אחד המושגים המרכזיים בתחום הנדסת החשמל הוא סלקטיביות. אין זה סוד שבטיחות הפעולה של רשתות החשמל היא חשובה ביותר, וניתן להבטיח אותה בדרכים רבות. בַּררָנוּת - זוהי פונקציה מיוחדת של הגנת ממסר, שבזכותה ניתן למנוע נזק למכשירים ולהגדיל את חיי השירות שלהם.
תוֹכֶן
מושג כללי של סלקטיביות
כפי שכבר הוזכר, סלקטיביות מובנת כתכונה של הגנת ממסר. זה נקבע על פי היכולת לחפש אלמנט פגום בכל רשת החשמל ולכבות את מדור החירום, ולא את כל המערכת.
הגנה סלקטיבית יכולה להיות מוחלטת ויחסית.
- הגנה מוחלטת כרוכה בפעולה מדויקת של הנתיכים בחלק של הרשת שבו התרחש קצר חשמלי או תקלה.
- סלקטיביות יחסית גורמת לכיבוי של האוטומטים, הממוקמים גם הם בסמוך לאתר התקלות, אם ההגנה באותם אזורים לא פעלה.
פונקציות עיקריות
משימות המפתח של הגנה סלקטיבית הן להבטיח את פעולתה ללא הפרעה של מערכת החשמל ואת אי קבילותם של מנגנוני בעירה כאשר מופיעים איומים. התנאי היחיד לפעולה נכונה של סוג זה של הגנה הוא העקביות של יחידות המגן זו עם זו.
ברגע שמתעורר מצב חירום, הקטע הפגוע מזוהה באופן מיידי ומכבה בעזרת הגנה סלקטיבית. יחד עם זאת, מקומות ראויים לשירות ממשיכים לעבוד, והנכים אינם מפריעים לכך בשום צורה. סלקטיביות מפחיתה באופן משמעותי את העומס על מתקני חשמל.
העיקרון הבסיסי של הסדרת סוג זה של הגנה טמון בציוד של מכונות אוטומטיות עם זרם נקוב קטן מזה של המכשיר בכניסה. לסיכום, הם יכולים לחרוג מהערך הנקוב של המכונה הקבוצתית, אבל בנפרד - לעולם לא. לדוגמה, בעת התקנת התקן קלט של 50 A, המכשיר הבא לא צריך להיות בעל דירוג גבוה מ-40 A. היחידה הקרובה ככל האפשר למקום החירום תמיד תעבוד ראשונה.
הערה! הבחירה במכשירים אוטומטיים, לרבות אלה להגנה בסלקטיביות מוחלטת, תלויה במאפייני הדירוג וההפעלה שלהם, המסומנים B, C ו-D. לעתים קרובות, מכשירים המגנים על מערכת החשמל הם סוגים שונים של מכשירים אוטומטיים, נתיכים, RCD.
לפיכך, הפונקציות העיקריות של הגנה סלקטיבית כוללות:
- הבטחת בטיחותם של מכשירי חשמל ועובדים;
- זיהוי מהיר וכיבוי של אזור מערכת החשמל שבו התרחשה התקלה (במקביל, אזורי העבודה אינם מפסיקים לתפקד);
- הפחתת השלכות שליליות על החלקים הפועלים של אלקטרומנגנונים;
- הפחתת העומס על מנגנוני הרכיבים, מניעת תקלות באזור הפגום;
- הבטחה לתהליך עבודה ללא הפרעה ואספקת חשמל קבועה ברמה גבוהה.
- תמיכה בהפעלה מיטבית של התקנה מסוימת.
סוגי הגנה סלקטיבית
מלא וחלקי
הגנה מלאה מיועדת לחיבור טורי של מכשירים. במקרה של תאונה, יחידת המיגון הקרובה ביותר למקום הכשל תפעל במהירות האפשרית. הגנה סלקטיבית חלקית דומה במובנים רבים למלא, אך פועלת רק עד לערך נוכחי מסוים.
זמן וזמן עדכניים
סלקטיביות זמן היא כאשר למכשירים המחוברים בסדרה עם מאפייני זרם זהים יש השהיית זמן פעולה שונה (עם עלייה רציפה מאזור הבעיה למקור הכוח). נעשה שימוש בהגנה זמנית על מנת שהמכונות יוכלו לבטח אחת את השנייה במקרה של תקלה. לדוגמה, הראשון אמור לעבוד לאחר 0.1 שניות, אם הוא פגום, לאחר 0.5 שניות השני נכנס לפעולה, ואם צריך, השלישי יעבוד לאחר שנייה.
סלקטיביות זרם-זמן נחשבת לקשה ככל האפשר. עבורו נעשה שימוש בציוד של 4 קבוצות - A, B, C ו- D. לכל אחת מהן יש תגובה אישית לזרם החשמלי ולכיבוי בזמן הנכון. ההגנה הטובה ביותר מושגת בקבוצה A, המשמשת בעיקר למעגלים חשמליים. הסוג הפופולרי ביותר של יחידות הוא C, אך מומחים לא ממליצים להתקין אותם בכל מקום וללא מחשבה.
סלקטיביות נוכחית
מגוון זה דומה בשיטת פעולתו לזמן הראשון, אך ההבדל הוא שהקריטריון העיקרי הוא הערך המרבי של הסימן הנוכחי. הערכים הנוכחיים מסודרים בסדר יורד ממקור הכוח לחפצי העומס.
אם מתרחש קצר חשמלי ליד מתג A, ההגנה על קצה B לא אמורה לפעול, ועל המתג עצמו להסיר מתח מהמכשיר. על מנת שהבררנות הנוכחית תבטיח סלקטיביות מוחלטת, תידרש התנגדות גבוהה בין שני המתגים. זה מתקבל עם:
- קווי מתח מורחבים;
- מוסיף מתפתל שנאי;
- הכללה במרווח של חוט עם חתך קטן יותר.
אֵנֶרְגִיָה
סכימה זו מרמזת על מהירות הסלקטיביות של מתגים אוטומטיים. איפה זרמי קצר חשמלי (KZ) אינם מסוגלים להגיע לערכים המקסימליים שלהם.
האוטומטים ה"מהירים" הללו פועלים ממש כמה אלפיות שניות. בשל הדינמיות הגבוהה של עומסים, קשה מאוד לתאם את פרמטרי ההגנה בפועל של זרם הזמן.
למשתמש הממוצע אין את היכולת לעקוב אחר המאפיינים של סלקטיביות מסוג זה. היצרן מחויב לספק אותם בצורה של גרפים וטבלאות.
סלקטיביות אזור
תוכניות כאלה משמשות לעתים קרובות במתקנים תעשייתיים. זו לא רק דרך מסובכת מאוד, אלא גם הגנה יקרה מאוד. כדי להשתמש בסלקטיביות אזור, עליך לרכוש מכשירי מעקב מיוחדים.
כל הנתונים המתקבלים במהלך פעולת המכשירים מרוכזים במרכז הבקרה. הוא קובע באיזו מכונה יש להשתמש כדי להשבית אותה.
מכשירים אלה משתמשים במהדורות אלקטרוניות. תוכנית העבודה שלהם היא כדלקמן: כאשר מתרחש מקרה חירום, המכשיר התחתון שולח אות לזה שלמעלה. אם לאחר שנייה אחת המכשיר התחתון לא עובד, השני משתלט.
חישוב הסלקטיביות של אוטומטים
התקני הגנה הם ברוב המקרים לא כמה מכשירים מסובכים, אלא מתגים אוטומטיים סטנדרטיים ומוכרים. כדי לספק להם את הסלקטיביות הנכונה, אתה רק צריך לבחור את הגדרות הפרמטר הנכונות. פעולתן של יחידות כאלה מבוססת על התנאי הבא:
Ic.o.last ≥ Kn.o.* I k.prev., כאשר:
- Iс.о.posled - זרם שבו ההגנה מתחילה לפעול;
- I k.prev. - זרם קצר בקצה אזור המגן;
- Kn.o. - מקדם אמינות, אשר תלוי במספר הגדרות.
ניתן לחשב את הסלקטיביות בבקרת הזמן של מכשירים באמצעות הסכימה הבאה:
tс.о.last ≥ tк.prev.+ ∆t, כאשר:
- tс.о.last ו-tк.prev. - מרווחי זמן שדרכם מופעלים ניתוקים של אוטומטים לפי סדר הקרבה למקור הכוח;
- ∆t הוא שלב הזמן של סלקטיביות.
מפת סלקטיביות
כדי להבטיח את הרמה הגבוהה ביותר האפשרית של הגנת מפסק, נדרשת מפת סלקטיביות או ייצוג חזותי שלה. המפה היא מעין סכמה המציגה את כל המתחמים של הפרמטרים הנוכחיים ברשת החשמל.
כדי ליצור מפת סלקטיביות נכונה, עליך להקפיד על ההוראות הבאות:
- מתקנים חשמליים חייבים להיות מחוברים למקור כוח אחד;
- יש צורך לבחור את הסולם בצורה נכונה כך שכל הנקודות המחושבות יתאימו עליו;
- בנוסף לאיכויות האוטומטים, יש צורך לייעד את ערכי הקצר המקסימליים והמינימליים בנקודות המערכת.
הפרמטרים של היחידות משורטטים על המפה בתורם, אשר נקבע לפי סדר החיבור שלהם. כדי לבנות נכון דיאגרמות, עליך להשתמש בצירים עם אינדיקטורים מרכזיים. מיפוי נכון הוא המפתח להשוואה קלה של פרמטרים של התקן הגנה וסלקטיביות כוללת.
הערה! כדי להפוך מפה למהירה יותר, כדאי להשתמש בתוכנית מיוחדת. ניתן למצוא אותו בקלות ברשת העולמית.
סיכום
לעתים קרובות ברשתות חשמל ביתיות משתמשים בסלקטיביות זרם או זמן. הדרך הטובה ביותר לעשות זאת היא התקנת RCDכאשר יש מתג אחד משותף, ועוד כמה ממוקמים על הלולאה. הגנה סלקטיבית תורמת לפעולה נכונה וללא הפרעות של הציוד.
מאמרים דומים:
