Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Wybrane zagadnienia selektywności w instalacjach elektroenergetycznych niskiego napięcia

Selected problems of the selectivity in the electrical power installations of the low voltage
Charakterystyki prądowo-czasowe zabezpieczeń układu bezpiecznik
(B1) – bezpiecznik (B2), ilustrujące warunek selektywnego działania, gdzie: tW1, tW2 – zakres czasów wyłączenia prądu zwarciowego IK1 odpowiednio dla bezpieczników B1 i B2
Charakterystyki prądowo-czasowe zabezpieczeń układu bezpiecznik (B1) – bezpiecznik (B2), ilustrujące warunek selektywnego działania, gdzie: tW1, tW2 – zakres czasów wyłączenia prądu zwarciowego IK1 odpowiednio dla bezpieczników B1 i B2
A. Klajn

Selektywność, określana również jako „wybiórczość”, jest rozumiana przez kolejne uruchamianie się poszczególnych stopni zabezpieczeń występujących w torze zasilania w razie wystąpienia awarii. W pierwszej ­kolejności rozpoczyna działanie pierwszy stopień zabezpieczeń, a w przypadku jego nieskuteczności włączają się kolejne stopnie zabezpieczeń występujące bliżej źródła zasilania.

Problem selektywności dotyczy sieci oraz instalacji odbiorczych rozdzielczych. Wśród sieci rozróżniamy:

1) sieci promieniowe,
2) sieci rozgałęzione (wielostronnie zasilane).

W instalacjach elektroenergetycznych funkcję zabezpieczeń nadprądowych przeważnie pełnią:

1) bezpieczniki przeznaczone do wymiany przez osoby niewykwalifikowane, do zastosowań domowych i podobnych [1, 2, 3, 4, 5],
2) bezpieczniki przeznaczone do wymiany przez osoby wykwalifikowane (bezpieczniki głównie do zastosowań w przemyśle) [1, 2, 3, 4, 6],
3) wyłączniki [1, 2, 3, 7, 8]:

a) które są wyposażone w wyzwalacze bez możliwości dokonywania zmiany nastaw (do zastosowań domowych i podobnych); wyłączniki te są przeznaczone do obsługi przez osoby nieposiadające kwalifikacji do obsługi urządzeń elektrycznych;
b) wyłączniki do zastosowań przemysłowych (wyłączniki silnikowe, wyłączniki przemysłowe o budowie otwartej i kompaktowej), które są wyposażone w wyzwalacze możliwości dokonywania zmiany nastaw; aparaty te są przeważnie nastawialnymi wyzwalaczami termobimetalowymi i elektromagnetycznymi lub zintegrowanymi wyzwalaczami elektronicznymi; wyłączniki te są przeznaczone do obsługi przez personel posiadający kwalifikacje do obsługi urządzeń elektrycznych.

SIBA

Do podstawowych kryteriów uzyskania selektywnego działania zabezpieczeń nadprądowych zalicza się:

  • stopniowanie prądów zadziałania (selektywność prądowa),
  • stopniowanie czasu działania (selektywność czasowa),
  • równoczesne stosowanie kombinacji zarówno prądów, jak i czasów zadziałania (selektywność prądowo-czasowa).

Analiza selektywności zabezpieczeń nadprądowych jest przeprowadzana na ogół na podstawie:

1) charakterystyk prądowo-czasowych (charakterystyka I-t),
2) charakterystyk poszczególnych stopni zabezpieczenia,
3) charakterystyk lub wartości całki Joule’a, jeśli ma miejsce ograniczanie prądu zwarciowego przez bezpiecznik/bezpiecznik lub bezpiecznik/wyłącznik.

Selektywność w instalacjach rozdzielczych promieniowych

Większość obwodów instalacji elektroenergetycznych jest w instalacjach rozdzielczych promieniowych. W analizie charakterystyk prądowo-czasowych (I-t) rozważa się zarówno selektywność prądową, jak i czasową, co w praktyce sprowadza się do ogólnej zasady braku wspólnych obszarów działania charakterystyk I-t poszczególnych stopni zabezpieczenia.

W zależności od zastosowanych zabezpieczeń, z punktu widzenia selektywności ich działania, rozróżnia się cztery zasadnicze kombinacje współpracujących ze sobą zabezpieczeń (pierwszy element pary jest zabezpieczeniem od strony odbiornika):

1) wyłącznik – wyłącznik,
2) wyłącznik – bezpiecznik,
3) bezpiecznik – wyłącznik,
4) bezpiecznik – bezpiecznik.

