Jedním z klíčových pojmů v oblasti elektrotechniky je selektivita. Není žádným tajemstvím, že bezpečnost provozu elektrických sítí je nesmírně důležitá a lze ji zajistit mnoha způsoby. Selektivita je speciální funkcí ochrany relé, díky které je možné zabránit poškození zařízení a zvýšit jejich životnost.
Obecný koncept selektivity
Jak již bylo zmíněno, selektivita je chápána jako vlastnost reléové ochrany. Je určena schopností vyhledat vadný prvek v celé elektrické síti a vypnout nouzový úsek, nikoli celý systém.
Selektivní ochrana může být absolutní a relativní.
- Absolutní ochrana zahrnuje přesnou činnost pojistek v části sítě, kde došlo ke zkratu nebo poruše.
- Relativní selektivita způsobuje odstavení automatů, které se také nacházejí v blízkosti místa poruchy, pokud ochrana v těchto oblastech nefungovala.
Hlavní funkce
Klíčovými úkoly selektivní ochrany je zajistit nepřetržitý provoz elektrizační soustavy a nepřípustnost hořících mechanismů při výskytu ohrožení. Jedinou podmínkou pro správné fungování tohoto typu ochrany je vzájemná konzistence ochranných jednotek.
Jakmile nastane nouzová situace, poškozená sekce je okamžitě identifikována a vypnuta pomocí selektivní ochrany. Obslužná místa přitom fungují dál a invalidní do toho nijak nezasahují. Selektivita výrazně snižuje zatížení elektroinstalace.
Základní princip uspořádání tohoto typu ochrany spočívá ve vybavení automatických strojů jmenovitým proudem, který je menší než proud zařízení na vstupu. V součtu mohou překročit nominální hodnotu skupinového stroje, ale jednotlivě – nikdy. Například při instalaci vstupního zařízení 50 A by následující zařízení nemělo mít jmenovitý proud vyšší než 40 A. Jako první bude vždy fungovat jednotka, která je co nejblíže místu nouze.
POZOR! Volba automatů, včetně ochrany s absolutní selektivitou, závisí na jejich jmenovitých a provozních charakteristikách, které jsou označeny B, C a D. Různé typy automatů, pojistek, RCD často slouží jako zařízení, která chrání elektrický systém.
Mezi hlavní funkce selektivní ochrany tedy patří:
- zajištění bezpečnosti elektrických spotřebičů a pracovníků;
- rychlá identifikace a vypnutí zóny elektrického systému, kde došlo k poruše (současně nepřestanou fungovat pracovní zóny);
- snížení negativních důsledků pro pracovní části elektromechanismů;
- snížení zatížení mechanismů součástí, zabránění poruchám v poruchové zóně;
- Záruka nepřetržitého pracovního procesu a stálé napájení na vysoké úrovni.
- podpora pro optimální provoz konkrétní instalace.
Viz také: Určení směru vektoru magnetické indukce pomocí gimletova pravidla a pravidla pravé ruky
Typy selektivní ochrany
Úplné a částečné
Plná ochrana je určena pro sériové připojení zařízení. V případě havárie bude co nejrychleji fungovat ochranná jednotka, která je nejblíže místu poruchy. Částečná selektivní ochrana je v mnoha ohledech podobná plné, ale funguje pouze do určité hodnoty proudu.
Čas a časový proud
Časová selektivita je, když zařízení zapojená do série se stejnými proudovými charakteristikami mají různé provozní časové zpoždění (s postupným nárůstem od problémové oblasti ke zdroji energie). Dočasná ochrana slouží k tomu, aby se stroje mohly vzájemně pojistit v případě poruchy. Například první by měl fungovat po 0,1 sekundě, pokud je vadný, po 0,5 sekundě se spustí druhý a v případě potřeby bude fungovat třetí po 1 sekundě.
Selektivita mezi časem a proudem je považována za co nejobtížnější. K tomu slouží zařízení 4 skupin – A, B, C a D. Každá z nich má osobní reakci na elektrický proud a vypnutí ve správný čas. Nejlepší ochrany je dosaženo ve skupině A, která se používá především pro elektrické obvody. Nejoblíbenějším typem jednotek je C, ale odborníci nedoporučují instalovat je všude a bezmyšlenkovitě.
Současná selektivita
Tato varieta je svým způsobem ovládání podobná té časové, rozdíl je však v tom, že hlavním kritériem je maximální hodnota aktuální známky. Aktuální hodnoty jsou uspořádány v sestupném pořadí od zdroje energie k objektům zatížení.
Pokud dojde ke zkratu v blízkosti spínače A, ochrana konce B by neměla fungovat a spínač sám musí odpojit napětí ze zařízení. Aby proudová selektivita zaručovala úplnou selektivitu, byl by vyžadován vysoký odpor mezi oběma spínači. Získává se s:
- prodloužené elektrické vedení;
- vložky vinutí transformátoru;
- zahrnutí do mezery drátu s menším průřezem.
Viz také: Coulombův zákon, definice a vzorec – elektrické bodové náboje a jejich interakce
Energie
Toto schéma implikuje rychlost selektivity autospínačů. Zkratové proudy (SC) přitom nemají možnost dosáhnout svých maximálních hodnot.
Tyto „rychlopalné“ automaty fungují doslova několik milisekund. Vzhledem k vysoké dynamice zátěží je extrémně obtížné koordinovat skutečné časově-proudové parametry ochrany.
Běžný uživatel nemá možnost sledovat charakteristiky tohoto typu selektivity. Výrobce je povinen poskytnout je ve formě grafů a tabulek.
Zónová selektivita
Taková schémata se často používají v průmyslových zařízeních. Jedná se nejen o velmi komplikovaný, ale také extrémně drahý způsob ochrany. Chcete-li používat zónovou selektivitu, musíte si zakoupit speciální sledovací zařízení.
Všechna data získaná při provozu zařízení jsou soustředěna v řídicím centru. Určuje, který stroj musí být použit k jeho deaktivaci.
Tato zařízení používají elektronické spouště. Jejich schéma práce je následující: když dojde k nouzové situaci, spodní zařízení dá signál tomu výše. Pokud po 1 sekundě spodní zařízení nefunguje, převezme to druhé.
Výpočet selektivity automatů
Ochranná zařízení nejsou ve většině případů nějaká záludná zařízení, ale standardní a dobře známé automatické spínače. Abyste jim poskytli správnou selektivitu, stačí zvolit správné nastavení parametrů. Provoz takových jednotek je založen na následujících podmínkách:
Ic.o.last ≥ Kn.o.* I k.prev., kde:
- Iс.о.posled – proud, při kterém ochrana začíná fungovat;
- I k.předch. — zkratový proud na konci ochranného pásma;
- Kn.o. — koeficient spolehlivosti, který závisí na řadě nastavení.
Selektivitu v časovém řízení zařízení je možné vypočítat pomocí následujícího schématu:
tс.о.last ≥ tк.prev.+ ∆t, kde:
- tс.о.last a tк.prev. – časové intervaly, během kterých se spouštějí odpojení automatů v pořadí podle blízkosti zdroje energie;
- ∆t je časový krok selektivity.
Mapa selektivity
Pro zajištění nejvyšší možné úrovně ochrany jističe je nutná mapa selektivity nebo její vizuální znázornění. Mapa je jakési schéma, které zobrazuje všechny komplexy aktuálních parametrů v elektrické síti.
Chcete-li vytvořit správnou mapu selektivity, musíte dodržovat následující ustanovení:
- elektrická instalace musí být připojena k jedinému zdroji energie;
- je nutné správně zvolit měřítko, aby se na něj vešly všechny vypočítané body;
- kromě vlastností automatů je nutné určit maximální a minimální hodnoty zkratu v bodech systému.
Parametry jednotek jsou postupně zakresleny do mapy, která je dána pořadím jejich zapojení. Chcete-li správně vytvářet diagramy, musíte použít osy s klíčovými indikátory. Správné zmapování je klíčem ke snadnému porovnání parametrů ochrany a celkové selektivity.
POZOR! Aby byla mapa rychlejší, měli byste použít speciální program. Lze jej snadno najít na World Wide Web.
Výkon
V domácích elektrických sítích se často používá proudová nebo časová selektivita. Nejlepší způsob, jak toho dosáhnout, je instalovat proudový chránič v sérii, když je jeden společný spínač a několik dalších je umístěno na smyčce. Selektivní ochrana přispívá ke správnému a nepřerušovanému provozu zařízení.
Co je proudový chránič – účel, princip činnosti, značení a typy
Co je to krokové napětí a jak opustit nebezpečnou zónu
Chladnička neustále funguje a nevypíná se – všechny příčiny poruchy
Jaký jistič dát na vstup do bytu a soukromého domu?
Přepěťová ochrana: který je lepší stabilizátor nebo relé pro řízení napětí?
