusi dalam pemutusan kabel dengan penampang yang dikurangi atau dengan cara lain.

Oleh karena itu, dengan metode ini, selektivitas seringkali bersifat parsial.

Selektivitas waktu perlindungan

Metode selektivitas ini biasanya melengkapi metode sebelumnya, dengan mempertimbangkan waktu:

• penetapan dengan perlindungan tempat dan permulaan perkembangan patahan;

• pemicu saat dimatikan.

Pembentukan algoritme operasi perlindungan dilakukan karena konvergensi bertahap dari pengaturan arus dan waktu ketika arus hubung singkat berpindah ke sumber daya.

Selektivitas waktu dapat dibuat oleh mesin dengan peringkat arus yang sama ketika mereka memiliki kemampuan untuk menyesuaikan penundaan respons.

Dengan metode perlindungan sakelar B ini, kesalahan dimatikan, dan sakelar A — mereka mengontrol seluruh proses dan siap untuk beroperasi. Jika selama waktu yang ditentukan untuk pengoperasian proteksi B, hubung singkat tidak dihilangkan, gangguan dihilangkan dengan tindakan proteksi di sisi A.

Selektivitas energi perlindungan

Metode ini didasarkan pada penggunaan pemutus sirkuit jenis baru khusus, dibuat dalam wadah cetakan dan mampu beroperasi secepat mungkin ketika arus hubung singkat bahkan belum sempat mencapai nilai maksimumnya.

Rate automata semacam ini beroperasi selama beberapa milidetik sementara komponen aperiodik transien masih aktif.Dalam kondisi seperti itu, karena dinamika aliran beban yang tinggi, sulit untuk mengoordinasikan karakteristik arus-waktu operasi sebenarnya dari proteksi.

Pengguna akhir memiliki sedikit atau tidak ada jejak karakteristik selektivitas energi. Mereka disediakan oleh pabrikan dalam bentuk grafik, program perhitungan, tabel.

Metode ini harus memperhitungkan kondisi operasi khusus untuk pelepasan termomagnetik dan elektronik di sisi suplai.

Selektivitas zona pertahanan

Jenis selektivitas ini adalah jenis karakteristik temporal. Untuk operasinya, alat pengukur arus digunakan di setiap sisi, di mana informasi terus dipertukarkan dan vektor arus dibandingkan.

Selektivitas zona dapat dibentuk dengan dua cara:

1. Sinyal dari kedua ujung area yang dipantau dikirim ke perangkat pemantauan perlindungan logika secara bersamaan. Ini membandingkan nilai arus input dan menentukan pemutus untuk dibuka;

2. informasi tentang nilai vektor arus yang terlalu tinggi di kedua sisi datang dalam bentuk sinyal pemblokiran ke bagian logika perlindungan pada tingkat hierarki yang lebih tinggi di sisi catu daya. Jika ada sinyal pemblokiran di bawahnya, maka sakelar hilir dimatikan. Ketika larangan trip bawah tidak diterima, voltase dilepas dari proteksi atas.

Dengan metode ini, shutdown jauh lebih cepat dibandingkan dengan selektivitas waktu. Ini menjamin lebih sedikit kerusakan pada peralatan listrik, beban dinamis dan termal yang lebih rendah dalam sistem.

Namun, metode zonasi selektivitas memerlukan pembuatan sistem teknis tambahan yang kompleks untuk pengukuran, logika, dan pertukaran informasi, yang meningkatkan biaya peralatan.Untuk alasan ini, teknik pemblokiran frekuensi tinggi ini digunakan dalam saluran transmisi dan gardu tegangan tinggi. yang mentransmisikan aliran daya besar secara terus menerus.

Pemutus sirkuit udara, oli, atau SF6 berkecepatan tinggi yang mampu mengalihkan beban arus besar digunakan untuk tujuan ini.