Wyłącznik – wyłącznik, selektywność prądowa

Czytaj też: Problemy dobezpieczania wyłączników różnicowoprądowych >>>

 Rys. 1. Ilustracja zasady selektywności prądowej wyłączników W1 i W2, gdzie: IK – prąd zwarcia, IG1, IG2 – początkowy prąd zwarcia wyłączników W1 i W2, IK1min, IK2min – minimalne prądy zwarcia, prądów zwarcia odpowiednio IK1 lub IK2, IK1max – maksymalny prąd zwarciowy IK1, tW1, tW2 – czasy własne wyłączników odpowiednio W1 i W2, przy wyłączaniu prądów zwarciowych Rys. 2. Ilustracja zasady selektywności czasowej wyłączników W1 i W2, sieci promieniowej, gdzie: IG2(1) – pierwszy stopień początkowy prądu zwarcia wyłącznika W2, IG2(2) – drugi stopień początkowy prądu zwarcia wyłącznika W2, td – margines czasu bezpieczeństwa drugiego stopnia między tW1 a tW2, IK1 – prąd zwarcia dla wyłącznika W1, IK2 – prąd zwarcia dla wyłącznika W2; pozostałe oznaczenia jak na rys. 1.
Rys. 1. Ilustracja zasady selektywności prądowej wyłączników W1 i W2, gdzie: IK – prąd zwarcia, IG1, IG2 – początkowy prąd zwarcia wyłączników W1 i W2, IK1min, IK2min – minimalne prądy zwarcia, prądów zwarcia odpowiednio IK1 lub IK2, IK1max – maksymalny prąd zwarciowy IK1, tW1, tW2 – czasy własne wyłączników odpowiednio W1 i W2, przy wyłączaniu prądów zwarciowych; rys. A Klajn Rys. 2. Ilustracja zasady selektywności czasowej wyłączników W1 i W2, sieci promieniowej, gdzie: IG2(1) – pierwszy stopień początkowy prądu zwarcia wyłącznika W2, IG2(2) – drugi stopień początkowy prądu zwarcia wyłącznika W2, td – margines czasu bezpieczeństwa drugiego stopnia między tW1 a tW2, IK1 – prąd zwarcia dla wyłącznika W1, IK2 – prąd zwarcia dla wyłącznika W2; pozostałe oznaczenia jak na
rys. 1.; rys. A Klajn
Rys. 3. Zasada selektywności czasowej trzech zabezpieczeń nadprądowych w układzie szeregowym promieniowym, gdzie: tz – czas pobudzenia i zadziałania wyzwalacza, ts – czas uzyskania metalicznej przerwy styków, to – czas otwarcia styków wyłącznika, ta – czas łukowy, tw – czas własny wyłącznika, od chwili powstania zakłócenia do chwili wyłączenia prądu, td – zwłoka czasowa wyzwalacza, tst – opóźnienie czasowe dla danej strefy; cyfry dotyczą czasów w kolejnych stopniach zabezpieczenia
Rys. 3. Zasada selektywności czasowej trzech zabezpieczeń nadprądowych w układzie szeregowym promieniowym, gdzie: tz – czas pobudzenia i zadziałania wyzwalacza, ts – czas uzyskania metalicznej przerwy styków, to – czas otwarcia styków wyłącznika, ta – czas łukowy, tw – czas własny wyłącznika, od chwili powstania zakłócenia do chwili wyłączenia prądu, td – zwłoka czasowa wyzwalacza, tst – opóźnienie czasowe dla danej strefy; cyfry dotyczą czasów w kolejnych stopniach zabezpieczenia; rys. A Klajn

Na rys. 1. przedstawiono wyjaśnienie zasady selektywności prądowej dwóch wyłączników w sieci promieniowej (brak ustawienia czasu wyzwolenia). Zastosowanie tej metody jest dopuszczalne, o ile znane są minimalne (IK1min, IK2min) i maksymalne (IK1max, IK2max) wartości prądów zwarciowych za każdym z wyłączników.

Wyłącznik W1 wyłącza prąd zwarciowy o natężeniu między wartościami IK1min a IK1max, natomiast wyłącznik W2 wyłącza prąd zwarciowy o natężeniu między wartościami IK2min a IK2max.

Wartość natężenia prądu zwarciowego IG2 dla wyłącznika W2 znajduje się pomiędzy wartościami natężeń prądów IK1max i IK2min.

Podstawową trudnością tej metody jest prawidłowe nastawienie wartości natężenia prądu zwarciowego IG2 pomiędzy wartościami prądów IK1max i IK2min.

Problemem jest również to, że wprowadzenie nawet małych zmian w instalacji powoduje konieczność wyznaczania wartości prądów zwarciowych:

  • IK1min,
  • IK1max,
  • IK2min
  • i IK2max

i ponownego nastawiania wartości IG1 i IG2.

Wyłącznik – wyłącznik, selektywność czasowa

Na rys. 2. pokazano wyjaśnienie selektywności czasowej dwóch wyłączników W1 i W2 sieci promieniowej.

Wyłącznik W1 ma jednostopniowy prąd zwarcia, lecz wyłącznik W2 ma dwustopniowy prąd zwarcia – początkowy prąd zwarcia IG2(1) dla pierwszego stopnia i IG2(2) dla drugiego stopnia.

Margines czasu bezpieczeństwa td jest to czas, w którym powinien zadziałać wyłącznik W1 i wyłączyć prąd zwarcia IK1, nie dopuszczając jednocześnie do zadziałania wyłącznika W2.

Na rys. 2. zamieszczono wartości czasu td w zależności od rodzaju wyzwalacza, w który wyposażony jest wyłącznik W2. Wyłącznik W2 powinien wyłączyć dopiero prąd zwarcia IK2.

Na rys. 3. pokazano zasadę selektywności czasowej wyłączników W1, W2 i W3 w sieci promieniowej.

Wyłącznik W1 nie ma wyzwalacza elektromagnetycznego z nastawialną zwłoką czasową, a wyłączniki W2 i W3 mają wyzwalacze elektromagnetyczne z nastawialną zwłoką czasową.

 

Dla wyłącznika W1 czas własny wyłącznika tw1, od chwili powstania zakłócenia do chwili wyłączenia prądu, jest sumą czasów:

  • tz1 – czasu pobudzenia i zadziałania wyzwalacza W1,
  • ts1 – czasu uzyskania metalicznej przerwy styków W1,
  • ta1 – czasu łukowego styków W1.

Dla wyłącznika W2 zwłoka czasowa wyzwalacza td2 jest sumą czasów:

  • ts1 – czasu uzyskania metalicznej przerwy styków wyłącznika W1
  • i opóźnienia czasowego tst2 dla strefy 2.

Dla wyłącznika W2 czas własny wyłącznika tW2 jest sumą czasów:

  • zwłoki czasowej wyzwalacza td2,
  • czasu pobudzenia i zadziałania wyzwalacza tz2,
  • czasu ts2 uzyskania metalicznej przerwy styków W2
  • i czasu łukowego styków W2 ta2.

Dla wyłącznika W3 analogicznie zwłoka czasowa wyzwalacza td3 jest sumą:

  • czasu ts1 uzyskania metalicznej przerwy styków wyłącznika W1,
  • opóźnienia czasowego tst2 dla strefy 2
  • i opóźnienia czasowego tst3 dla strefy 3.

Dla wyłącznika W3 czas własny wyłącznika tw3 jest sumą:

  • zwłoki czasowej wyzwalacza td3,
  • czasu pobudzenia i zadziałania wyzwalacza tz3,
  • czasu ts3 uzyskania metalicznej przerwy styków W3
  • i czasu łukowego styków W3 ta3.

W praktyce czas opóźnienia strefy tst dobiera się następująco:

  • tst ³ 70 ms dla wyłączników wyposażonych w wyzwalacze elektroniczne,
  • tst ³ 150 ms dla wyłączników wyposażonych w wyzwalacze elektromagnetyczne (mechanizmowe).

Literatura

1. H. Markiewicz, Instalacje elektryczne, WNT, Warszawa 2008.
2. H. Markiewicz, Instalacje elektryczne przemysłowe, Gdańskie Dni Elektryki, 2006.
3. G.G. Seip, Electrical installations handbook, John Wiley & Sons, Publics MCD Verlag, Third Edition, 2000.
4. PN-EN 60269:2010 Bezpieczniki topikowe niskonapięciowe, Część 1: Wymagania ogólne.
5. PN-HD 60269:2010 Bezpieczniki topikowe niskonapięciowe, Część 3: Wymagania dodatkowe dotyczące bezpieczników przeznaczonych do wymiany przez osoby niewykwalifikowane (bezpieczniki głównie dla gospodarstw i podobnych zastosowań).
6. PN-HD 60269:2014 Bezpieczniki topikowe niskonapięciowe. Część 2: Wymagania dodatkowe dotyczące bezpieczników przeznaczonych do wymiany przez osoby wykwalifikowane (bezpieczniki głównie do stosowania w przemyśle).
7. PN-EN 60947:2010 Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa, Część 1: Postanowienia ogólne.
8. PN-EN 60947:2009 Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa, Część 2: Wyłączniki.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 4/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl