Почему при выборе уставки по току для максимальной токовой защиты с пуском по напряжению не учитывают коэффициент запуска двигательной нагрузки?

МТЗ с пуском по напряжению, наверное, правильнее наоборот, назвать «Защита по напряжению с блокировкой по току». Пусковой орган по току там вспомогательный и служит не для выявления КЗ как такового  (КЗ выявляется по напряжению)

1) Напряжение может быть ноль необязательно из-за КЗ, нет питания —  тоже напряжение ноль.
Чтобы защита не отваливала фидер, если нет питания сверху, делается пуск по току. Если есть какой-то ток через фидер, то это явно не пропажа питания. Для проверки наличия питания достаточно фиксации какого-то небольшого тока, формально для такого даже от нагрузки необязательно отстраиваться.

2) Также пусковой орган по току работает как БНН. Если обрыв в цепях напряжения, то пусковой орган по току, отстроенный от нагрузки, не даст ложно сработать защите прямо сразу, будет какое-то время про запас.

3) Пусковой орган по току может служить для согласования с другими защитами (либо он сам согласуется, либо с ним).

Токовая отсечка: схема, принцип действия, коэффициенты | ENARGYS.RU

Надо знать! То время, с которым возрастает показания значения тока в сети при ее повреждении, не может быть замечено человеком. Поэтому и были разработаны специальные устройства с автоматическим отключением, при возникновении замыканий. Одним из наиболее часто используемых способов является – токовая отсечка

Понятие токовая отсечка

И так, что же такое токовая отсечка? Если говорить без научных терминов, то токовая отсечка – это одна из существующих разновидностей защиты, которое отличается быстродействием.

Главный ее принцип действия, который отличает ее от других способов, это обеспечение избирательности для разрыва соединения. Он заключает в том, что можно создать нужную ступень величины тока при максимальных показаниях, от значений которых происходит отключение сети от питания.

Становиться понятно, что такой механизм производит полный надзор над показаниями величин тока на участке нахождения. При возникновении момента, во время которого начинается возрастание силы тока намного превышающие заданное значение, происходит реакция, и участок полностью отключается от поступления в него электричества. Это происходит при максимальной токовой отсечке.

Следует знать! Величина, при которой происходит срабатывание защиты, получило название – уставка.

Виды токовых отсечек

Существует два вида токовых отсечек.

1. С мгновенным действием – они полностью определяются собственным временем   срабатывания. У них главным элементом будет являться установленное реле   (токовое). Для вспомогательных элементов также используются релейные устройства, которые   занимаются тем, что подают сигнал на разрыв.
2. С временной задержкой. В них входит устройство, которое позволяет задавать параметры времени. У таких отсечек временное срабатывание может составлять диапазон от 0,2 до 0,6 секунд.

Принцип действия токовой отсечки

При установке показателей для отключения нужно выбирать их таким образом, чтобы отключение происходило как можно быстрее, чем может произойти повреждение или разрушения в цепи.

Токовая отсечка реализуется совершенно разными способами. Зачастую для такого отключения применяется электромагнитное реле тока. В них при возникновении короткого замыкания происходит смыкание контактов, и подается сигнал для отключения защищаемого сегмента или участка цепи.

Так же имеется такой тип защиты – как предохранители. Они срабатывают из-за повышения температуры, из-за электрического тока. То есть, проще говоря, в них находится очень плавкий элемент, которые под воздействие разрушается и таким образом происходит отключение.

Токовая отсечка незамедлительного срабатывания

Показания для возникновения отсечки выбирается исходя из того, чтобы она не срабатывала во время возникновения нарушений на участках линий, которые являются смежными для защищаемой. Для этого току при котором будет происходить отключение необходимо иметь показания, которые будут превышать самые наибольшие показания при коротком замыкании.

Чтобы определить зону действия токовой отсечки и коэффициент чувствительности, можно воспользоваться графическими показателями. Чтобы их получить надо вычислить токи короткого замыкания, которые будут проходить по цепи во время его возникновения, и сделать это в самом начале и конце линии. К тому же вычисление нужно произвести от начала на в промежутках длины равной ¾; ½ и ¼. Исходя из этих полученных данных, можно построить ломаную линию, которая покажет изменение тока КЗ. Отсечка должна быть задействована в той зоне, где ток замыкания будет превышать ток при срабатывании.

Следует учитывать, что чем выше показания токов при коротком замыкании, которые получаются в начале и конце линии, тем шире становиться промежуток, который входит в отсечку. Так по ПЭУ, существуют рекомендации, что зона действия токовой отсечки применяется, если она охватывает более двадцати процентов от линии, которую следует защитить.

Так же в исключительных случаях отсечка может быть использована как защита всей линии (рис.1).

Рис.1. Защита всей линии с помощью токовой отсечки

По времени действие мгновенная отсечка зависит от того времени за период, которого происходит срабатывание токовых и промежуточных реле. Если используются промежуточные реле с периодом действия – около 0,02 секунды, то время срабатывания отсечки будет составлять промежуток от 0,04 до 0,06 секунд.

Неселективные отсечки мгновенного действия

Ее действие происходит за пределами собственной линии. Она находит свое применение, чтобы произвести быстрое отключение по всей линии, которая находится под защитой, но только в тех случаях, когда нужно соблюсти устойчивость (рис.2).

Рис. 2. Неселективная отсечка

Токовая осечка при линиях с двухсторонним питанием

Для определения первого условия токовой осечки трансформатора и для их селективного действия нужно определить наибольшее показания тока при коротком замыкании, который будет находиться в линии на шинах двух участках (то есть на подстанциях).

Но существуют и другие условия для определения тока для разрыва на участке с двухсторонним питанием. В таких участках, на протяжение которых может произойти появление токов качания, из-за неупорядоченного включением или изменения устойчивости. Так возникает, второе условие для задействования отсечек — появление максимального тока качания.

Токовая отсечка и максимальная токовая защита

Если сочетать токовую отсечку и максимальную токовую защиту, то получается токовая защита, для которой характерно ступенчатое время срабатывания. В таком сочетании отсечка будет действовать мгновенно в пределах первой ступени, а максимальная токовая защита будет действовать как вторая ступень и действовать будет согласно выдержки по времени (рис.3).

Рис. 3. Сочетание отсечки и МТЗ

Так можно применять сочетание отсечки мгновенного действия с отсечкой, у которой будет присутствовать задержку по времени и максимальную токовую защиту. В данном случае такая схема токовой отсечки будет иметь уже три ступени и иметь три разных времени срабатывания.

Минусы и плюсы мгновенной отсечки и с выдержкой по времени

• у мгновенной отсечки нет полного обхвата всей зоны действия, но она достаточно хорошо себя зарекомендовала при неселективных отсечках;
• отсечка с выдержкой времени позволяет производить быстрое отключение;
• отсечки лучше всего по возможности сочетать с МТЗ.

Все своими руками Защита от короткого замыкания

Современные мощные переключательные транзисторы имеют очень маленькие сопротивления сток-исток в открытом состоянии, это обеспечивает малое падение напряжения при прохождении через эту структуру больших токов. Это обстоятельство позволяет использовать такие транзисторы в электронных предохранителях.

Например, транзистор IRL2505 имеет сопротивление сток-исток, при напряжении исток-затвор 10В, всего 0,008 Ом. При токе 10А на кристалле такого транзистора будет выделяться мощность P=I² •R; P = 10 • 10 • 0,008 = 0,8Вт. Это говорит о том, что при данном токе транзистор можно устанавливать без применения радиатора. Хотя я всегда стараюсь ставить хотя бы небольшие теплоотводы. Это во многих случаях позволяет защитить транзистор от теплового пробоя при внештатных ситуациях. Этот транзистор применен в схеме защиты описанной в статье «Защита для зарядных устройств автоаккумуляторов». При необходимости можно применить радиоэлементы для поверхностного монтажа и сделать устройство виде небольшого модуля. Схема устройства представлена на рисунке 1. Она рассчитывалась на ток до 4А.

Схема электронного предохранителя

В данной схеме в качестве ключа использован полевой транзистор с р каналом IRF4905, имеющий сопротивление в открытом состоянии 0,02 Ом, при напряжении на затворе = 10В.

В принципе этой величиной ограничивается и минимальное напряжение питания данной схемы. При токе стока, равном 10А, на нем будет выделяться мощность 2 Вт, что повлечет за собой необходимость установки небольшого теплоотвода. Максимальное напряжение затвор-исток у этого транзистора равно 20В, поэтому для предотвращения пробоя структуры затвор-исток, в схему введен стабилитрон VD1, в качестве которого можно применить любой стабилитрон с напряжение стабилизации 12 вольт. Если напряжение на входе схемы будет менее 20В, то стабилитрон из схемы можно удалить. В случае установки стабилитрона, возможно, потребуется коррекция величины резистора R8. R8 = (Uпит — Uст)/Iст; Где Uпит – напряжение на входе схемы, Uст – напряжение стабилизации стабилитрона, Iст – ток стабилитрона. Например, Uпит = 35В, Uст = 12В, Iст = 0,005А. R8 = (35-12)/0,005 = 4600 Ом.

Преобразователь ток — напряжения

В качестве датчика тока в схеме применен резистор R2, чтобы уменьшить мощность, выделяющуюся на этом резисторе, его номинал выбран всего в одну сотую Ома. При использовании SMD элементов его можно составить из 10 резисторов по 0,1 Ом типоразмера 1206, имеющих мощность 0,25Вт. Применение датчика тока с таким малым сопротивление повлекло за собой применение усилителя сигнала с этого датчика. В качестве усилителя применен ОУ DA1.1 микросхемы LM358N.

Коэффициент усиления этого усилителя равен (R3 + R4)/R1 = 100. Таким образом, с датчиком тока, имеющим сопротивление 0,01 Ом, коэффициент преобразования данного преобразователя ток – напряжения равен единице, т.е. одному амперу тока нагрузки равно напряжение величиной 1В на выходе 7 DA1.1. Корректировать Кус можно резистором R3. При указанных номиналах резисторов R5 и R6, максимальный ток защиты можно установить в пределах… . Сейчас посчитаем. R5 + R6 = 1 + 10 = 11кОм. Найдем ток, протекающий через этот делитель: I = U/R = 5А/11000Ом = 0,00045А. Отсюда, максимальное напряжение, которое можно выставить на выводе 2 DA1, будет равно U = I x R = 0,00045А x 10000Ом = 4,5 B. Таким образом, максимальный ток защиты будет равен примерно 4,5А.

Компаратор напряжения

На втором ОУ, входящем в состав данной МС, собран компаратор напряжения. На инвертирующий вход этого компаратора подано регулируемое резистором R6 опорное напряжение со стабилизатора DA2. На неинвертирующий вход 3 DA1.2 подается усиленное напряжение с датчика тока. Нагрузкой компаратора служит последовательная цепь, светодиод оптрона и гасящий регулировочный резистор R7. Резистором R7 выставляют ток, проходящий через эту цепь, порядка 15 мА.

Работа схемы

Работает схема следующим образом. Например, при токе нагрузки в 3А, на датчике тока выделится напряжение 0,01 х 3 = 0,03В. На выходе усилителя DA1.1 будет напряжение, равное 0,03В х 100 = 3В. Если в данном случае на входе 2 DA1.2 присутствует опорное напряжение выставленное резистором R6, меньше трех вольт, то на выходе компаратора 1 появится напряжение близкое к напряжению питания ОУ, т.е. пять вольт. В результате засветятся светодиод оптрона. Откроется тиристор оптрона и зашунтирует затвор полевого транзистора с его истоком. Транзистор закроется и отключит нагрузку. Вернуть схему в исходное состояние можно кнопкой SB1 или выключением и повторным включением БП.

Недостатком схемы является однополярное питание операционного усилителя, в связи с этим при малых значениях падения напряжения на датчике тока, возникает большая нелинейность коэффициента усиления ОУ DA1. 1.

Скачать статью

Скачать “Электронный-предохранитель-на-MOSFET-транзисторе” Электронный-предохранитель-на-MOSFET-транзисторе.rar – Загружено 1594 раза – 47 КБ

Просмотров:10 232

Что такое защита от перегрузки по току? | Бэй Пауэр

Электричество безопасно течет в нормальных условиях — оно не выделяет лишнего тепла и обеспечивает стабильный поток энергии для ваших устройств. Однако короткое замыкание или перегрузка могут возникнуть, когда потребляемый ток превышает нормальную токовую нагрузку, что приводит к потенциальной опасности поражения электрическим током без надлежащей защиты.

Нагрузка и конструкция цепи, включая реле, проводники и заземление, определяют безопасный уровень тока, который может выдержать устройство.Чтобы предотвратить проблему потребления тока выше нормального, необходима защита от перегрузки по току.

Перегрузка по току, защита от перегрузки по току и устройства, предотвращающие ее, являются важными компонентами безопасности и защиты оборудования. Кроме того, существуют специальные устройства, которые предотвращают перегрузку по току, обеспечивая безопасность вашего дома и электронных устройств. В этом подробном руководстве мы расскажем вам все, что вам нужно знать о защите от перегрузки по току.

Что такое защита от перегрузки по току?

Защита от перегрузки по току — это метод реализации оборудования и других электрических компонентов для ограничения или отключения протекания тока.Плавкие предохранители, автоматические выключатели или плавкие вставки являются наиболее часто используемыми методами обеспечения защиты от перегрузки по току в цепи или внутренней проводке оборудования.

Выключатели, плавкие предохранители и плавкие вставки обычно работают как проводники и добавляют незначительное сопротивление всей цепи. В результате они почти всегда подключаются последовательно с защищаемой цепью.

При возникновении перегрузок по току срабатывают автоматические выключатели, а предохранители и плавкие вставки перегорают.Эти устройства не решают проблему перегрузки по току; они просто останавливают поток электричества, чтобы защитить цепь.

Например, предположим, что выключатель в вашем доме рассчитан на 15 ампер. Прерыватель сработает, если вы подключите микроволновую печь, фен и оконный блок переменного тока, требующий суммарного потребления тока 20 ампер. Когда все они работают одновременно, токовая нагрузка цепи составляет 20 ампер, что приводит к перегрузке 5 ампер.

В этом случае автоматический выключатель будет продолжать отключаться до тех пор, пока вы не отключите одно из устройств от цепи или просто не убедитесь, что они не создают перегрузку, работая одновременно.

Что такое устройства защиты от перегрузки по току? । Типы устройств максимального тока

Производители разрабатывают устройства защиты от перегрузки по току (OCPD) для защиты цепи и оборудования от перегрузок по току. Перегрузки по току могут разрушить электронику, расплавить провода, вызвать пожар и привести к другим опасностям. OCPD останавливают чрезмерное потребление тока, полностью останавливая поток тока. Таким образом, они защищают оборудование от повреждений и действуют как защитный механизм, предотвращая электрические возгорания.

Плавкая вставка — это электрическое защитное устройство, обеспечивающее защиту цепи от перегрузки по току. Плавкая вставка — это, по сути, крошечный предохранитель с коротким отрезком провода; обычно на четыре размера меньше, чем провод, который он защищает.

Плавкие вставки наиболее распространены в автомобильной промышленности в сильноточных приложениях. В большинстве случаев плавкая вставка покрыта огнеупорной изоляцией, рассчитанной на высокие температуры. Это уменьшит опасность, если проволока станет достаточно горячей, чтобы расплавиться.

являются, по большому счету, наиболее распространенным типом защиты от перегрузки по току. Предохранитель содержит металлический провод или полоску, заключенную в изолятор (обычно стеклянный) с двумя проводниками на концах для замыкания цепи. Когда через предохранитель проходит слишком большой ток, его проволока или металлическая полоска плавятся и ток прекращается.

Предохранители являются жертвенными компонентами, то есть они разрушаются при перегрузке по току. Поэтому вам придется заменять их каждый раз, когда они выходят из строя.

существуют с момента появления электричества, и сегодня существуют тысячи различных конструкций для различных применений. Вот распространенные варианты: 

• Текущий рейтинг
• Номинальное напряжение
• Отключающая способность
• Время отклика
• Физический размер
• Тип разъема

Предохранители перегорают, когда ток, протекающий через них, превышает номинальный максимальный номинальный ток. Перегрузка, короткие замыкания, несогласованные нагрузки и отказы устройств являются распространенными причинами перегорания предохранителя.

Как и предохранители, автоматические выключатели автоматически останавливают ток, физически создавая разрыв в цепи. Но в отличие от предохранителей, которые плавятся, разрывая цепь, автоматические выключатели отключаются при перегрузке или коротком замыкании. Таким образом, автоматические выключатели можно использовать повторно.

Большинство автоматических выключателей необходимо сбрасывать вручную. Однако есть модели с функцией автоматического сброса. Автоматические выключатели бывают различных форм, номиналов и форм.Они бывают небольших размеров для отдельных бытовых приборов и бегемотов, защищающих высоковольтные цепи, обеспечивающие электричеством целые города.

Некоторые из их распространенных типов включают:

• Низковольтный
• Среднее напряжение
• Высоковольтный
• Магнитный
• Магнитно-гидравлический
• Термомагнитный
• Твердотельный
• Независимый расцепитель
• «Умный»

Существуют тысячи различных автоматических выключателей, и все они обеспечивают защиту от перегрузки по току.

Автоматические выключатели обнаруживают неисправность посредством нагрева или магнитного воздействия электрического тока или других средств. Например, в автоматических выключателях для больших токов и высоких напряжений используются контрольные устройства защитных реле для обнаружения условий неисправности, таких как перегрузка, короткое замыкание, замыкание на землю и т. д.

Когда автоматический выключатель обнаруживает неисправность, он размыкает цепь, предотвращая прохождение через нее тока. Большинство бытовых автоматических выключателей в блоке выключателя подпружинены и механически отключаются за счет накопленной энергии.Автоматические выключатели также могут использовать сжатый воздух или тепловое расширение, вызванное перегрузкой по току, для размыкания контактов.

Небольшие автоматические выключатели, такие как те, что стоят в вашем доме, необходимо сбрасывать вручную с помощью нажимного рычага или переключателя. Причина, по которой их трудно открыть, заключается в том, что вы повторно сжимаете механическую пружину. С другой стороны, большие автоматические выключатели, например, в промышленных условиях, используют соленоиды для отключения выключателей с двигателями для восстановления механической энергии в отключающих пружинах.

Защита от перегрузки по току необходима для каждой электрической цепи. Если цепь не имеет защиты от перегрузки по току, могут быть серьезные последствия. Например, перегрузка по току может вывести из строя электронные устройства без защиты и привести к возгоранию, поражению электрическим током и поражению электрическим током.

Таким образом, все электрические цепи и оборудование должны иметь устройства защиты от перегрузки по току для прерывания и размыкания цепей при возникновении перегрузок по току.В результате надлежащей защиты можно значительно снизить риск повреждения и поражения электрическим током.

Разница между защитой от перегрузки по току и защитой от перегрузки

Перегрузка по току — это разновидность перегрузки по току. Следовательно, защита от перегрузки также является типом защиты от перегрузки по току.

Защита от перегрузки по току — это защитный механизм, который предотвращает токи выше допустимого номинального тока цепи или оборудования. Защита от перегрузки по току обычно достигается с помощью магнитных автоматических выключателей или предохранителей и срабатывает мгновенно.Случаи перегрузки по току могут возникать из-за короткого замыкания или перегрузки.

Защита от перегрузки защищает от перегрузки по току, которая может вызвать перегрев защищаемого оборудования или цепи. Время, необходимое для срабатывания схемы защиты от перегрузки, отрицательно коррелирует с увеличением тока. Таким образом, чем выше нагрузка, тем меньше времени требуется для отключения. Например, более высокий ток перегрузки вызовет более быстрое срабатывание реле защиты от перегрузки, чем более низкий ток перегрузки.

Некоторые автоматические выключатели и реле имеют защиту как от перегрузки, так и от перегрузки по току. Это означает, что они имеют как магнитный автоматический выключатель, который срабатывает при перегрузке по току, так и тепловой элемент, вызывающий срабатывание автоматического выключателя при перегрузке по току.

Как работает защита от перегрузки по току?

Высокие токи короткого замыкания могут возникать при выходе из строя электрических систем, что в противном случае может привести к повреждению оборудования и возгоранию, если не будет защищено устройством защиты от перегрузки по току.Самым простым и распространенным типом защиты от сверхтоков являются плавкие предохранители.

Когда ток, протекающий через предохранитель, становится слишком большим, внутренний проводник сильно нагревается и плавится. Когда проводник плавится, он прерывает ток. Таким образом, предохранители являются одноразовыми устройствами, и вы должны заменить их после перегрузки по току.

Максимальный ток, который могут отключить предохранители, ограничен; это может вызвать дугу через расплавленное соединение, если ток слишком высок. По этой причине проектировщики и электрики используют их только в системах низкого и среднего напряжения.

— это отличный недорогой способ обеспечить защиту оборудования и цепей от перегрузки по току, но они не подходят для ситуаций с высоким напряжением.

В большинстве высоковольтных систем наряду с трансформаторами и реле используются автоматические выключатели для обеспечения защиты от перегрузки по току.

Вот основы их совместной работы:

• Автоматический выключатель и трансформатор тока устанавливаются в цепи последовательно
• Трансформатор тока снижает линейный ток до меньшего тока (вторичный ток) и подает его на реле
• Когда вторичный ток превышает ток срабатывания реле в течение определенного периода времени (времени задержки), реле срабатывает, и автоматический выключатель разрывает цепь тока.

Интенсивность тока срабатывания определяет конкретное время задержки. Отношение времени задержки к току срабатывания определяет, когда реле сработает. Они имеют обратную зависимость, которая определяется характеристикой отключения. Проще говоря, для срабатывания более низких токов требуется больше времени, а для срабатывания более высоких токов требуется меньше времени.

Примеры схемы защиты от перегрузки по току

Если вы пользуетесь электричеством, в вашей повседневной жизни есть множество примеров схем защиты от перегрузки по току.Они варьируются от электропроводки в вашем доме до электрических элементов управления в вашем автомобиле и даже на печатной плате вашего телефона.

Защита от перегрузки по току есть практически в каждом устройстве, использующем электричество. Вот несколько примеров: 

• Блок предохранителей под панелью приборной панели вашего автомобиля
• Выключатель в вашем доме
• Розетки GFCI в ванных комнатах и ​​на кухне
• Розетка для зарядки телефона
• Много мест на электростанции
• Силовые подстанции
• Многие участки вдоль ЛЭП

Заключение

Защита от перегрузки по току является функцией безопасности почти всех электронных устройств. Они защищают цепи и оборудование от всех типов перегрузок по току, включая короткие замыкания, замыкания на землю и перегрузки по току. Плавкие вставки, предохранители и автоматические выключатели являются наиболее распространенными типами устройств защиты от перегрузки по току (OCPD).

Простые схемы защиты от перегрузки | ElecCircuit.com

Схема защиты трансформатора от перегрузки

Это простая схема защиты трансформатора от перегрузки . Когда нагрузка использует слишком много токов до , трансформатор почти не поврежден.Внезапно реле отключит нагрузку. Трансформатор безопасен.

Как работает схема

Для начала, мощность постоянного напряжения от вторичной обмотки трансформатора будет заряжаться на C1 через D1.

Во-вторых, включите S1 в цепь. Ток может течь к нагрузке с контактом NC RY1 и обоими R1, VR1 параллельно.

Рис. 1 Защита от перегрузки для трансформатора

VR1 управляет током нагрузки и устанавливает ограничение тока SCR1.

Когда происходит перегрузка, SCR1 срабатывает или работает. Реле работает и контакты реле находятся в положении NO.

Так горит LED1. R2 уменьшает ток LED1.

Нагрузка отключена от трансформатора . Итак, теперь у нас есть ток, протекающий только через катушку реле, SCR1, R1 и LED1.

После срабатывания реле. Если мы хотим, чтобы схема защиты снова заработала, . Просто переключите S1 в выключенное положение и отключите его.

Затем повторно подключите цепь защиты, которая снова готова к работе. Не забывайте, VR1 для регулировки тока нагрузки равен только трансформаторам тока.

Вместо D1 можно использовать светодиод. Все части цепи питания используются для максимального напряжения 10 вольт (без нагрузки). Нет фильтров для сглаживания тока. Только с трансформатором 1А.

«Продолжайте читать: Защита от перенапряжения» »

Как построить этот проект
Вы можете легко собрать эту схему, так как она состоит из нескольких компонентов. Мы рекомендуем размещать их на универсальной печатной плате. Цепь управления SW1 включена-выключена.

Детали, которые вам понадобятся
Полупроводники
Q1—C106D 400 В, 4 А, SCR, количество: 1.
D1, D2—1N4004, 400 В, 1 А, количество: 2. 900 мм Резисторы (все 0,25 Вт, 5% металл/углеродная пленка)
R1 — 1 Ом, 5 Вт, количество: 1.
R2 — 330 Ом, количество: 1.
VR1 — 100 Ом, потенциометр, количество: 1.
Конденсатор
C1 — 33 мкФ, 16 В, электролитический, количество: 1.
RY1 — Реле с SPDT 10A мин. переключатель
Напряжение катушки 12В. Сопротивление катушки 150-600 Ом, Количество: 1.
Тумблер S1—DPDT
Перфорированная плата

FET Защита от перегрузки по току

Это схема защиты от перегрузки по току для обычного источника питания . Он использует полевой транзистор для управления нагрузкой. Если вы беспокоитесь, что блок питания будет поврежден. Когда нагрузка потребляет слишком большой ток или на выходе происходит короткое замыкание. Это может помочь вам.

Как это работает
Как показано на схеме ниже. Обычно нагрузка работает. Небольшой ток протекает через S1 и R1 к затвору Q1-MOSFET. Он включен. Через Q1, D1, R3 и нагрузку протекает гораздо больший ток.

Затем, если выход перегружен. Более высокое напряжение возникает на резисторе R3. Затем небольшой ток течет через R1 и VR1 к базе Q1. Это позволяет гораздо большему току течь между эмиттером и коллектором.

Итак, напряжение между затвором Q2 и землей равно нулю.Затем он выключается, нет тока для нагрузки, это безопасный режим.

Вы сбросите цепь, нажав нормально замкнутый кнопочный переключатель-S1.

D1 поглощает всплески тока, защищая полевой МОП-транзистор и направляя ток в цепи нагрузки.

С1-конденсатор сглаживает любые помехи к базе Q1.

Вы можете отрегулировать потенциометр триммера VR1, чтобы установить чувствительность цепи.

Примечание:
Q1 — можно использовать несколько номеров, BC548, 2SC1815 или 2N3904.Но у него другие ноги.

частей вам понадобится
Q1_BC548-45V 0,1a NPN транзистор aquantity: 1
Q2_BUZ11-MOSFET, Количество: 1
D1__1N5402-3A 100V диод, Количество: 1
C1__0.01UF 63V__CCERAMIC CAPAUTITOR, Количество: 1
VR1__100K__RImmer Potentiometer, Количество:1
1/4 Вт Допуск резисторов: 5%
R1_1K, Количество:1
R2_220K, Количество:1
R3_10 Ом, Количество:1
S1_Нормально замкнутый кнопочный переключатель, Количество:1

Схема защиты от перегрузки для регулятора IC 9010 Это схема защиты от перегрузки для регулятора напряжения IC.Часто используем регулятор 7812, блок питания 12В. Если его нагрузка короткозамкнута или используется слишком большой ток. Будет слишком жарко и может повредиться. Эта схема может нам помочь, сэкономить время, не менять лишний раз новую.

Как это работает

Схема защиты от перегрузки для регулятора напряжения IC

В схеме IC3-7812 как 12-вольтовый регулятор подает напряжение на нагрузку через контакт C-NC реле RY1. В норме точка A будет иметь состояние «1», потому что выход IC1/1 равен «0», поэтому ток не запускает затвор SCR1.Таким образом RY1 не работает. IC1/2 и LED1 используются для отображения работы реле.

Для времени короткого замыкания нагрузки. В точке A будет состояние «0», потому что на выходе «1», поэтому есть ток для срабатывания затвора SCR1. Таким образом, RY1 будет работать, потому что его контакт C-NC размыкается, отключая нагрузку.

Пока загорается светодиод 1, вы увидите, не слишком ли велик ток нагрузки? IC2-7815 используется для подачи тока для этой схемы защиты, которая работает независимо от выходного напряжения IC3.

После этого проверьте и полностью измените нагрузку, а также необходимо снова подключить нагрузку, нажмите переключатель сброса-S1. Какие нормально замкнутые кнопочные переключатели в этих экспериментах при коротком замыкании нагрузки в течение 1 секунды. Реле-RY1 отключит выход. Резистор-R1: 820 Ом

Если мы не используем эти части уровня, это может привести к тому, что ток затвора будет ниже, чем SCR1 сможет работать полностью. Уровень логического «0» на входе IC1/1 около 0-4 вольт и уровень логической «1» около 7-12 вольт.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .

Схемы защиты инвертора: (а) защита от перегрузки по току…

В данной статье представлен обзор современного состояния высококонверсионных высоковольтных (ВВН) DC-DC преобразователей для питания современных летательных аппаратов. распределительная система. Более высокие напряжения шины постоянного тока стали тенденцией в последнее время при разработке летательных аппаратов из-за потенциального уменьшения размера и веса остальной части энергосистемы и увеличения удельной мощности.Некоторые первичные источники энергии постоянного тока, такие как топливные элементы, батареи и суперконденсаторы, могут выравниваться при низком напряжении и требовать преобразователей постоянного тока HCHV для интеграции с высоковольтной шиной постоянного тока. С другой стороны, между шиной постоянного тока и различными низковольтными электронными нагрузками требуются понижающие преобразователи с высоким коэффициентом преобразования. Подробный обзор преобразователей постоянного тока HCHV для авиационной системы распределения электроэнергии ограничен в литературе. В данной статье представлены две основные архитектуры таких преобразователей. Архитектура-I использует отдельные двухпортовые преобразователи постоянного тока для подключения каждого источника к шине постоянного тока, а Архитектура-II использует один многопортовый преобразователь для подключения всех источников к шине постоянного тока.Архитектура-I классифицирует топологии двухпортовых преобразователей постоянного тока на однонаправленные и двунаправленные преобразователи, за которыми следуют дальнейшие классификации на основе схем изоляции и управления. Многопортовые преобразователи постоянного тока для Архитектуры II классифицируются на основе номеров портов, а затем методов подключения к источнику. В этом обзоре исследуется несколько топологий в каждой категории или классификации, выделяются избранные принципиальные схемы, их особенности и недостатки. В документе представлено несколько полезных сравнений между различными двунаправленными преобразователями для Архитектуры-I и многопортовыми преобразователями для Архитектуры-II, чтобы разработчик мог выбрать подходящий преобразователь.Что касается характеристик преобразователя, в этой статье основное внимание уделяется коэффициенту усиления постоянного напряжения, удельной мощности, эффективности и надежности, поскольку эти качества имеют первостепенное значение в авиационном применении.

Устройства защиты от перегрузок и перегрузок по току – базовые ОВКВ

Нажмите кнопку воспроизведения в следующем аудиоплеере, чтобы слушать, пока вы читаете этот раздел.

на 15 А Автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для автоматического размыкания одного или нескольких незаземленных проводников цепи в случае неисправности. Они используют тепловое действие и биметаллическую пластину для защиты от условий перегрузки, а также магнитную сенсорную катушку для защиты от перегрузок по току. Основное преимущество автоматических выключателей перед предохранителями заключается в том, что они могут быть переустановлены.

Плавкий предохранитель представляет собой простое устройство, которое защищает проводники и оборудование цепи от повреждения из-за более высоких, чем обычно, значений неисправности. Он разработан, чтобы быть самым слабым звеном в цепи. Это изолированная трубка, содержащая полоску из проводящего металла (плавкая вставка), которая имеет более низкую температуру плавления, чем медь или алюминий.Плавкая вставка имеет узкие резистивные сегменты, которые концентрируют ток и вызывают повышение температуры в этих точках.

При коротком замыкании плавкие элементы сгорают за доли секунды. Чем выше значения тока короткого замыкания, тем быстрее среагирует предохранитель. В ситуации перегрузки предохранителям может потребоваться много секунд или даже минут, прежде чем термические воздействия приведут к расплавлению плавкой вставки.

делятся на две категории: быстродействующие предохранители (тип P) и предохранители с задержкой срабатывания (тип D).Предохранители, используемые в цепях двигателя, должны выдерживать интенсивный пусковой ток при первом запуске двигателя, поэтому в этих цепях мы устанавливаем предохранители с задержкой срабатывания, также известные как «двухэлементные предохранители».

Все устройства максимального тока должны работать в пределах своих номинальных значений. Три самых важных номинала: напряжение , ток и отключающая способность .

Номинальное напряжение

Предохранители и автоматические выключатели должны быть рассчитаны как минимум на значение напряжения цепи, для защиты которой они предназначены.

Когда предохранитель или автоматический выключатель прерывает ток короткого замыкания, он должен безопасно гасить дугу и предотвращать ее повторное возникновение. Следовательно, номинальное напряжение предохранителя или автоматического выключателя должно быть равно напряжению системы или превышать его.

Например, предохранитель с номиналом 240 В (среднеквадратичное значение) можно использовать в цепи 120 В. Однако при использовании предохранителя в цепи 600 В номинальное напряжение превысит допустимое.

Непрерывный режим работы

Номинал непрерывного режима работы описывает максимальное номинальное значение среднеквадратичного тока, на которое рассчитано устройство максимального тока в непрерывном режиме без срабатывания.Вообще говоря, номинал предохранителя или выключателя ампер не должен превышать допустимую нагрузку по току цепи, но есть исключения, например, для некоторых цепей двигателя.

Если не указано иное, номинал плавких предохранителей и автоматических выключателей в длительном режиме составляет 80 % от их маркированного значения в амперах. Это означает, что стандартный автоматический выключатель на 15 ампер обычно предназначен для использования в цепи с максимальным током 12 ампер.

Отключающая способность

Когда происходит короткое замыкание или замыкание на землю, сопротивление цепи падает фактически до нуля Ом , вызывая протекание очень больших значений тока.Это чрезвычайно быстрое нарастание тока короткого замыкания может привести к повреждению проводов и оборудования из-за перегрева и должно быть устранено как можно быстрее.

Номинальная отключающая способность (IC) устройства максимального тока — это максимальный ток короткого замыкания, который устройство может отключить без ущерба для себя. Большинство автоматических выключателей и предохранителей имеют номинал IC 10 000 ампер.

Для систем, рассчитанных на большие токи короткого замыкания, предохранители с высокой разрывной нагрузкой (HRC) могут отключать токи до 200 000 ампер за счет использования дугогасящих наполнителей, таких как кварцевый песок, для прерывания тока короткого замыкания.

Атрибуты текста

Предохранители и защита цепи | Гроте Индастриз

4.

Температура окружающей среды — это причудливый способ сказать «внешний воздух», окружающий предохранитель. Обычно предохранители тестируются в «лабораторных условиях» агентствами по безопасности, такими как UL и CSA. Лабораторные условия почти всегда устанавливаются на уровне 20°C или 77°F. К сожалению, большинство условий реального мира не такие, как в лаборатории.

Предохранители являются термочувствительными устройствами, что означает, что они потребляют тепло (за счет сверхтока) для расплавления плавкого элемента внутри предохранителя.Чем больше тепла… тем быстрее расплавится плавкий элемент… чем меньше тепла… тем больше времени потребуется для плавления плавкого элемента.

Если предохранитель будет подвергаться воздействию температуры выше 20°C, то необходимо увеличить силу тока предохранителя, чтобы компенсировать более высокую температуру (во избежание «ложного срабатывания»). Аналогичным образом, если предохранитель будет использоваться при более низкой температуре, необходимо уменьшить силу тока предохранителя (иначе он может никогда не открыться).

Эмпирическое правило заключается в том, что на каждые 20°C повышения или понижения температуры предохранитель следует менять на 10–15 %.

Пример изменения номинала предохранителя при более высоких температурах окружающей среды:

Нормальный ток полной нагрузки: 1 А более высокий стандартный номинал)

Температура окружающей среды: 65°C

Изменение номинала: 2 А (130 % от нормального номинала предохранителя) условиях предохранитель должен иметь более низкий номинал, чем в нормальных условиях.Пример изменения номинала предохранителя при более низких температурах окружающей среды:

Нормальный ток полной нагрузки: 1 А

Нормальный номинал предохранителя: 1,5 А (135% тока полной нагрузки соответствует следующему более высокому стандарту) номинал)

Температура окружающей среды: -15°C

Изменение номинала: 1,2 А (70% от нормального номинала предохранителя взято для следующего более высокого стандартного номинала предохранителя)

46 CFR § 120.

§ 120.380 Защита от перегрузки по току.

(a) Защита от перегрузки по току должна быть предусмотрена для каждого незаземленного проводника с целью размыкания электрической цепи, если ток достигает значения, вызывающего чрезмерную или опасную температуру в проводнике или изоляции проводника.

(b) Заземленный провод цепи не должен отключаться выключателем или автоматическим выключателем, если одновременно не отключены незаземленные проводники.

(c) Проводник цепи управления, блокировки или индикатора, такой как проводник для прибора, контрольной лампы, индикатора заземления или трансформатора напряжения, должен быть защищен устройством перегрузки по току.

(d) Проводники должны быть защищены в соответствии с их допустимой нагрузкой по току. Если допустимая допустимая нагрузка по току не соответствует стандартному размеру устройства, может быть использовано следующее большее устройство максимальной токовой нагрузки при условии, что оно не превышает 150 % допустимой нагрузки по току проводника.

(e) Цепи системы управления рулевым механизмом должны быть защищены от короткого замыкания.

(f) Каждая фидерная цепь рулевого механизма должна быть защищена автоматическим выключателем, отвечающим требованиям § 58.25-55 в подразделе F этой главы.

(g) Каждая ответвленная цепь освещения должна быть защищена от перегрузки по току с помощью предохранителей или автоматических выключателей с номиналом не более 30 ампер.

(h) Устройства перегрузки по току, способные проводить пусковой ток двигателя, должны быть установлены для защиты двигателей, проводников двигателя и аппаратуры управления от:

(1) Перегрузка по току из-за короткого замыкания или замыкания на землю; и

(2) Перегрузка из-за перегрузки по току двигателя в соответствии с § 111.70-1 в подразделе J этой главы. Можно использовать встроенное в двигатель защитное устройство, реагирующее как на ток, так и на температуру двигателя.

(i) Аварийный выключатель должен быть предусмотрен в обычно незаземленном основном проводе питания от батареи. Выключатель должен быть доступен и расположен как можно ближе к батарее.

(j) На стороне питания и рядом со всеми предохранителями должны быть предусмотрены средства отключения для обесточивания предохранителей в целях осмотра и технического обслуживания.

(k) Если средство отключения находится вне поля зрения оборудования, питаемого цепью, должны быть предусмотрены средства для блокировки устройства отключения в разомкнутом положении.

(l) Предохранители должны быть только картриджного типа и внесены в список Underwriters Laboratories или другой независимой лаборатории, признанной комендантом.

(m) Каждый автоматический выключатель должен соответствовать UL 489 «Автоматические выключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей» или другому стандарту, указанному Комендантом, и быть типа с ручным сбросом, предназначенным для:

(1) Инверснозависимая выдержка времени;

(2) Мгновенная защита от короткого замыкания; и

(3) Режим переключения, если выключатель используется в качестве выключателя.

(n) Каждый автоматический выключатель должен указывать, находится ли он в разомкнутом или замкнутом положении.

Основы максимальной токовой защиты, о которых нельзя забывать (типы и принципы)

Назад к тому, как это работает…

Релейная защита в настоящее время полностью оцифрована и очень сложна; в этом нет никаких сомнений.Но действительно ли инженеры-электрики понимают, что они делают, устанавливая параметры и перемещаясь по бесконечным меню реле? Большинство инженеров, конечно, знают, но память естественным образом со временем стирается, и полезно освежить в памяти основы, которые вы выучили много лет назад.

Защиту от перегрузки по току часто путают с защитой от перегрузки, которая связана с тепловой способностью цепей. Защита от перегрузки по току в первую очередь предназначена для правильного устранения неисправностей.Очень часто инженеры используют настройки, которые идут на компромисс, чтобы обеспечить обе эти цели защиты.

Защита от перегрузки по току в сетях низкого и среднего напряжения может быть обеспечена за счет использования плавких предохранителей, расцепителей прямого действия на автоматических выключателях или реле защиты .

В этой технической статье рассматриваются основные принципы и правила защиты от перегрузки по току.

1. Типы максимальной токовой защиты
   1. Системы максимальной токовой защиты и защиты от замыканий на землю
   2. Градация уставки тока
   3. Градация уставки времени: система с независимой выдержкой времени
   4. Градация по времени и току: МТЗ с обратнозависимой выдержкой времени
      1. Предохранители
      2. замедленного действия a.в. катушки отключения
      3. Предохранитель шунтированный катушки отключения
      4. Реле обратнозависимой выдержки времени
2. Выбор настроек защиты от перегрузки по току
   1. Данные, необходимые для анализа системы

1.

Развитие энергосистемы до такой, как показано на рисунке 1, в которой источник питания А питается от ряда подстанций B, C, D и E, от каждой из сборных шин которых снимается нагрузка, требуется более избирательное лечение.

Обычно недостаточно останавливать всю систему при каждом сбое на линии. В системе требуется дискриминационная защита , предназначенная для отключения минимального количества цепей и нагрузки, которые изолируют неисправность.

Автоматические выключатели устанавливаются на вводном конце каждой секции линии и применяется ступенчатая схема защиты.

Рисунок 1 – Радиальная система распределения

Вернуться к оглавлению ↑

1.

Защита от перегрузки по току включает в себя подходящее устройство в каждой фазе поскольку целью является обнаружение неисправностей, которые могут повлиять только на одну или две фазы.Там, где используются реле, питание на них обычно подается через трансформаторы тока, которые включены в приведенное выше заявление.

Типовые схемы показаны на рис. 2 ниже.

Величина тока межфазного замыкания обычно зависит от известного импеданса электростанции и линий электропередачи; такие токи обычно велики.

Рисунок 2 – Типы максимальной токовой защиты

Ток замыкания на землю может быть ограничен также такими признаками, как:

1. способ заземления нейтрали системы
2. характеристики некоторых видов растений, т.г. неисправности обмоток трансформатора, соединенных треугольником
3. сопротивление в цепи заземления.

Вследствие этого ток замыкания на землю может быть низким или умеренным, а также часто довольно неопределенным по величине, особенно из-за пункта (c) выше.

Часто требуется, чтобы защита обладала высокой чувствительностью к замыканиям на землю, т. е. часто требуется, чтобы уставки защиты от замыканий на землю были ниже номинальных значений системы. Реакция на замыкание на землю при более низком значении тока, чем номинальное значение или нагрузка системы, достигается за счет остаточного соединения , показанного на рисунке 3.

У трех трансформаторов тока, по одному на каждую фазу, вторичные обмотки соединены параллельно, а группа подключена к защитному устройству, либо катушке отключения автоматического выключателя, либо реле.

Рисунок 3 – Остаточная цепь и реле защиты от замыканий на землю

При нормальном токе нагрузки выход такой группы равен нулю, а также в случае системы фаза-к -фазное короткое замыкание. Только когда ток течет на землю, остается остаточная составляющая, которая затем активирует защитное устройство.Поскольку защита не питается от трехфазного тока нагрузки, уставка может быть низкой, что обеспечивает желаемую чувствительную реакцию на ток замыкания на землю.

Защита от замыкания на фазу и замыкания на землю может быть объединена, как показано на рисунке 4. Схема защиты, включающая оборудование на нескольких подстанциях, может быть классифицирована различными способами, значение которых рассматривается ниже.

Рисунок 4 – Комбинированная защита фазы и замыкания на землю

Вернуться к оглавлению ↑

1.2 Градация уставок по току

Если защита системы, показанной на рис. 1, обеспечивается простыми устройствами мгновенного отключения, настроенными таким образом, чтобы те, которые находятся дальше всего от источника питания, работали с наименьшими значениями тока, а постепенно увеличивающиеся уставки применялись к каждой ступени назад к источника, то если бы ток увеличился в диапазоне настроек, устройство с наименьшей настройкой из затронутых сработало бы первым и отключило бы перегрузку в ближайшей точке.

Однако подобные неисправности возникают редко: короткое замыкание в системе немедленно создает большой ток, во много раз превышающий допустимые настройки отключения, и приводит к одновременному срабатыванию всех отключающих устройств.

Положение будет лучше, если секции фидеров будут иметь достаточное полное сопротивление, чтобы предполагаемый ток короткого замыкания существенно варьировался по длине радиальной системы , как показано на рисунке 5 ниже.

Можно попытаться настроить срабатывание автоматического выключателя на срабатывание только при ожидаемом токе короткого замыкания в конце соответствующей секции фидера, но это не будет успешным, поскольку: между замыканиями на F ₁ и F ₂ , поскольку эти две точки в пределе могут быть разделены не более чем путем через автоматический выключатель.Тогда ток короткого замыкания в альтернативных местах повреждения будет отличаться лишь на незначительную величину (например, 0,1 % или менее), что потребует нереальной точности настройки.

Причина №2. На диаграмме ток короткого замыкания на F ₁ указан как 8800 A , когда номинальное значение короткого замыкания исходной шины составляет 250 МВА . На практике мощность неисправности источника может варьироваться в диапазоне почти 2:1, например, при отключении одного из двух питающих трансформаторов; в некоторых случаях возможен больший диапазон.

Минимальная мощность источника 130 МВА может быть принята для иллюстрации в этом примере, для которого соответствующий ток короткого замыкания на F ₁ будет только 5400 А , а для короткого замыкания вблизи Станции А ток будет быть 6850 А . Таким образом, отключение, установленное на 8800 A , не защитит ни один из соответствующих кабелей в условиях пониженного питания.

Таким образом, ясно, что различение по текущей настройке в общем случае невозможно .

Рисунок 5 – Радиальная система с изменением тока короткого замыкания из-за полного сопротивления фидера

Во многих случаях можно выбрать уставку тока, которая будет запрещать срабатывание при всех КЗ на вторичной стороне, обеспечивая при этом срабатывание при всех КЗ на первичной стороне при всех ожидаемых состояниях питания. Трансформатор не обязательно должным образом защищен такой высокой защитой.

В особых случаях реле мгновенного действия с высокими уставками используются в качестве дополнения к другим системам защиты.

Вернуться к оглавлению ↑

1.

Проблема, обсуждавшаяся в предыдущем разделе, решается путем организации работы оборудования, отключающего наиболее удаленный от источника питания автоматический выключатель, за кратчайшее время срабатывания каждого последующего автоматического выключателя. назад к станции снабжения, которая отключается постепенно; временной интервал между любыми двумя соседними автоматическими выключателями известен как «предел градации ».

В этой схеме реле максимального тока мгновенного действия используются в качестве пускателей или детекторов неисправностей.В принципе, они могут иметь одинаковые настройки, но лучше, когда настройки постепенного тока увеличиваются по направлению к станции снабжения.

Все настройки имеют допуски. Если бы всем реле были даны одинаковые номинальные настройки, некоторые фактически работали бы при более низком значении тока, чем другие . Если бы ток был поднят до допустимого диапазона, первым сработало бы реле с наименьшим рабочим током. Это реле может быть расположено на стороне подачи фидера и отключит всю систему.

Эти реле обнаружения неисправностей инициируют работу постоянного тока. реле определенного времени, которые настроены на обеспечение требуемой временной градации. Поэтому эта система известна как « максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени ».

Рисунок 1 – Радиальная система распределения

Что касается радиальной системы на Рисунке 1, то шина E питает отдельные цепи через предохранители. Реле на D может иметь мгновенную работу с настройкой высокого тока, что не позволит работать с отказом на E .В качестве альтернативы, если это невозможно из-за диапазона возможного тока, можно использовать более низкую уставку тока, но выше максимального тока нагрузки, с уставкой времени, выбранной для различения перегорания предохранителя.

Обычно достаточно выдержки времени 0,2 с , хотя желательно проверить пригодность этого значения для тока короткого замыкания, эквивалентного настройке элемента максимального тока.

Реле C может быть настроено на срабатывание на 0-5 с дольше, чем реле D , т.е.е. за 0,7 с, а реле B и A будут постепенно медленнее на ту же величину, что дает время срабатывания реле A 1,7 с.

Поскольку время не связано с током короткого замыкания, а основано только на положении, трудности, которая обсуждалась для градации тока, здесь не существует . Неисправность в любой точке будет устранена путем отключения ближайшего автоматического выключателя на стороне питания, что произойдет до того, как успеет сработать любой из других, через которые проходит ток неисправности.При этом изолируется минимальный объем энергосистемы, хотя при аварии на любом, кроме последнего, участке неизбежно некоторое отключение неповрежденных участков и потеря нагрузки.

Единственным недостатком этого метода селективности является то, что замыкания вблизи источника питания, вызывающие наибольший ток замыкания, устраняются за самое длительное время.

На подстанциях Б, С и Д подключение нагрузки осуществляется через трансформаторы. Уставка времени на этих цепях выбирается так же, как и на D на подаче к E , и никогда не должна быть больше, чем на отходящем фидере от тех же сборных шин.

Вернуться к оглавлению ↑

1.4 Градация по времени и току: МТЗ с обратнозависимой выдержкой времени

Упомянутый выше недостаток системы с независимой выдержкой времени уменьшен за счет использования защитных устройств с обратнозависимой времятоковой характеристикой характеристика в градационной системе . На рис. 6 показаны две времятоковые кривые, на которых время срабатывания обратно пропорционально превышению тока над уставкой.

На этой диаграмме использовано точное обратное отношение, чтобы можно было видеть, что эффекты, полученные при градации, являются общими и не связаны с каким-либо конкретным устройством, за исключением того, что устройство имеет обратную характеристику.

Рисунок 6 – Принцип обратнозависимой градации по времени

Две кривые соответствуют устройствам защиты, имеющим одинаковую уставку тока, , в то время как кривая А показывает вдвое большее время срабатывания, чем кривая В для любого текущее значение e. Текущая шкала кратна заданному току.

Два участка радиальной системы А-В- и т. д., защищенные в точках А и В соответствующими устройствами, показаны с неисправностью в альтернативных положениях сразу после станций А и В.Неисправность F ₁ следующая станция B выдает 5-кратный ток уставки в обоих устройствах, которые стремятся сработать за 0,5 и 1,0 с соответственно. Таким образом, существует «запас градации» 0,5 с , при котором можно ожидать, что неисправность будет устранена в точке B, а защитное устройство A сработает, не завершив свою полную работу.

В качестве альтернативы, если возникла неисправность F2, ток короткого замыкания через A теперь равен 8,5 умножить на настройку, и устройство A сработает за 0,59 с, что немного медленнее, чем устройство B с крупным замыканием F ₁ .

Если бы текущий шаг был больше, наилучшая операция A могла бы быть даже быстрее, чем у B, хотя на практике такой выигрыш в скорости является необычным. Это усиление может быть достигнуто на каждом этапе градации для многосекционного фидера, так что время отключения при коротком замыкании вблизи источника питания может быть намного короче, чем это было бы возможно в системе с независимым временем.

Системы максимальной токовой защиты с обратнозависимой выдержкой времени включают:

1. Предохранители
2. Замедленного действия a.в. катушки отключения
3. Предохранитель шунтированный катушки отключения
4. Реле обратнозависимой выдержки времени.

Вернуться к оглавлению ↑

1.4.1 Плавкие предохранители

Предохранитель, первое защитное устройство, представляет собой защиту с обратнозависимой выдержкой времени. Несмотря на то, что предохранители классифицируются по последовательному использованию различных номинальных токов, достигается селективная работа с большими токами короткого замыкания, поскольку в этом случае предохранители срабатывают в разное время.

Это остается эффективным, даже когда время отключения очень короткое, поскольку предохранитель представляет собой как измерительную систему, так и автоматический выключатель, тогда как в релейной системе должен быть обеспечен фиксированный запас времени, чтобы обеспечить время отключения автоматического выключателя. .

Рекомендуемая литература – ​​Что нужно и что нельзя делать при эксплуатации автоматических выключателей, реле, разъединителей и предохранителей

Что нужно и что нельзя делать при эксплуатации автоматических выключателей, реле, разъединителей и предохранителей

Вернуться к оглавлению ↑

1.4.2 Катушки отключения с задержкой

Классификация может быть достигнута путем установки устройств задержки непосредственно на механизм отключения выключателя . Для этой цели использовались приборные панели, но, к сожалению, эти устройства недостаточно точны или непротиворечивы, чтобы позволить более чем относительно грубую оценку.

Вернуться к оглавлению ↑

1.4.3 Катушки отключения с плавким предохранителем

Эта форма защиты состоит из катушки переменного тока. катушка отключения на выключателе, зашунтированная предохранителем. Схемы защиты от перегрузки по току и комбинированной защиты от перегрузки по току и замыкания на землю показаны на рис. 7. трансформатор, проходит через предохранитель.Если при возникновении неисправности ток достаточно высок, предохранитель перегорает, и ток передается на катушку отключения.

Рисунок 7 – Расположение катушек отключения с предохранителем

Таким образом, время, необходимое с момента возникновения неисправности до срабатывания автоматического выключателя, в основном зависит от времени/ токовые характеристики предохранителя.

Некоторую ошибку вносит ток, который шунтируется от предохранителя через катушку отключения, но ее можно уменьшить.Катушка и связанная с ней цепь должны иметь импеданс, во много раз превышающий сопротивление наименьшего предохранителя, который предполагается использовать. Однако импеданс катушки должен быть достаточно низким, чтобы не перегружать трансформатор тока при перегорании предохранителя.

В настоящее время стандартной практикой является использование катушек отключения на 2 А с трансформаторами тока на 5 А во вторичной обмотке и использование предохранителей на 2,5, 5,0, 7,5 или 10 А по мере необходимости . Номинал предохранителя с ограничением по времени обычно указывается с точки зрения минимального тока, необходимого для срабатывания предохранителя, тогда как при обычном применении предохранителя его номинал представляет собой максимальный ток, который может непрерывно выдерживаться без ухудшения. .

В конструкции схемы предохранители следует подключать непосредственно, а не через изолирующие вилки, к трансформаторам тока, во избежание включения добавочного сопротивления в цепь предохранителей.

Рисунок 8 – Время/токовые характеристики плавких предохранителей с выдержкой срабатывания

На рисунке 8 показаны типичные время/токовые характеристики для предохранителей с выдержкой срабатывания. Следует отметить, что разница во времени срабатывания между любыми двумя номиналами предохранителей уменьшается по мере увеличения тока.Эти различия составляют время различения. В отличие от защиты с помощью главного предохранителя этот запас не должен быть уменьшен до очень низкого значения, поскольку он должен покрывать время срабатывания автоматического выключателя. Таким образом, для предела 0,5 с ток короткого замыкания не должен превышать определенного предела.

Например, для тока 37 А 0,5 с между временем перегорания 5 А и 7,5 А предохранителя . Если эти предохранители использовались вместе с трансформаторами тока 300/5 А для защиты двух секций радиального фидера, максимальный ток короткого замыкания в начале второй секции, то есть на передающем конце второго фидера , не должен превышать:

37 x 300 / 5 = 2220A

Если максимальный ток короткого замыкания в этом месте может быть выше, необходимо использовать больший номинал для предохранителя первой секции. Затем необходимо решить, допустимо ли это с точки зрения минимального тока короткого замыкания или желаемой защиты от перегрузки.

Рисунок 9 – Применение предохранителей с выдержкой срабатывания

В качестве примера применения этой формы защиты на рисунке 9 показан радиальный фидер, использующий плавкие предохранители с выдержкой срабатывания. в графическом виде характеристики предохранителей и полученная дискриминация. Текущая шкала первичного тока учитывает коэффициенты трансформатора тока, в данном случае равномерно равные 300/5 A .

На практике ограничения, налагаемые максимально допустимыми токами короткого замыкания, препятствуют более широкому использованию этой формы защиты. Кроме того, предохранители оказались не вполне удовлетворительными; их характеристики могут быть изменены током сквозного замыкания, а также старением.

В связи с этим все плавкие предохранители, вызвавшие ток короткого замыкания, даже если они кажутся исправными, должны быть заменены новыми плавкими вставками .

Вернуться к оглавлению ↑

1.4.4 Реле максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени

Реле, разработанные для обеспечения обратнозависимой характеристики, более надежны и обеспечивают больше возможностей для точной градации, чем описанные выше методы. Реле регулируются в широком диапазоне по настройке тока и времени срабатывания .

Типичные характеристики ток-время показаны на рисунке 10. Кривая А является наиболее часто используемой характеристикой и стандартизирована BS 142: Части 1-4 .

Рисунок 10 – Типичные временные кривые для реле IDMTL

Следует отметить, что кривая, хотя номинально инверсная, отклоняется от точного отношения на каждом конце из-за эффектов механического ограничения и насыщение электромагнита.Более крутые кривые характеристик B и C известны как «очень обратные» и «чрезвычайно обратные» характеристики соответственно и имеют специальное применение.

Следует отметить, что характеристические кривые построены с абсциссой «множителя настройки пробки». Реле может иметь множество различных настроек, для которых существует столько же кривых время-ток. Это громоздкое положение дел упрощается, если учесть, что реле данного типа всегда имеет одинаковую ампер-витковую нагрузку своей обмотки при настройке и для каждого момента времени срабатывания обмотка оказывается обратно пропорциональной настройке.

Из этого следует, что кривая, построенная в терминах кратных уставки тока, применима ко всем реле этого типа и при всех настройках штекера. С учетом трансформатора тока, с которым используется реле, можно написать:

множитель уставки штекера (п.с.м.) = ток первичной обмотки / ток первичной уставки

По оси ординат указана шкала времени работы для максимального перемещения диска. Ограничение движения путем установки обратного упора вперед пропорционально сокращает время работы, коэффициент такого сокращения применяется на всех текущих уровнях и, следовательно, известен как установка множителя времени (t. м.с.) . Когда кривая строится в логарифмическом масштабе, основная кривая смещается вниз, сохраняя исходную форму кривой. Из-за некоторых небольших ошибок в постоянстве временного множителя в текущем диапазоне производитель реле иногда дает семейство кривых с t.ms от 0,1 до 1,0.

Принцип оценивания в целом аналогичен принципу системы с определенным временем. При любой неисправности реле в последовательной системе классифицируются таким образом, что ближайшее к неисправности реле отключает соответствующий выключатель до того, как другие успеют сработать.

Обычно достаточно запаса градации 0,4 или 0,5 с .

Вернуться к оглавлению ↑

2.  Выбор уставок перегрузки по току

Из вышеприведенного обобщенного обсуждения становится ясно, что знание тока повреждения, которое может протекать, необходимо для правильного применения реле. Поскольку крупномасштабные испытания энергосистем обычно практически невозможны, необходимо рассчитать токи короткого замыкания.

Сначала необходимо собрать системные данные, а затем рассчитать максимальные и минимальные токи короткого замыкания для каждой ступени классификации .Расчеты временной градации выполняются с использованием максимального значения тока короткого замыкания; предел градации будет увеличиваться при более низких токах, так что дискриминация, если она правильная при самом высоком токе, обеспечивается для всех более низких значений.

Минимальные токи короткого замыкания (т. е. ток короткого замыкания при минимальном количестве питающих установок или цепей) определяются для проверки того, что настройки тока являются удовлетворительными для обеспечения правильной работы.

Вернуться к оглавлению ↑

2.1 Данные, необходимые для системного анализа

Могут потребоваться некоторые или все следующие данные:

1. Однолинейная схема энергосистемы, показывающая тип всех защитных устройств и соотношение всех защитных трансформаторов тока.
2. Полное сопротивление в омах, в процентах или на единицу, всех силовых трансформаторов, вращающихся машин и фидерных цепей.
3. Обычно достаточно использовать переходное реактивное сопротивление машины и значение симметричного тока; субпереходные эффекты и смещение обычно имеют слишком короткую продолжительность, чтобы повлиять на защиту с временной градацией.
4. Требования к пусковому току больших двигателей, а также время пуска и остановки асинхронных двигателей могут иметь важное значение.
5. Ожидается, что максимальный пиковый ток нагрузки будет протекать через защитные устройства. «Пиковая нагрузка» в этом контексте включает все кратковременные перегрузки, вызванные запуском двигателя или другими причинами; это не относится к пику текущей формы волны.
6. Кривые снижения, показывающие скорость затухания тока повреждения, подаваемого генераторами.
7. Кривые возбуждения трансформаторов тока и сведения о сопротивлении вторичной обмотки, свинцовой нагрузке и других подключенных нагрузках.

Не все вышеуказанные данные необходимы в каждом случае; по усмотрению некоторые элементы могут быть сочтены несущественными.

Рассчитываются максимальные и минимальные значения токов короткого замыкания, которые, как ожидается, будут протекать через каждое защитное устройство. Расчеты трехфазного короткого замыкания подходят для изучения фазовых замыканий и относительно просты.

Ток замыкания на землю и его распределение по системе также должны быть исследованы. Это будет необходимо, если система заземлена через ограничительный импеданс, в случаях многократного сплошного заземления, а также если отношение тока замыкания фазы к уставке максимального тока невелико.

Расчеты защиты от замыканий на землю потребуются всякий раз, когда используются реле защиты от замыканий на землю, но должны быть выполнены и в вышеуказанных случаях , даже если включены только элементы максимального тока, поскольку в любом случае защита от замыканий на землю должна быть покрыта защитой.