+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

19.Схемы токовых защит. Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе. Совмещенное исполнение. Разнесенное исполнение.

 

Схемы токовых защит

 

Выбор схемы определяется назначе­нием защиты и предъявляемыми к ней требованиями. Измеритель­ная часть у всех ступеней одинакова, поэтому если защита содер­жит несколько ступеней, то их измерительные органы соединяются между собой последовательно. При наличии отдельного органа вы­держки времени логическая часть второй ступени и логическая часть третьей ступени защиты тоже одинаковы. В этом случае одна и та же схема защиты может быть использована как для выполне­ния токовой отсечки с выдержкой времени, так и для выполнения максимальной токовой защиты. Нет различия и между схемами максимальной токовой защиты и токовой отсечки без выдержки времени, выполненных на основе вторичных реле прямого действия типа РТВ и РТМ.

В системах электроснабжения часто используют комбинированное реле РТ-80 или аналогичные полупроводниковые реле. Они позволяют выполнить токовую защиту двухступенчатой, содержащей первую и третью ступени.

Для изображения схем РЗиА применяются  структурные и принципиальные схемы.

Принципиальные схемы – это наиболее полные схемы, которые показывают взаимосвязь и принцип работы всех элементов схемы.

Принципиальные схемы делают в двух видах:

1.     В совмещенном.

2.     В разнесенном. 

В совмещеннй схеме контакты реле на схеме совмещены с катушками реле. По мере усложнения схем РЗ совмещенные схемы усложняются и теряют наглядность.

Поэтому применяется разнесенный способ изображения схем.

При применении этого способа отдельно изображаю измерительные цепи РЗ и цепи управления, цепи создания выдержки времени и т.д.   

В структурных схемах устройства защиты и автоматики разби­ваются на отдельные блоки. Их изображают в виде прямоуголь­ников. Схема не показывает принцип работы отдельных элементов, а лишь структуру устройства и взаимосвязь между отдельными частями.

Функциональные схемы являются развитием структурных схем. Они более детализированы.  Показывают взаимосвязь и работу отдельных частей устройства.

Для токовых защит используются следующие схемы соединения трансформаторов тока:

1.     Полной звезды.

2.     Неполной звезды.

3.     на разность токов двух фаз.

Выбор типа реле и схемы их соединения определяется:

1.     Назначением защиты.

2.     Предъявляемыми к ней требованиями.

 

Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе.

 

Принципиальная схема, выполненная в совмещенном исполнении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Защита выполнена по схеме неполной звезды. Два трансформатора то­ка ТА1 и ТА2 установлены в фазах А и С за выключателем Q. Вторичные обмотки трансформаторов должны быть заземлены. К ним подключаются обмотки реле тока КА1, КА2 типа РТ-40. По их обмоткам протекает переменный ток, а в логической цепи – постоянный., Выдержка времени создается реле времени КТ типа ЭВ-134. В схему защиты включены промежуточное реле КL типа РП-23 и указательное реле КН типа РУ-1. При КЗ срабатывают реле тока КА1,КА2 и своими контактами КА1, КА2  замы­кают цепь обмотки реле времени КТ. Реле времени начинает работать и с заданной выдержкой реле замыкает контакт КТ.  Цепь обмотки промежуточного реле замыкается, оно срабатывает и замыкает контакт КL. Подается импульс на указательное реле KH и привод выключателя. Выключатель отклю­чается.

При этом указательное реле КН фиксирует действие защи­ты на отключение. Контакт промежуточного реле КL не рассчитан на отклю­чение тока электромагнита отключения УАТ. Поэтому в его цепь последовательно с контактом реле КL включен вспомогательный контакт выключателя Q, который размыкает цепь УАТ при отключении выключателя.

Схему можно использовать для вы­полнения максимальной токовой защиты и для выполнения токовой отсечки с выдержкой времени.

 

Принципиальная схема в разнесенном исполнении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функциональная схема  защиты.

 

Содержание

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.

Максимальная токовая защита генератора

Максимальная токовая защита (МТЗ) и токовая отсечка применяются, как основные защиты в генераторах небольшой мощности, для быстрого, селективного отключения внутренних коротких замыканий. Возможно использование и направленной токовой защиты. В основном эти защиты используются как резервные защиты генератора при внутренних замыканиях, или при внешних КЗ, когда запаздывание в отключении основных защит генератора приводит к недопустимой перегрузке по току.

Максимальная токовая защита от симметричных замыканий выполняется с использованием одного токового реле, включенного в цепи тока одной из фаз, с блокировкой минимальною напряжения. МТЗ генератора может иметь оперативное ускорение, которое вводится при выводе основных защит генератора в ремонт или при испытаниях.

Максимальная токовая защита с фиксацией пуска при снижении напряжения применяется в генераторах, имеющих систему возбуждения, запитанную от сети.

При внешнем КЗ, при снижении напряжения на выводах генератора, ток в защите уменьшается, что может привести к возврату исходному состоянию МТЗ, действующей с выдержкой времени. Поэтому в таких схемах в комплект МТЗ входит блок, фиксирующий пуск защиты по току КЗ и удерживающий пусковой сигнал до срабатывания защиты и при последующем снижении напряжения. Необходимы контроль исправности цепей напряжения и схема возврата защиты в исходное состояние с выдержкой времени большей времени срабатывания МТЗ. Структурная схема данной защиты приводится на рис. 1.


Рис. 1 Структура МТЗ с фиксацией пуска при снижении напряжения

блок I > – пусковые токовые органы каждой фазы,
блок U < – элемент контроля снижения напряжения,
блок ФНН – элемент фиксации неисправности цепей напряжения,
блок 1,7 – логические элементы «или»,
блок 2 – элемент выдержки времени МТЗ,
блок 3,6 – логические элементы «и»,
блок 4 – триггер, запоминающий входной сигнал,
блок 5 – элемент выдержки времени возврата схемы в исходное состояние.

Максимальная токовая защита с характеристикой, зависящей от текущего напряжения это наиболее общий случай учёта снижения напряжения на выводах генератора па характеристики МТЗ с независимой и зависимой выдержкой времени. Блок коррекции уставок по напряжению вводится переключателем (накладкой), что изменяет выдержки времени защиты с независимой характеристики, на зависимую от величины тока характеристику. При неисправности в цепях напряжения функции коррекции уставок блокируются специальным узлом, оставляя в действии защиту с фиксированной выдержкой времени.

Релейная защита. Чернобровов — Книги





Настольная книга релейщика. Полная версия книги известного автора Чернобровова Н.В.
В книге рассмотрена релейная защита электрических сетей, оборудования электростанций и сборных шин распределительных устройств.

Книга предназначена в качестве учебного пособия для учащихся энергетических техникумов и может быть использована студентами электротехнических и энергетических вузов, а также инженерами и техниками, занимающимися эксплуатацией, монтажом и проектированием релейной защиты электростанций и сетей. …

СОДЕРЖАНИЕ

Глава первая. Общие понятия о релейной защите   
Назначение релейной защиты    
Повреждения в электроустановках          
Ненормальные режимы     
Основные требования, предъявляемые к релейной защите
Элементы защиты, реле и их разновидности   
Способы изображения реле и схем защиты на чертежах        
Способы включения реле           
Способы воздействия защиты на выключатель
Источники оперативного тока   

Глава вторая. Реле           
Общие принципы выполнения реле      
Электромеханические реле          
Электромагнитные реле    
Электромагнитные реле тока и напряжения      
Электромагнитные промежуточные реле          
Указательные реле
Реле времени         
Поляризованные реле       
Индукционные реле
Индукционные реле тока и напряжения
Токовое индукционное реле серии РТ-80 и РТ-90        
Индукционные реле направления мощности    
Магнитоэлектрические реле       
Реле с использованием полупроводников        
Реле на выпрямленном токе, реагирующие на одну электрическую величину        
Реле на сравнении абсолютных значений двух напряжений U1 и U2
Реле на непосредственном сравнении фаз двух электрических величин U1 и U2  

Глава третья. Трансформаторы тока и схемы их соединений      
Погрешности трансформатора тока          
Параметры, влияющие  на  уменьшение   намагничивающего  тока    
Требования к точности трансформаторов тока и их выбор
Обозначение выводов        
Изображение векторов вторичных токов
Типовые схемы соединений трансформаторов тока      
Нагрузка трансформаторов тока    
Фильтры симметричных составляющих токов   

Глава четвертая. Максимальная токовая защита   
Принцип действия токовых защит         
Защита линий с помощью максимальной токовой защиты 
Схемы защиты      
Поведение максимальной защиты при двойных замыканиях на землю      
Ток срабатывания защиты  
Выдержка времени защиты
Максимальная токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения          
Максимальные защиты на переменном оперативном токе
Максимальная защита с реле прямого действия 
Общая оценка и область применения максимальной токовой защиты

Глава пятая. Токовые отсечки          
Принцип действия токовых отсечек       
Схемы отсечек         
Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием 
Неселективные отсечки     
Отсечки на линиях с двусторонним питанием  
Отсечки с выдержкой времени    
Токовая трехступенчатая защита  
Оценка токовых отсечек    

Глава шестая. Трансформаторы напряжения и схемы их соединений
Основные сведения          
Погрешности трансформатора напряжения      
Схемы соединений трансформаторов напряжения      
Повреждения в цепях трансформаторов напряжения и контроль за их исправностью   
Емкостные делители напряжения          
Фильтр напряжения обратной последовательности    

Глава седьмая. Токовая направленная защита         
Необходимость направленной защиты в сетях с двусторонним питанием    
Схема и принцип действия токовой направленной защиты
Схемы включения реле направления мощности          
Поведение реле мощности, включенных на ток неповрежденной фазы         
Блокировка максимальной направленной защиты при замыканиях на землю          
Выбор уставок защиты     
Мертвая зона         
Токовые направленные отсечки 
Краткая оценка токовых направленных зашит 

Глава восьмая. Защита от замыканий на землю в сети с большим током замыкания на землю     
Общие сведения   
Максимальная токовая защита нулевой последовательности
Токовые направленные защиты нулевой последовательности
Отсечки нулевой последовательности  
Ступенчатая защита нулевой последовательности      
Питание поляризующей обмотки реле мощности нулевой последовательности от трансформаторов тока           
Оценка и область применения защиты    

Глава, девятая. Защита от замыканий на землю в сети с малым током замыкания на землю         
Токи и напряжения при однофазном замыкании на землю
Основные требования к защите 
Принципы выполнения защиты от замыканий на землю
Защиты, реагирующие на искусственно созданные токи нулевой последовательности 
Защиты, реагирующие на остаточные токи компенсированной сети 
Защиты, реагирующие на токи неустановившегося режима

Глава десятая. Дифференциальная защита линий  
Назначение и виды дифференциальных защит   
Принцип действия продольной . дифференциальной   защиты
Токи небаланса в дифференциальной защите    
Общие  принципы  выполнения  дифференциальной  защиты линий           
Устройство контроля исправности соединительных проводов
Продольная дифференциальная защита линий типа ДЗЛ
Опенка продольной дифференциальной защиты           
Принцип действия и виды поперечных  дифференциальных защит параллельных линий
Токовая поперечная дифференциальная защита 
Направленная поперечная дифференциальная защита ….
Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности          
Направленная поперечная дифференциальная защита с раздельными комплектами от междуфазных и однофазных к. з.
Способы  повышения чувствительности  пусковых органов
поперечной дифференциальной защиты 
. Оценка направленных поперечных дифференциальных защит
Токовая балансная защита 

Глава одиннадцатая. Дистанционная защита
Назначение и принцип действия          
Характеристики выдержки времени дистанционных защит
Элементы дистанционной защиты и их взаимодействие ….
Характеристики срабатывания дистанционных  реле и их изображение на комплексной плоскости    
Принципы выполнения реле сопротивления и основные требования к их конструкциям
Реле сопротивления на выпрямленном токе, выполняемые с помощью полупроводниковых приборов           
Электромеханические реле сопротивления        
Точность работы реле .сопротивления и ток точной работы
Дистанционные органы защиты   
Упрощенные схемы с уменьшенным числом дистанционных органов          
Причины, искажающие работу дистанционных органов . . .
Пусковые органы дистанционной защиты          
Схемы дистанционных защит       
Схемы защит на полупроводниках           
Выбор уставок дистанционной защиты   
Краткие выводы-    

Глава двенадцатая. Высокочастотные защиты        
Назначение и виды высокочастотных защит    
Принцип действия направленной защиты с высокочастотной блокировкой          
Высокочастотная часть защиты   
Направленная защита с высокочастотной блокировкой         
Разновидности направленных высокочастотных защит и их схемы
Дифференциально-фазная высокочастотная защита    
Дифференциально-фазная высокочастотная защитатипаДФЗ-2
Выбор   уставок   дифференциально-фазной высокочастотной защиты        
Оценка высокочастотных защит 

Глава тринадцатая. Предотвращение неправильных действий защиты при качаниях
Характер изменения тока, напряжения и сопротивления на зажимах реле при качаниях
Поведение защиты при качаниях
Меры по предотвращению неправильных действий защиты при качаниях            
Устройство блокировки защиты при качаниях, реагирующее на ток или напряжение обратной последовательности ….  
Устройство блокировки защиты при качаниях, реагирующее на скорость изменения тока, напряжения или сопротивления

Глава четырнадцатая. Защита линий сверхвысокого напряжения и защита линий с ответвлениями           
Защита линий сверхвысокого напряжения       
Защита линий с ответвлениями  

Глава пятнадцатая. Защита генераторов        
Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов, основные требования к защите генераторов           
Защита от междуфазных  коротких замыканий в обмотке     статора   
Защита от замыканий между витками одной фазы         
Защита от замыкания обмотки статора на корпус (на землю)
Защита от сверхтоков при внешних к.з. и перегрузках
Защита гидрогенераторов от повышения напряжения
Защита ротора         
Полная схема защиты генератора 
Защита синхронных компенсаторов        

Глава шестнадцатая. Защита трансформаторов  и автотрансформаторов
Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов, виды защит и требования к ним    
Защита от сверхтоков при внешних коротких замыканиях
Защита от перегрузки         
Токовая отсечка      
Дифференциальная защита
Токи небаланса в дифференциальной защите трансформаторов автотрансформаторов       
Токи намагничивания силовых трансформаторов при включении под напряжение           
Схемы дифференциальных защит 
Краткая оценка дифференциальных защит трансформаторов
. Газовая защита трансформаторов           
Токовая защита от замыканий на корпус (кожух) трансформатора      
Особенности  защиты трансформаторов  без  выключателей на стороне высшего напряжения
Защита вольтодобавочных регулировочных трансформаторов

Глава семнадцатая. Защита блоков генератор—трансформатор и генератор—трансформатор—линия           
Особенности защиты блоков       
Защита блока генератор—трансформатор         
Особенности защиты блоков генератор—трансформатор—линия     

Глава восемнадцатая. Защита электродвигателей  
Общие требования к защите электродвигателей
Основные виды защит, применяемых на электродвигателях
Некоторые свойства асинхронных электродвигателей 
Защита электродвигателей от коротких замыканий между фазами          
Защита электродвигателей от замыканий одной фазы на землю
Защита электродвигателей от перегрузки           
Защита электродвигателей от понижения напряжения
Защита электродвигателей напряжением ниже 1000 в
Расчет токов самозапуска электродвигателей и остаточного напряжения на их зажимах
Защита синхронных электродвигателей 

Глава девятнадцатая. Защита сборных шин
Виды защит шин и требования к ним    
Дифференциальная защита шин  
Мероприятия по повышению надежности дифференциальной защиты шин
Ток срабатывания дифференциальной защиты шин с реле, включенными через БИТ         
Разновидности схем дифференциальной защиты шин
Оценка дифференциальной защиты шин и области ее применения   
Неполная дифференциальная защита шин         
Защита шин при помощи токовой отсечки        
Дистанционная защита шин         
Защита шин 110—500 кв с трансформаторами тока, имеющими повышенную погрешность

Глава двадцатая. Резервирование действия релейной защиты и выключателей       
Необходимость и способы резервирования       
Принципы выполнения  устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ)          
Оценка устройств резервирования          
Приложение. Максимальная   токовая   защита   на  полупроводниковых приборах            
Литература   


Скачать прикреплённый файл (14. 44 Mb)

Всего комментариев: 0


Схемы и методы поверки максимальной токовой защиты отходящей линии (Лабораторная работа № 10)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Максимальная токовая защита

1. Цель работы. Ознакомление с условиями  расчета,  основными схемами и методами поверки максимальной токовой защиты (МТЗ)  отходящей линии, выполненной на постоянном оперативном токе.

2. Краткая теория

2.1.Основные условия расчета МТЗ линий

Защита от КЗ линий  напряжением  6  и  10  кВ  распределительных сетей осуществляется  преимущественно  с  помощью  максимальных токовых защит. В соответствии с применяемыми типами реле  МТЗ  могут  иметь независимое от тока время срабатывания (реле тока типа РТ-40  или РСТ и реле времени типа РВ или РВМ) или зависимое от  тока  время срабатывания (реле тока типов РТ-80, цифровые реле).  Цифровые реле  имеют зависимую характеристику t = f(Ip) (рис.1,а), причем  переход  на независимую часть характеристики происходит у разных  типов  реле при различных кратностях тока Ip по отношению к  току  срабатывания реле Iср Более пологие характеристики  позволяют лучше обеспечить селективность защиты с плавкими предохранителями и автоматами. Более крутые характеристики  позволяют  наилучшим образом произвести согласование  с  независимыми  защитами питающих элементов.

а)                                                                 б)

Рис.1. Зависимые (а) и независимая (б) от тока характеристики  срабатывания максимальной  токовой  защиты.

Расчет уставок МТЗ с  независимой  характеристикой заключается в  выборе  тока  срабатывания  защиты (первичного), тока срабатывания реле (для принятой схемы защиты и типа реле), времени срабатывания защиты. Для защиты с зависимой характеристикой  расчет уставок МТЗ состоит в выборе характеристики срабатывания токовых реле.

А. Выбор тока срабатывания

Уставки по току МТЗ должны обеспечивать:

1. Несрабатывание защиты на отключение защищаемой линии при  послеаварийных перегрузках.

Для того чтобы обеспечить это  условие,  следует  рассмотреть все возможные послеаварийные режимы:

а. Отключение с выдержкой времени близкого трехфазного  КЗ на отходящем элементе (рис.2). В момент  КЗ одновременно  срабатывают токовые реле защит АК2 и АК1, но из-за  разного  времени  действия прежде срабатывает защита АК2. Ток, проходящий через защиту АК1 после отключения КЗ, может оказаться значительно  большим,  чем перед аварией. Это объясняется тем, что двигатели нагрузки Н подстанции 2, затормозившиеся или остановившиеся во  время  снижения напряжения при КЗ, начинают  запускаться  после  восстановления напряжения. Такой процесс называется самозапуском, а коэффициент, показывающий, во сколько раз при этом может  увеличиться  рабочий ток питающего элемента, называется коэффициентом  самозапуска (КСЗП). Процесс  самозапуска  может продолжаться 10-15 с., и поэтому  целесообразно  обеспечивать несрабатывание защиты  АК1  путем увеличения ее времени действия. Несрабатывание МТЗ на  отключение  достигается  выбором  тока возврата токовых реле, большим, чем наибольший ток в режиме самозапуска. Обозначив  отношение тока возврата к току срабатывания реле коэффициентом  возврата  КВ получаем  выражение  для  выбора тока срабатывания ICЗМТЗ:                                                               

,                                           (1)

где КН — коэффициент надежности, обеспечивающий надежное  несрабатывание (отстройку) защиты путем учета погрешности реле с необходимым запасом, в зависимости от типа  реле  принимается  равным:

При реле РТ-40, РСТ, РТ-80  КН = 1,1…1,2; при реле  РТВ   КН = 1,2…1,4.  

КВ  — коэффициент возврата реле, в зависимости от типа реле принимается  равным: при реле РТ-40, РТ-80  КВ = 0,8 при реле РСН КВ = 0.9;

при реле РТВ КВ = 0,6…0,7. 

КСЗП — коэффициент самозапуска, значение которого зависит от вида нагрузки и  ее  параметров,  от схемы и параметров питающей сети.

IРАБ МАКС  —  максимальный  рабочий ток (ток нагрузки) защищаемого элемента, значение которого  определяется в конкретных условиях в зависимости от вида  защищаемого объекта (ВЛ, КЛ, трансформатор и т.п.) и  возможных  режимов  его работы.

Рис.2. Схема сети с односторонним питанием и одиночными линиями. АК1 и АК2 — защиты линий, Н – нагрузка

Рис.3. Схема сети с одним источником питания и параллельными линиями.        АК1 и АК2 —  ненаправленные защиты линий; АК3 и АК4 — направленные защиты линий; Н — нагрузка.

б. Восстановление питания действием АПВ или АВР после бестоковой паузы. При восстановлении напряжения после  перерыва  питания (бестоковой паузы), например подстанции 1 (рис.3) по линии W1  за счет самозапуска нагрузки Н и нагрузки линии

Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков

Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков является резервной защитой, предназначенной для отключения их от источников питания как в случаях повреждений самих трансформаторов (автотрансформаторов) и отказа основных защит, так и при повреждениях смежного оборудования и отказах его защиты или выключателей. При отсутствии Специальной защиты шин защита трансформаторов (автотрансформаторов) от сверхтоков осуществляет также защиту этих шин.
В качестве защиты от сверхтоков при междуфазных к. а. используются максимальная токовая защита, максимальная токовая защита с пуском от напряжения, максимальная направленная защита, максимальная токовая защита обратной последовательности. Для защиты от сверхтоков при однофазных к.з. используются максимальная токовая и максимальная направленная защиты нулевой последовательности.
Защита от сверхтоков при междуфазных к.з. устанавливается со стороны источника питания, а при нескольких источниках питания со стороны главных источников.
Защита от сверхтоков при однофазных к.з. устанавливается со стороны обмоток, соединенных в схему звезды с заземленной нулевой точкой.
На рисунке 5 приведены примеры размещения защиты от сверхтоков повышающих трансформаторов и автотрансформаторов. На двухобмоточном трансформаторе (рисунок 5, а) предусматривается защита от сверхтоков при междуфазных к.з. со стороны шин генераторного напряжения с действием на все выключатели трансформатора и максимальная токовая защита нулевой последовательности со стороны обмотки ВН с действием на выключатель этой обмотки.

Рисунок 5 – Пример размещения защиты от сверхтоков на повышающих трансформаторах, двухобмоточном (а) и трехобмоточном (б):
1T — трансформаторы тока соединены в схему фильтра токов нулевой последовательности; 2Т и 3Т — трансформаторы тока соединены в схему полной или неполной звезды; Т0 — защита нулевой последовательности; Т — защита от междуфазных к.з.

На трехобмоточном трансформаторе при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения (рисунок 5, б) устанавливаются два комплекта защиты от сверхтоков при междуфазных к.з.: один со стороны среднего напряжения с действием на выключатель обмотки этого напряжения и второй со стороны шин генераторного напряжения с двумя выдержками времени. С одной выдержкой времени защита действует на отключение выключателя со стороны обмотки ВН, а с другой (большей) — на отключение всех выключателей трансформатора. Кроме того, со стороны обмотки ВН устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности.
Аналогично выполняется защита от сверхтоков при междуфазных к.з. автотрансформаторов, при отсутствии питания со стороны среднего напряжения. Максимальная защита нулевой последовательности автотрансформаторов устанавливается со стороны высшего и среднего напряжений, причем одна из них выполняется направленной.

Рисунок 6 – Примеры размещения защиты от сверхтоков при междуфазных к.з. на понижающих трансформаторах:
а— двухобмоточном; б — трехобмоточном при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения; в — двухобмоточном, питающем две секции шин; IT, 2T и ЗТ — трансформаторы тока соединены в схему неполной звезды.

На рисунке 6 приведены примеры размещения защиты от сверхтоков понижающих трансформаторов. На двухобмоточном трансформаторе с односторонним питанием (рисунок 6, а) устанавливается один комплект защиты со стороны источника питания, действующий на отключение всех выключателей. На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием (рисунок 6, б) устанавливаются два комплекта защиты. Один комплект со стороны обмотки НН, который действует на отключение выключателя этой обмотки. Второй комплект со стороны обмотки ВН действует с двумя выдержками времени, с меньшей — на отключение выключателя обмотки СН и с большей — на отключение всех выключателей трансформатора.
Аналогично выполняется защита понижающих автотрансформаторов при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения.
На двухобмоточном трансформаторе, питающем две секции шин, например, через сдвоенный реактор (рисунок 6, в), устанавливаются три комплекта защиты; один — со стороны источника питания и два — со стороны каждого ответвления к секциям шин.
Для защиты трансформаторов и автотрансформаторов применяется так же максимальная токовая защита с пуском от напряжения и максимальная токовая защита обратной последовательности.

Рисунок 7 – Принципиальная схема максимальной токовой защиты с пуском от напряжения.

Принципиальная схема максимальной токовой защиты с пуском от напряжения приведена на рисунке 7. Как видно из схемы, плюс оперативного тока подается на контакты токовых реле Т от пускового органа напряжения, который состоит из фильтр-реле напряжения обратной последовательности типа РНФ-1 (Н2 и ФНОП) и реле минимального напряжения Н. Напряжение на реле Н подается через контакт реле Н2 включенного через фильтр напряжения обратной последовательности ФНОП.
При всех видах двухфазных к.з. вследствие возникновения напряжения обратной последовательности реле Н2 срабатывает и снимает напряжение с реле Н, которое при этом также срабатывает и подает плюс на контакты токовых реле Г (через промежуточное реле П).
При трехфазных к.з. напряжение обратной последовательности отсутствует, и поэтому реле Н2 не работает. Однако в этом случае работает реле Н, включенное на междуфазное напряжение, вследствие снижения напряжения на всех фазах.
Кроме реле напряжения и тока, схема включает в себя промежуточное реле П и реле времени В.
Принципиальная схема максимальной токовой защиты обратной последовательности приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Принципиальная схема максимальной токовой защиты обратной последовательности с приставкой для защиты от трехфазных к.з.

Схема состоит из фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТ-2 (Т2 и ФТОП) и реле времени В. В таком виде защита действует только при несимметричных к.з. Поэтому часто для обеспечения действия защити при трехфазных к.з. токовую защиту обратной последовательности дополняют приставкой, состоящей из одного токового реле Т и одного реле минимального напряжения Н (рисунок 8). Приставка действует на то же реле времени.

Защита от перегрузки по току цепи — журнал IAEI

Время считывания: 15 минут

Устройства максимального тока защищают проводники цепи и изоляцию проводов от перегрева. Они также ограничивают ущерб, связанный с перегревом и неисправностями оборудования, расположенного ниже по потоку. Эту функцию выполняли предохранители в первые дни распространения электроэнергии, но с начала 1900-х годов были доступны автоматические выключатели все большей сложности. В этой статье основное внимание уделяется автоматическим выключателям и описывается широкий спектр доступных устройств.Основное внимание уделяется низковольтному жилому, промышленному и коммерческому оборудованию, где напряжение в цепи колеблется от 120 до 600 вольт. Это область, с которой обычно сталкиваются электрические инспекторы. Жилой район в основном обслуживается одно- и двухполюсными автоматическими выключателями в литом корпусе, в то время как промышленный и коммерческий мир в основном обслуживается более мощными одно- и двухполюсными выключателями и трехполюсными автоматическими выключателями в литом корпусе. В статье также обсуждаются силовые выключатели низкого напряжения и вакуумные выключатели среднего напряжения.В конце статьи приводится краткое описание защитных функций, доступных с помощью электронных расцепителей. К ним относятся расцепители с регулируемыми настройками и встроенным датчиком замыкания на землю, а также автоматические выключатели с возможностью связи с удаленными мониторами, в том числе через Интернет. Электроника также привносит дополнительные функции безопасности в промышленную и коммерческую область, такие как блокировка зон между автоматическими выключателями в литом корпусе и силовыми выключателями, а также дополнительные функции безопасности в жилых районах, такие как прерыватели цепи замыкания на землю и прерыватели цепи дуги в сочетании с автоматические выключатели для жилых помещений.

Введение

Рис. 1. Типичный однополюсный автоматический выключатель

изнутри.

Поскольку предметом данной статьи является защита от перегрузки по току, в ней сначала рассматриваются значения слов «перегрузка» и «перегрузка по току». Также имеется краткое описание метода прерывания цепи; а именно гашение дуги в автоматическом выключателе. Затем в документе основное внимание уделяется автоматическим выключателям для жилых помещений, иногда называемым миниатюрными автоматическими выключателями, за которым следует описание промышленных / коммерческих автоматических выключателей в литом корпусе.Сюда входит обсуждение обслуживания выключателя в литом корпусе. Далее приводится описание силовых выключателей низкого напряжения и вакуумных выключателей среднего напряжения. Документ завершается обсуждением роли электроники в защите цепей, включая ссылки на последние разработки в области коммуникационных возможностей через Интернет и упоминание новых устройств безопасности, таких как прерыватели цепи от дугового замыкания.

Максимальная токовая защита и прерывание дуги

Рисунок 2.Типичный диапазон продолжительного тока составляет 15–225 А, а типичные номинальные значения тока короткого замыкания составляют 10–42 кА. Представлены типичные автоматические выключатели для жилых помещений

Все автоматические выключатели имеют основную функцию защиты проводников цепи путем обнаружения и отключения сверхтоков. Такие повреждения могут включать относительно небольшие токи, такие как перегрузки, или большие сверхтоки короткого замыкания, связанные с замыканиями между проводниками. Определения терминов из Национального электротехнического кодекса1 следующие:

Перегрузка по току. Любой ток, превышающий номинальный ток оборудования или допустимую нагрузку на проводник. Это может быть результатом перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.

Перегрузка. Эксплуатация оборудования с превышением номинальной номинальной полной нагрузки или проводника с превышением номинальной допустимой токовой нагрузки, которая, если она сохраняется в течение достаточного периода времени, может вызвать повреждение или опасный перегрев. Неисправность, такая как короткое замыкание или замыкание на землю, не является перегрузкой.

Определение перегрузки2 по МЭК дает дополнительную ясность:

Перегрузка .Условия эксплуатации в электрически неповрежденной цепи, вызывающие перегрузку по току.

Рисунок 3. Схема трехфазного выключателя в литом корпусе

Все автоматические выключатели прерывают ток, разделяя токоведущие контакты. Электрическая дуга возникает в последней точке контакта, и в цепи переменного тока эта дуга проводит ток в цепи до тех пор, пока волна тока не пройдет через ноль. Плазма дуги состоит из ионизированного окружающего материала, например воздуха и паров металла, и имеет температуру, превышающую 5000 ° C.Дуга непрерывно получает мощность от цепи, измеряемую напряжением дуги, умноженным на ток дуги, и постоянно теряет мощность из-за теплопроводности, излучения и конвекции. При нулевом токе потребляемая мощность отключается, полярность контактов меняется на противоположную, и существует гонка между факторами, которые имеют тенденцию охлаждать плазму дуги, и факторами, такими как напряжение цепи, которые имеют тенденцию вызывать повторное зажигание дуги. Следует отметить, что управляемые дуги в устройствах максимального тока выполняют чрезвычайно полезную функцию.Если дуга не возникнет во время разъединения контактов, ток в цепи мгновенно упадет до нуля, вызывая высокие перенапряжения в индуктивных элементах, таких как двигатели и трансформаторы. Автоматические выключатели предназначены для прерывания токов короткого замыкания в диапазоне от 10 кА в электрических цепях жилого помещения до 200 кА в промышленных и коммерческих цепях, и большая часть этой конструкции включает управление соответствующей сильноточной дугой внутри автоматического выключателя с гашением дуги и прерывание цепи при нулевом токе.

Автоматические выключатели в литом корпусе для жилых помещений

Бытовые устройства защиты от сверхтоков, такие как миниатюрные автоматические выключатели, предназначены для защиты проводников цепи путем автоматического размыкания до того, как повреждение проводника будет вызвано чрезмерным омическим нагревом в квадрате I. Защита достигается за счет того, что кривая срабатывания выключателя, время-токовая кривая, ниже соответствующих характеристик теплового повреждения проводника. Как и в большинстве автоматических выключателей, заряженная пружина вызывает разъединение контактов при срабатывании механизма.

Рис. 4. Ассортимент промышленных / коммерческих автоматических выключателей в литом корпусе

Автоматические выключатели для жилых помещений — это термомагнитные устройства. При слаботочных перегрузках выключатель срабатывает из-за нагрева внутреннего биметалла. На токи короткого замыкания автоматический выключатель должен срабатывать быстрее, а выключатель срабатывает «мгновенно» из-за внутренних магнитных сил. Типичный однополюсный автоматический выключатель изнутри показан на рисунке 1.

Действие теплового отключения достигается за счет использования биметалла, нагреваемого током нагрузки. Биметалл состоит из двух скрепленных вместе металлических полос. Каждая полоса имеет разную скорость теплового расширения. Нагревание биметалла из-за тока перегрузки приведет к изгибу или деформации биметалла. Металл с большей скоростью расширения будет находиться за пределами кривой изгиба. При длительной перегрузке отклоняющий биметалл физически толкает переключающую планку, вызывая разблокировку рабочего механизма.Время, необходимое для изгиба биметалла, разблокировки механизма и отключения автоматического выключателя, изменяется обратно пропорционально току.

Действие магнитного отключения достигается за счет магнитных сил, связанных с высокими токами короткого замыкания. Якорь перемещается в ответ на эти силы, освобождает механизм и вызывает срабатывание прерывателя.

Автоматические выключатели

для жилых помещений соответствуют требованиям UL 4893 и относятся к общей категории4, включающей одно- и двухполюсные автоматические выключатели с длительным током не более 225 А и номинальным напряжением 120 В, 127 В, 120/240 В.Эти выключатели могут также использоваться в промышленных / коммерческих приложениях. Типичный диапазон продолжительного тока составляет 15–225 А, а типичные номинальные значения тока короткого замыкания составляют 10–42 кА. Типичные автоматические выключатели для жилых помещений показаны на рисунке 2.

Автоматические выключатели в литом корпусе промышленного / коммерческого назначения

Схема трехфазного автоматического выключателя в литом корпусе показана на рисунке 3. Функция литого корпуса (рамы) заключается в обеспечении изолированного корпуса для установки всех компонентов.Приводной механизм одновременно размыкает и замыкает три набора контактов (обычное размыкание) и приводится в действие подпружиненным механизмом. Пружины заряжаются при перемещении рукоятки сначала в положение «выключено», а затем в положение «включено». Движение расцепителя отключает механизм, а в термомагнитном выключателе это движение снова инициируется либо биметаллом, либо магнитным расцепителем. На рисунке 3 каждый полюс содержит электромагнит, обмотка которого включена последовательно с током нагрузки. Когда происходит короткое замыкание, ток, проходящий через проводник цепи, вызывает быстрое увеличение напряженности магнитного поля электромагнита в выключателе и притягивает якорь.Когда якорь притягивается к электромагниту, якорь вращает расцепляющий стержень, вызывая расцепление механизма и срабатывание автоматического выключателя.

В каждом полюсе обычно есть один неподвижный и один подвижный контакт. При отключении между разделительными контактами возникает дуга, и затем эта дуга регулируется дугогасителями (дугогасителями) с прерыванием при нулевом токе. Промышленные / коммерческие автоматические выключатели в литом корпусе могут быть оснащены множеством функций. Корпуса большего размера часто оснащаются электронными расцепителями, позволяющими лучше контролировать время-токовые отключающие характеристики.Это позволяет, например, точно согласовать между собой последовательно подключенные устройства максимального тока. Электронные расцепители также могут быть разработаны для обнаружения замыканий на землю и токов утечки на землю, а устройства, оснащенные возможностями связи, могут отправлять информацию о состоянии автоматического выключателя и дополнительную информацию, такую ​​как потребление энергии в цепи, на удаленные мониторы или системы удаленного сбора данных.

Все трехполюсные автоматические выключатели, а также одно- и двухполюсные выключатели с номинальным током более 225 А и номинальным напряжением выше 240 В обычно классифицируются4 как промышленные / коммерческие автоматические выключатели.Эти автоматические выключатели также соответствуют требованиям UL 4893. Важной подкатегорией являются автоматические выключатели с ограничением тока, которые спроектированы так, чтобы вызывать чрезвычайно быстрое нарастание дугового напряжения. Эти выключатели4 при работе в пределах своего диапазона ограничения тока ограничивают пропускаемый квадрат I до значения, меньшего, чем квадрат I полупериода симметричного предполагаемого тока короткого замыкания.

Типовые размеры корпуса промышленных / коммерческих автоматических выключателей находятся в диапазоне от 125 до 3000 А, типичное напряжение составляет от 120 до 600 В, а номинальный ток короткого замыкания — от 10 кА до 200 кА.На рис. 4 показан ряд промышленных / коммерческих автоматических выключателей в литом корпусе.

Три основных особенности автоматических выключателей: 1) они являются общими срабатываниями и, следовательно, изолируют все фазы цепи, 2) они могут быть снабжены электронными усовершенствованиями, и 3) их можно многократно сбрасывать без замены. Поскольку автоматические выключатели в литом корпусе не предназначены для размыкания для проверки и технического обслуживания, срок службы и техническое обслуживание этих переустанавливаемых автоматических выключателей будет рассмотрено.

Необходимо техническое обслуживание всех устройств защиты от сверхтоков. Их необходимо содержать в подходящей среде, и их состояние необходимо периодически проверять. В частности, когда устройство защиты от перегрузки по току срабатывает автоматически, надлежащая практика требует, чтобы источник перегрузки по току был локализован, и что состояние устройства защиты от перегрузки по току должно быть проверено до повторного включения цепи. Конкретные требования к обслуживанию выключателя в литом корпусе и связанные с этим соображения относительно срока службы выключателя следующие.

Рис. 5. Типичные рамки силовых выключателей низкого напряжения

При надлежащем обслуживании автоматические выключатели в литом корпусе обеспечивают надежную защиту в течение многих лет. Однако точный срок службы выключателя зависит от его режима работы и окружающей среды. Что касается рабочего режима, для большинства цепей будут периодические условия перегрузки или условия слаботочного замыкания. Здесь срок эксплуатации составит десятки лет.В других цепях время от времени будут возникать сильные замыкания, связанные с током короткого замыкания. Это сократит срок службы автоматического выключателя и может потребовать замены автоматического выключателя. Здесь отмечается, что автоматические выключатели в литом корпусе при оценке в соответствии со стандартом UL 489 «Автоматические выключатели в литом корпусе, переключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей» 3 подвергаются условиям замыкания на болтах при максимальном коротком замыкании — текущий рейтинг в двух отдельных тестах. Таким образом, автоматические выключатели имеют ограниченную отключающую способность, а выключатели, которые испытывают несколько коротких замыканий, должны пройти тщательный осмотр с заменой при необходимости.

Что касается воздействия окружающей среды, автоматические выключатели иногда подвергаются воздействию высоких температур окружающей среды, высокой влажности и других условий окружающей среды, которые препятствуют длительной работе. Например, промышленные предприятия могут иметь агрессивную среду или могут быть связаны с запыленной средой, которая может повлиять на рабочие части.

Не предполагается, что автоматические выключатели в литом корпусе разбираются для проверки. Однако состояние автоматических выключателей в литом корпусе можно оценить с помощью NEMA AB4 «Руководства по проверке и профилактическому обслуживанию автоматических выключателей в литом корпусе, используемых в промышленных и коммерческих целях».”5

На этот документ следует обращаться во время периодического технического обслуживания или во время специальной проверки после неисправности, связанной с большим током короткого замыкания. Документ предназначен для обеспечения надлежащего технического обслуживания автоматических выключателей в литом корпусе и содержит рекомендации по замене автоматического выключателя.

NEMA AB4 разделен на отдельные разделы, посвященные:

  • Инспекционные процедуры
  • Профилактическое обслуживание
  • Процедуры испытаний
  • Процедуры тестирования вспомогательного устройства

В разделе, посвященном процедурам проверки, описываются тепловые и визуальные проверки состояния выключателя.Перегрев автоматического выключателя потребует дальнейшего исследования, а трещины в литом корпусе, безусловно, потребуют замены автоматического выключателя.

Раздел, посвященный профилактическому обслуживанию, гарантирует, что срок службы выключателя не зависит от внешних условий. Цели заключаются в том, чтобы автоматический выключатель работал в чистой окружающей среде, чтобы соединения на выводах были затянуты должным образом и находились в хорошем состоянии, а также чтобы автоматический выключатель был правильно подключен.

Рис. 6. Как показано в разрезе на рис. 6, два контакта расположены напротив друг друга внутри вакуумной оболочки

Раздел, посвященный процедурам испытаний, посвящен неразрушающим испытаниям, которые могут использоваться для проверки конкретных рабочих характеристик автоматических выключателей в литом корпусе: испытание механической работы, испытание сопротивления изоляции, испытание сопротивления отдельных полюсов (испытание на падение милливольт), перегрузка по току с обратнозависимой выдержкой времени. Испытание, испытание на срабатывание при мгновенной перегрузке по току и испытание на удержание номинального тока.Несоблюдение одного или нескольких из этих тестов может привести к замене автоматического выключателя.

Таким образом, после автоматического отключения по току состояние любого защитного устройства должно быть проверено до повторного включения цепи. Для автоматических выключателей в литом корпусе состояние выключателя оценивается без размыкания или разборки выключателя. Для событий отключения, вызванных перегрузками и слаботочными неисправностями, оценка обычно принимает форму визуального осмотра и механической работы.Однако автоматические выключатели, которые испытали несколько коротких замыканий с высоким током, о чем свидетельствуют условия в источнике сбоев, должны пройти тщательную проверку в соответствии с руководящими принципами NEMA AB4. Этот документ также следует использовать для рекомендуемого периодического профилактического обслуживания.

Силовые автоматические выключатели

В целом автоматические выключатели в литом корпусе применяются после силовых выключателей низкого напряжения и предназначены для подключения к цепям, состоящим из изолированных проводов и изолированных кабелей, а не из неизолированных шин.Как упоминалось ранее, основной функцией этих автоматических выключателей в литом корпусе является защита проводника и изоляции проводника, поэтому испытания в стандарте UL 489 включают провод в процедуры испытаний. Напротив, силовые выключатели низкого напряжения обычно подключаются через шинную сеть в распределительном устройстве. Поэтому стандарты ANSI6 включают проводники шин в процедуры тестирования. Другое общее отличие состоит в том, что силовые выключатели низкого напряжения, расположенные выше по цепи, обычно имеют «кратковременную нагрузку» по току, которая позволяет этим выключателям оставаться включенными во время устранения неисправности с помощью выключателя, расположенного ниже по цепи.Это оптимизирует доступность питания для параллельных цепей ниже по потоку, защищенных одним выключателем на входе.

Для силовых выключателей типичные диапазоны постоянного тока составляют 800–5000 А, типичные диапазоны напряжения 240–600 В и типичные диапазоны тока короткого замыкания 40–100 кА. На Рисунке 5 показаны типичные корпуса силовых выключателей низкого напряжения.

Основные различия между силовыми выключателями низкого напряжения и автоматическими выключателями в литом корпусе следующие 7:

Силовые выключатели низкого напряжения проходят испытания на «кратковременный рабочий цикл».Это испытание демонстрирует, что силовой выключатель низкого напряжения может оставаться замкнутым (или «удерживаться») в течение не менее 0,5 секунды, в то время как выключатель, расположенный ниже по цепи (фидер), имеет возможность устранить неисправность. Кроме того, главный автоматический выключатель должен продолжать «удерживаться» в том случае, если последующий выключатель впоследствии снова замыкается, неисправность все еще присутствует, и последующий выключатель должен снова размыкаться, чтобы изолировать неисправность.

Низковольтные силовые выключатели

также проходят испытание на «рабочий цикл по току короткого замыкания».Испытание демонстрирует, что главный выключатель низковольтной цепи питания может оставаться включенным в течение не менее 0,5 секунды, в то время как выключатель цепи ниже по цепи (фидер) имеет возможность устранить неисправность, но если ток повреждения сохраняется, главный прерыватель цепи должен отключиться и прерывать. Опять же, продолжающееся замыкание главного выключателя обеспечивает бесперебойное питание незатронутых нижестоящих цепей и оптимизирует координацию.

Рис. 7. Типовые выключатели среднего напряжения, использующие технологию вакуумных прерывателей

Силовые выключатели низкого напряжения оснащены механизмами накопления энергии.Это позволяет выполнять последовательности размыкания контактов, повторного замыкания контактов и повторного размыкания контактов, которые могут быть активированы удаленно или локально.

Силовые выключатели низкого напряжения могут обслуживаться и ремонтироваться. Это важно для приложений, в которых замена автоматического выключателя неудобна и важен продленный срок службы. Кроме того, эти выключатели используются в основном в выкатных распределительных устройствах. Таким образом, силовые выключатели низкого напряжения обычно конструируются с установленными сзади контактами отключения первичной обмотки, чтобы выключатель можно было подключать и отключать от штырей первичной цепи в распределительном устройстве.

Силовые выключатели

проходят однополюсные испытания при 87% номинального тока отключения при линейном напряжении. Это отражает возможность возникновения высоких однополюсных токов короткого замыкания в верхней части цепи. В частности, такие автоматические выключатели подходят для трансформаторов с заземленным треугольником.

Оба стандарта UL 1066 и UL 489 охватывают аналогичные диапазоны постоянного тока. Однако, поскольку силовые выключатели низкого напряжения применяются перед выключателями в литом корпусе, и поскольку они обычно питают несколько параллельных цепей ниже по потоку, силовые выключатели низкого напряжения обычно представляют собой устройства с большим постоянным током.

Все силовые выключатели низкого напряжения

рассчитаны на 100 процентов номинального постоянного тока в распределительном устройстве. Для автоматических выключателей в литом корпусе в шкафах максимальный ток цепи составляет 80 процентов от номинального тока, хотя доступны автоматические выключатели со 100-процентным номинальным током.

Вакуумные силовые выключатели среднего напряжения

В низковольтных цепях величина тока короткого замыкания в цепи ограничена напряжением, возникающим на дуге между разделительными контактами.Это дуговое напряжение в десятки или, возможно, сотни вольт может приближаться к напряжению цепи, что приводит к ограничению тока. Однако в цепях среднего напряжения от 2,3 кВ до 38 кВ напряжение дуги мало по сравнению с напряжением цепи, и автоматический выключатель испытывает полный доступный ток короткого замыкания.

Для максимальной токовой защиты среднего напряжения предпочтительной является вакуумная технология. Здесь каждый полюс трехфазного выключателя содержит вакуумный прерыватель обманчиво простой конструкции.Как показано в разрезе на фиг. 6, два контакта расположены напротив друг друга внутри вакуумной оболочки.

В условиях перегрузки по току токоведущие контакты разъединяются, и возникает дуга в парах металла, испаряемых из локальных горячих точек, возникающих на контактах. Ток в цепи проходит через плазму дуги, образованную из паров ионизированного металла. Во время протекания тока происходит постоянное испарение из локальных горячих точек на контактах с постоянной конденсацией ионизированного пара металла на более широких контактных поверхностях и на экране конденсации пара.При нулевом токе подвод энергии к дуге прекращается, и испарение прекращается. Однако потеря межконтактного ионизированного пара продолжается, и состояние вакуума восстанавливается. Далее полярность контактов меняется. Это приводит к быстрому изменению области межконтактного контакта с электрического проводника на изолятор в течение микросекунд при нулевом токе.

Ключевыми моментами в конструкции вакуумного прерывателя являются выбор и создание материала контактов, конструкция контактов для управления дугой и создание вакуумной оболочки, которая поддерживает состояние высокого вакуума в течение десятков лет.На рисунке 7 показаны типичные выключатели среднего напряжения, использующие технологию вакуумных прерывателей.

Электроника в защите цепи

Термомагнитные расцепители экономичны и компактны. Они используются эффективно и результативно на протяжении многих лет. Их функцию также могут выполнять электронные расцепители. Первое использование электроники в 1960-х годах было связано с защитными реле для автоматических выключателей среднего напряжения. С начала 1970-х годов электронные расцепители все чаще применялись в силовых автоматических выключателях и больших типоразмерах промышленных / коммерческих автоматических выключателей в литом корпусе.Настоящее стремление состоит в том, чтобы сделать электронные расцепители доступными до типоразмера 250 А и ниже. Преимущество электронных расцепителей состоит в том, что кривые время-ток можно легко регулировать; как для уставок фазного тока, так и для уставок встроенных устройств защиты от замыканий на землю 4. Эта гибкость обеспечивает координацию между последовательно соединенными устройствами защиты от перегрузки по току, так что в условиях неисправности только устройство, находящееся непосредственно перед повреждением, отключает цепь. Еще одним преимуществом является то, что характеристика срабатывания не зависит от температуры окружающей среды.

Электронные схемы автоматических выключателей также могут иметь средства связи. Сначала это ограничивалось такими приложениями, как зонно-селективная блокировка. Здесь силовой выключатель на входе настроен на отключение без преднамеренной задержки, но сигнал ограничения срабатывания от автоматического выключателя может заставить силовой выключатель оставаться включенным в течение настроек до 0,5 секунды, максимальной кратковременной продолжительности. Когда неисправность происходит на стороне нагрузки селективно скоординированного выключателя, расположенного ниже по цепи, этот выключатель ниже по цепи сообщает, что неисправность обнаружена, а выключатель питания выше по цепи затем позволяет выключателю ниже по цепи отключить неисправность.Однако, если неисправность возникает между силовым выключателем и последующим выключателем, сигнал ограничения не поступает от нижнего автоматического выключателя, и силовой выключатель устраняет неисправность без какой-либо преднамеренной задержки.

Коммуникационные возможности теперь используются8 для передачи данных на удаленные мониторы или системы сбора данных. Первоначальная информация ограничивалась статусом открытия / закрытия. За этим последовала информация о «причине отключения», а совсем недавно — данные электрических измерений и полные данные о качестве электроэнергии.Фактически, теперь возможно удаленно контролировать и диагностировать электрическую ситуацию на промышленном предприятии в целом на основе информации, передаваемой через Интернет.

Достижения в области электроники также повысили безопасность автоматических выключателей для жилых помещений. Прерыватели цепи замыкания на землю доступны уже много лет9, и эти прерыватели цепи, помимо защиты проводки параллельной цепи от сверхтоков, обеспечивают защиту персонала от поражения электрическим током в шнурах и оборудовании, подключенном к розеткам.Прерыватели цепи от дугового замыкания10 были внедрены в течение последних пяти лет. Эти устройства распознают специфические характеристики дугового замыкания и затем прерывают цепь. В сочетании с автоматическими выключателями для жилых помещений и расположенными в начале ответвления цепи, эти AFCI уменьшают влияние электрических дуг в проводке ответвленной цепи и в шнурах, подключенных к розеткам. Также доступны автоматические выключатели для жилых помещений с комбинированной защитой GFCI / AFCI.

Сводка

Автоматические выключатели защищают проводники цепи от перегрузки по току.Для этого сначала обнаруживается перегрузка по току, а затем отключается перегрузка по току с последующей изоляцией. Термомагнитные расцепители или электронные расцепители определяют перегрузку по току. Прерывание и изоляция достигаются путем зажигания дуги между разделяющими контактами с последующим гашением дуги. Автоматические выключатели в целом можно разделить на низковольтные автоматические выключатели в литом корпусе для жилых помещений, низковольтные промышленные / коммерческие автоматические выключатели в литом корпусе, силовые выключатели низкого напряжения и выключатели среднего напряжения.Можно ожидать, что общая система распределения электроэнергии будет включать в себя выключатели всех классов. Электроника повысила уровень сложности расцепителей, включая возможности связи, и позволила использовать дополнительные функции безопасности, такие как защита от ударов с помощью GFCI и усиленная противопожарная защита с помощью AFCI.


1 NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс 2002, статья 100, (Национальная ассоциация противопожарной защиты, Куинси, Массачусетс, 2002), стр. 70-37.

2 «Международный стандарт на низковольтные распределительные устройства и устройства управления, часть 1: Общие правила», Стандарт Международной электротехнической комиссии IEC 60947-1, третье издание, 1999-02.

3 «Стандарт UL по безопасности для автоматических выключателей в литом корпусе, переключателей в литом корпусе и кожухов автоматических выключателей», UL-489, (Underwriters Laboratories, девятое издание), 31 октября 1996 г.

4 «Автоматические выключатели в литом корпусе и их применение», NEMA AB3-2001, (Национальная ассоциация производителей электрооборудования).

5 «Рекомендации по проверке и профилактическому обслуживанию автоматических выключателей в литом корпусе, используемых в промышленных и коммерческих целях», NEMA AB4-2000, (Национальная ассоциация производителей электрооборудования).Признан американским национальным стандартом (ANSI).

6 «Стандарт UL по безопасности для силовых выключателей низкого напряжения переменного и постоянного тока, используемых в корпусах», UL 1066, (Underwriters Laboratories, третье издание), 30 мая 1997 г. Признан американским национальным стандартом (ANSI).

7 Кимблин, К. В. и Лонг, Р. В., «Сравнение требований к испытаниям для низковольтных автоматических выключателей», IEEE Industry Applications Magazine, январь / февраль 2000 г., стр. 45-52.

8 Энгель, Дж. К., Мерфи, В. Д., Оравец, Д.М., «Дистанционный мониторинг автоматических выключателей», Протокол конференции IEEE Industry Applications Conference 1999 г., Феникс, Аризона, октябрь 1999 г., стр.2344-2347

9 «Сверхтоки и минимальные токи — все о GFCI и AFCI», Эрл У. Робертс, (Reptec, Mystic, CT), 2000.

10 Кимблин, К.У., Энгель, Дж. К., и Клэри, Р. Дж., «Прерыватели цепей от дугового замыкания, новая технология электробезопасности в жилых помещениях», Новости IAEI, том 72, номер 4, июль / август 2000 г., с. 26-31.

Печать

% PDF-1.4 % 2 0 obj [/ Separation / PANTONE # 20485 # 20C / DeviceCMYK>] эндобдж 3 0 obj [/ Separation / PANTONE # 20430 # 20C / DeviceCMYK>] эндобдж 6 0 obj > поток заявка / постскриптум

  • Печать
  • Тэд Доббс
  • 2013-10-23T18: 04: 58-05: 002013-10-23T18: 04: 58-05: 002013-10-23T18: 04: 58-05: 00 Adobe Illustrator CS6 (Macintosh) xmp.iid: A7AF259713206811822ABF1C6C980CC0xmp.did: A7AF259713206811822ABF1C6C980CC0uuid: 5D20892493BFDB11914A8590D31508C8proof: pdfxmp.iid: A6AF259713206811822ABF1C6C980CC0xmp.сделал: A6AF259713206811822ABF1C6C980CC0uuid: 5D20892493BFDB11914A8590D31508C8 Стойкость: pdf
  • Savedxmp.iid: FA7F117407206811822ABF1C6C980CC02013-10-23-05Tsh17: 29
  • savedxmp.iid: A7AF259713206811822ABF1C6C980CC02013-10-23T18: 04: 58-05: 00 Adobe Illustrator CS6 (Macintosh) /
  • PrintFalseTrue 18.500000 11.000000 Дюймы
  • Голубой
  • пурпурный
  • Желтый
  • PANTONE 2975 C
  • Группа образцов по умолчанию 0
  • Белый RGBPROCESS255255255
  • Черный RGBPROCESS 353132
  • CMYK красный RGB ПРОЦЕСС 2362836
  • CMYK желтый RGBPROCESS 255 24 10
  • CMYK Зеленый RGBPROCESS 016581
  • CMYK Голубой RGBPROCESS 0173238
  • CMYK Синий RGBPROCESS 464 9145
  • CMYK, пурпурный, RGBPROCESS 2350139
  • C = 15 M = 100 Y = 90 K = 10 RGB ПРОЦЕСС 15
  • C = 0 M = 90 Y = 85 K = 0 ПРОЦЕСС 2386454
  • C = 0 M = 80 Y = 95 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 2409040
  • C = 0 M = 50 Y = 100 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 24614630
  • C = 0 M = 35 Y = 85 K = 0RGBPROCESS 25017564
  • C = 5 M = 0 Y = 90 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 24923649
  • C = 20 M = 0 Y = 100 K = 0 RGBPROCESS 21422235
  • C = 50 M = 0 Y = 100 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 13919763
  • C = 75 M = 0 Y = 100 K = 0RGBPROCESS 5517974
  • C = 85 M = 10 Y = 100 K = 10 RGBPROCESS 014769
  • C = 90 M = 30 Y = 95 K = 30 RGB ПРОЦЕСС 010456
  • C = 75 M = 0 Y = 75 K = 0 RGBPROCESS 41180115
  • C = 80 M = 10 Y = 45 K = 0RGBPROCESS0166156
  • C = 70 M = 15 Y = 0 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 38169224
  • C = 85 M = 50 Y = 0 K = 0 ПРОЦЕСС 27117187
  • C = 100 M = 95 Y = 5 K = 0 RGBPROCESS 4356143
  • C = 100 M = 100 Y = 25 K = 25 RGB ПРОЦЕСС 383497
  • C = 75 M = 100 Y = 0 K = 0 RGBPROCESS 10145144
  • C = 50 M = 100 Y = 0 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 14439142
  • C = 35 M = 100 Y = 35 K = 10 RGB ПРОЦЕСС 1583199
  • C = 10 M = 100 Y = 50 K = 0 RGBPROCESS 2172892
  • C = 0 M = 95 Y = 20 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 23641123
  • C = 25 M = 25 Y = 40 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 193180154
  • C = 40 M = 45 Y = 50 K = 5 RGB ПРОЦЕСС 154132121
  • C = 50 M = 50 Y = 60 K = 25 RGB ПРОЦЕСС 113 10188
  • C = 55 M = 60 Y = 65 K = 40 RGB ПРОЦЕСС

    6
  • C = 25 M = 40 Y = 65 K = 0RGBPROCESS 195153107
  • C = 30 M = 50 Y = 75 K = 10 RGB ПРОЦЕСС 16812479
  • C = 35 M = 60 Y = 80 K = 25 RGB ПРОЦЕСС 1389359
  • C = 40 M = 65 Y = 90 K = 35 RGB ПРОЦЕСС 1177640
  • C = 40 M = 70 Y = 100 K = 50 RGB ПРОЦЕСС 965619
  • C = 50 M = 70 Y = 80 K = 70 RGB ПРОЦЕСС 593520
  • PANTONE 5455 CSPOT100.000000LAB81.568596-4 -6
  • PANTONE 2975 CSPOT100.000000LAB81.568596-17 -17
  • PANTONE 3125 CSPOT100.000000LAB61.568600-49 -30
  • PANTONE 5473 CSPOT100.000000LAB35.294098-21 -13
  • PANTONE Черный 7 CSPOT100.000000LAB24.3137001 3
  • PANTONE 7427 CSPOT100.000000LAB34.50980053 24
  • PANTONE 1797 CSPOT100.000000LAB47.84309861 36
  • PANTONE 425 CSPOT100.000000LAB36.862698-1 -2
  • PANTONE 430 CSPOT100.000000LAB55.294098-3 -5
  • PANTONE 2985 CSPOT100.000000LAB72.941200-23 -30
  • PANTONE 327 CSPOT100.000000LAB45.4
  • -64 -7
  • PANTONE 485 CSPOT100.000000LAB49.80389869 55
  • Серый1
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 100 RGB ПРОЦЕСС 353132
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 90 RGB ПРОЦЕСС 646465
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 80 RGBPROCESS 888991
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 70 RGB ПРОЦЕСС 10

    12
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 60 RGB ПРОЦЕСС 128129132
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 50 RGB ПРОЦЕСС 146148151
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 40 RGB ПРОЦЕСС 166168171
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 30 RGB ПРОЦЕСС 187189191
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 20 RGB ПРОЦЕСС 208210211
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 10 RGB ПРОЦЕСС 230231232
  • C = 0 M = 0 Y = 0 K = 5 ПРОЦЕСС 241241242
  • Brights1
  • C = 0 M = 100 Y = 100 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 2362836
  • C = 0 M = 75 Y = 100 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 241 10134
  • C = 0 M = 10 Y = 95 K = 0RGBPROCESS 25522121
  • C = 85 M = 10 Y = 100 K = 0 RGBPROCESS 016175
  • C = 100 M = 90 Y = 0 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 3464153
  • C = 60 M = 90 Y = 0 K = 0 RGB ПРОЦЕСС 12763151
  • Библиотека Adobe PDF 10.01 конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 8 0 объект > поток ‘

    Принцип

    и применение схемы защиты от сверхтока

    Теплые советы: Слово в этой статье составляет около 2800, а время чтения — около 15 минут.

    Резюме

    Многие электронные устройства имеют номинальный ток. Как только устройство превысит номинальный ток, оно сожжет устройство. Таким образом, эти устройства делают модуль защиты по току, когда ток превышает установленный ток, устройство автоматически отключается, чтобы защитить устройство, которое является защитой от перегрузки по току.Такие, как интерфейс USB на материнской плате компьютера, защита от перегрузки по току USB, как правило, должна защищать материнскую плату, не сгорает. В этой статье вы узнаете, что такое максимальная токовая защита, типы защиты от сверхтока; его принцип и применение.


    Каталог

    I Что такое защита от сверхтока

    Защита от сверхтока (Over Current Protection) — это действие устройства защиты по току, когда ток превышает заранее установленный максимум.Когда ток, протекающий через защищаемый оригинал, превышает заданное значение, срабатывает защитное устройство, и время используется для обеспечения селективности действия, отключения автоматического выключателя или подачи сигнала тревоги.

    Многие электронные устройства имеют номинальный ток. Как только устройство превысит номинальный ток, оно сожжет устройство. Таким образом, эти устройства делают модуль защиты по току, когда ток превышает установленный ток, устройство автоматически отключается, чтобы защитить устройство, которое является защитой от перегрузки по току.Такие, как интерфейс USB на материнской плате компьютера, защита от перегрузки по току USB, как правило, должна защищать материнскую плату, не сгорает.

    Цепь питания с функцией максимальной токовой защиты

    Защита от перегрузки по току включает защиту от короткого замыкания и защиту от перегрузки. Защита от короткого замыкания характеризуется большим током уставки и мгновенным действием. Расцепители электромагнитного тока (или реле), предохранители часто используются в качестве компонентов защиты от короткого замыкания.Защита от перегрузки характеризуется меньшим током уставки, обратнозависимой выдержкой времени. Тепловые реле, реле электромагнитного тока с задержкой, обычно используемые в качестве компонентов защиты от перегрузки.

    Предохранители

    также широко используются в качестве компонентов защиты от перегрузки без значительного ударного тока.

    В системе TN при использовании предохранителей для защиты от короткого замыкания номинальный ток расплава должен быть менее 1/4 фазного тока короткого замыкания. С защитой автоматического выключателя ток уставки расцепителя максимального тока мгновенного срабатывания или срабатывания с короткой задержкой должен быть менее 2/3 тока однофазного короткого замыкания.

    Изучите знания о максимальной токовой защите более интуитивно:

    Как защитить цепи от скачков максимального тока


    II Как работает защита от сверхтока?

    В случае межфазного короткого замыкания, ненормального увеличения нагрузки в электросети или снижения уровня изоляции, ток внезапно возрастет, а напряжение внезапно упадет. Защита от перегрузки по току предназначена для установки рабочего тока реле тока в соответствии с требованиями селективности линии.Когда ток короткого замыкания в линии достигает значения срабатывания реле тока, реле тока действует в соответствии с избирательными требованиями устройства защиты, выборочно отключая линию короткого замыкания и запуская реле времени через свои контакты.

    После заданной задержки, реле времени касается точки, закрывается, катушка отключения выключателя включается, автоматический выключатель срабатывает, линия неисправности отсекается, и одновременно срабатывает сигнальное реле, сигнал доска падает, и включается световой или звуковой сигнал.

    При возникновении непредвиденных условий, таких как короткое замыкание нагрузки, перегрузка или отказ цепи управления, через переключающий транзистор в регуляторе протекает чрезмерный ток, что увеличивает потребляемую мощность лампы и выделяет тепло. Если нет устройства защиты от перегрузки по току, мощный переключающий транзистор может быть поврежден.

    Следовательно, максимальная токовая защита обычно используется в импульсных регуляторах.Самый экономичный и удобный способ — использовать предохранитель. Из-за небольшой теплоемкости транзисторов обычные предохранители, как правило, не могут обеспечить защиту. Обычно используются быстродействующие предохранители. Преимущество этого метода заключается в простоте защиты, но необходимо выбирать характеристики предохранителя в соответствии с требованиями безопасной рабочей зоны конкретного переключающего транзистора. Недостатком этой меры защиты от сверхтоков является неудобство частой замены предохранителей.

    Схема максимальной токовой защиты инвертора

    Токоограничивающая защита и защита от отключения по току, обычно используемые в линейных регуляторах, могут применяться в импульсных регуляторах.Однако в соответствии с характеристиками импульсного регулятора выход этой схемы защиты не может напрямую управлять переключающим транзистором, но выход максимальной токовой защиты должен быть преобразован в импульсную команду для управления модулятором для защиты переключающего транзистора.

    Чтобы обеспечить защиту от перегрузки по току, обычно необходимо использовать в цепи последовательно включенный резистор выборки, что повлияет на эффективность источника питания, поэтому он в основном используется в импульсных стабилизаторах малой мощности.В импульсных регулируемых источниках питания большой мощности, учитывая потребляемую мощность, следует по возможности избегать использования резистора выборки. Поэтому защиту от перегрузки по току обычно преобразуют в защиту от повышенного и пониженного напряжения.

    Защитное устройство предусмотрено в начале рассматриваемой цепи (см. Следующий рисунок)

    Действует для отключения тока за время короче, чем указано характеристикой I2t кабельной проводки цепи

    Но позволяя максимальному току нагрузки IB течь бесконечно

    Характеристики изолированных проводов при токах короткого замыкания в течение периодов до 5 секунд после возникновения короткого замыкания можно приблизительно определить по формуле:

    I2t = k2 S2

    , который показывает, что допустимое количество выделяемого тепла пропорционально квадрату площади поперечного сечения кондуктора.

    где

    t = Продолжительность тока короткого замыкания (секунды)

    S = Площадь поперечного сечения изолированного проводника (мм2)

    I = ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение)

    k = постоянная изолированного проводника (значения k приведены на рисунке 5)

    Для данного изолированного проводника максимально допустимый ток зависит от окружающей среды. Например, для высокой температуры окружающей среды (θa1> θa2), Iz1 меньше, чем Iz2 (см. Рис. 5). θ означает «температура».

    Примечание:

    ISC = трехфазный ток короткого замыкания

    ISCB = номинальный 3-фазн. ток отключения выключателя при коротком замыкании

    Ir (или Irth) [1] = регулируемый «номинальный» уровень тока; например автоматический выключатель с номинальным током 50 А можно отрегулировать так, чтобы он имел защитный диапазон, т. е. обычный уровень отключения при перегрузке по току, аналогичный уровню автоматического выключателя на 30 А.


    III Типы максимальной токовой защиты

    • Комплексный тип: разнообразные защиты в линейке.

    • Ограниченный тип мощности: ограниченный выход общей мощности

    • Перемотанный тип: начальный ток постоянный, напряжение падает до определенного значения, ток начал уменьшаться.

    • Тип игры: перегрузка по току, текущее напряжение упало до 0, а затем начало снова и снова расти.

    • Постоянный ток: постоянный ток, падение напряжения

    • Сравнение нескольких методов защиты от сверхтоков

    В таблице 1 перечислены несколько методов защиты от сверхтоков.

    Режим цепи

    Используемые компоненты

    Сложность отладки

    Степень защиты

    Потребляемая мощность

    Влияние на эффективность

    Резистор первичной цепи ограничения тока

    несколько

    легкий

    Плохо

    большой

    крупнее

    Цепь ограничения тока основного привода

    меньше

    проще

    хуже

    крупнее

    большой

    Нет цепи ограничения тока мощности

    подробнее

    проще

    лучше

    меньше

    меньше

    555 таймер цепи ограничения тока

    много

    легкий

    хорошо

    малая

    малая

    IV Примеры применения схемы защиты от перегрузки по току

    Защита от перегрузки по току — это когда ток короткого замыкания в цепи достигает значения срабатывания реле тока, ток реле тока устанавливается в соответствии с требованиями селективности линии.Термисторы PTC для защиты от перегрузки по току уменьшают остаточный ток, ограничивая потребление всей линии путем внезапного изменения их сопротивления.

    Они могут заменить традиционный предохранитель, широко используемый в двигателях, трансформаторах, импульсных источниках питания, электронных схемах, тепловой защите от сверхтоков, традиционный предохранитель не может быть восстановлен после перегорания линии, а защита от перегрузки по току с термистором PTC после неисправность устранена. Может быть восстановлена ​​до состояния предварительной защиты, когда неисправность возникает снова, может быть достигнута функция защиты от перегрузки по току.

    4.1 Трансформатор

    Первичное напряжение трансформатора напряжения составляет 220 В, вторичное напряжение — 16 В, вторичный ток — 1,5 А, первичный ток вторичной аномалии составляет около 350 мА, состояние защиты должно быть введено через 10 минут, рабочая температура трансформатора составляет -10-40 ℃, 15 ~ 20 ℃, термистор PTC установлен рядом с трансформатором, выберите термистор PTC для первичной защиты.

    При напряжении трансформатора 220 В, с учетом колебаний мощности максимальное рабочее напряжение должно достигать 220 В × (1 + 20%) = 264 В

    Выбор максимального рабочего напряжения термистора PTC 265 В.

    После расчета и фактического измерения первичный ток трансформатора при нормальной работе составляет 125 мА. Учитывая, что температура окружающей среды термистора PTC составляет до 60 ℃, можно определить, что нерабочий ток должен составлять 130 ~ 140 мА при 60 ℃.

    Принимая во внимание положение установки термистора PTC, температура окружающей среды может достигать -10 ℃ или 25 ℃, рабочий ток может быть определен при -10 ℃ или 25 ℃, должно быть 340 ~ 350 мА, время работы около 5 минут.

    Термистор PTC последовательно в первичной обмотке, результирующее падение напряжения должно быть как можно меньше, сам термистор PTC, мощность нагрева должна быть как можно меньше, общее падение напряжения термистора PTC должно быть менее 1% от общей мощности , R25 Вычислено:

    220 В × 1% ÷ 0,125 А = 17,6 Ом

    Фактическое измерение, короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора, первичный ток до 500 мА, с учетом короткого замыкания первичной обмотки, когда проходит большая часть тока, термистор PTC для определения максимального тока выше 1 А.

    С учетом того, что температура окружающей среды термистора PTC в месте установки может достигать 60 ℃, выбранная температура Кюри должна быть на основе 100 ℃. Но, учитывая низкую стоимость и термистор PTC, который не установлен в корпусе трансформаторной линии, более высокая температура поверхности не окажет отрицательного воздействия на трансформатор. Таким образом, температура может быть выбрана для температуры Кюри 120 ℃, так что термистор PTC может уменьшить диаметр, и стоимость может быть уменьшена.

    В соответствии с вышеуказанными требованиями см. Лист технических характеристик, выбранный стандарт, как показано ниже:

    А именно: максимальное рабочее напряжение 265 В, номинальное сопротивление нулевой мощности 15 Ом ± 25%, рабочий ток 140 мА, рабочий ток 350 мА, максимальный ток 1,2 А, температура Кюри 120 ℃ и максимальный размер 11,0 мм.

    4.2 Двигатель

    Когда двигатель запускается, нажмите кнопку блокировки SBi, запуск завершен (после стабилизации скорости двигателя), снова нажмите SBi, и схема защиты сработает.Для двигателей с коротким временем пуска (например, несколько секунд) SBi также может использовать обычные кнопки, если SBi удерживается нажатой во время процесса запуска.

    Когда двигатель работает нормально, вторичный индуцированный потенциал трансформатора тока TAi ~ TA3 невелик, и его недостаточно для срабатывания тиристора V. Как показано ниже.


    Схема защиты от перегрузки по току

    В в конструкции импульсного источника питания

    Импульсный источник питания, обычно используемая схема защиты от перегрузки по току.

    Через преобразователь вторичный ток, полученный преобразователем I / V, преобразуется в напряжение. После того, как напряжение принимает форму постоянного тока, оно сравнивается с установленным значением компаратором напряжения. Если напряжение постоянного тока больше установленного значения, выдается идентификационный сигнал. Однако этот датчик обнаружения обычно используется для контроля индукционного источника питания тока нагрузки.

    Итак, мы должны принять следующие меры. Поскольку пусковой ток в несколько раз превышает номинальный ток при запуске индуктивного источника питания и намного больше, чем ток в конце запуска.в случае простого контроля текущей батареи необходимый выходной сигнал должен быть получен при запуске индуктивного источника питания. Мы должны использовать таймер для установки времени запрета, чтобы индукционный источник питания не получал ненужный выходной сигнал до окончания запуска. По истечении таймера блок питания перейдет в состояние запланированного мониторинга.

    Импульсный источник питания генерирует высокий пусковой ток при включении питания. Следовательно, устройство плавного пуска для предотвращения пускового тока должно быть установлено на входе источника питания, чтобы эффективно снизить пусковой ток до допустимого диапазона.Пусковой ток в основном вызван зарядкой конденсатора фильтра, конденсатор на обмене показал меньшее сопротивление в начале включения переключателя. При отсутствии каких-либо защитных мер пусковой ток может приближаться к сотням А.

    Импульсный вход источника питания обычно использует схему фильтрации конденсатора, показанную на рисунке 6, конденсатор фильтра C может использовать низкочастотные или высокочастотные конденсаторы, низкочастотный конденсатор должен быть параллелен емкости высокочастотных конденсаторов, чтобы нести заряд и ток разряда.

    На рисунке резистор ограничения тока Rsc, который вставлен между выпрямителем и фильтрацией, предназначен для предотвращения воздействия пускового тока. Замыкание Rsc ограничивает зарядный ток конденсатора C. Через некоторое время напряжение на C достигает заданного значения или напряжение на конденсаторе C1 достигает рабочего напряжения реле T, и Rsc замыкается. В то же время, SCR может также использоваться для цепи Rsc. При замыкании из-за отключения тринистора конденсатор C заряжается через Rsc.Через некоторое время SCR включается, замыкая токоограничивающий резистор Rsc.

    Схема ограничения тока, изображенная на рисунке ниже, подходит для источников питания различных цепей. Выходная часть этой схемы делит землю с цепью управления.

    Принцип работы: в нормальных рабочих условиях, Il, протекающий в Rsc, не будет производить большого падения напряжения, тогда Q1 не будет включен. Если ток нагрузки достаточно велик, на Rsc будет генерироваться напряжение, обеспечивающее проводимость Q1.Если Q1 находится в выключенном состоянии, а C1 будет полностью разряжен, когда Ic1 = 0, Q2 также будет в выключенном состоянии. Если ток Il постепенно увеличивается, то Il * Rsc = VbeQ1 + Ib1R1

    В это время через коллектор будет протекать ток Ic1, и следующая постоянная времени будет заряжать C1 T = R2 * C1

    Тогда напряжение на C1 равно: Vc1 = Ib2R3 + VbeQ2

    Чтобы минимизировать нагрузочное влияние напряжения конденсатора, мы можем использовать табуретную трубку Дарлинга с более высоким HFE вместо Q2, так что базовый ток может быть ограничен до микроампер.Выбирая резистор R4, мы должны Намного больше, чем R3. Таким образом, при перегрузке по току конденсатор C1 быстро разрядится.

    Значение R2 составляет:

    IBL = (V1-VBEQ1) / R1

    и Ic1 = HfeQ1IBLMAX

    Итак, R2 «= (V1-VCEMAX) R1 / (V1-VBEQ1)

    При правильной конструкции схемы VCE может быстро достичь своего значения напряжения и смещать транзистор Q2 во включенное состояние, так что управляющий сигнал регулятора может быть отключен.

    Когда перегрузка будет устранена, цепь автоматически вернется в рабочее состояние.Если используется схема управления IC PWM с фиксированным компаратором ограничения тока, схема, показанная на рисунке 1B, мы помещаем резистор ограничения тока RSC на положительный вывод выхода, и можно получить хороший эффект ограничения тока.

    Когда выходная мощность имеет перегрузку или короткое замыкание, значение IGBT Vce становится больше. В соответствии с этим принципом мы можем принять защитные меры в цепи. Обычно для этого используется специальный привод EXB841, внутренняя схема которого может быть выполнена хорошо до затвора и плавного отключения, и имеет функцию внутренней задержки.Вы можете устранить помехи, вызванные неисправностью.

    Принцип его работы показан на рисунке 8. Информация о перегрузке по току Vce с IGBT не отправляется непосредственно на вывод 6 контроля напряжения коллектора EXB841, а быстро восстанавливается диодом VD1. Затем подключается к выводу 6 EXB841 через выход компаратора IC1. Устранение прямого падения напряжения зависит от текущей ситуации, использование порогового компаратора для повышения точности определения тока.В случае перегрузки по току драйвер: Схема низкоскоростного отключения EXB841 будет медленно отключать IGBT, чтобы не допустить повреждения устройств IGBT скачками тока коллектора.


    VI Заключение

    В последнее время широкое распространение получили импульсные источники питания, к надежности которых также предъявляются повышенные требования. После выхода из строя электронного продукта, если входной конец электронного продукта закорочен или выходной конец открыт, источник питания должен отключить свое выходное напряжение, чтобы защитить силовой MOSFET и выходное оконечное устройство от повреждения.В противном случае электронное изделие может получить дальнейшее повреждение или даже вызвать поражение электрическим током и возгорание операторов. Следовательно, должна быть улучшена максимальная токовая защита импульсного источника питания.


    VII FAQ

    1. Что такое схема максимальной токовой защиты?

    Устройства защиты от перегрузки по току включают автоматические выключатели и предохранители. Устройства защиты от сверхтоков предназначены для защиты от потенциально опасных эффектов сверхтоков, таких как ток перегрузки или ток короткого замыкания, который создает ток короткого замыкания.

    2. Для чего нужна максимальная токовая защита?

    Устройства защиты от сверхтоков защищают проводники цепи двумя способами. Они защищают проводники от условий перегрузки, а также от короткого замыкания или замыкания на землю. Если вы поставите слишком большую нагрузку на цепь, откроется устройство максимального тока.

    3. Каковы два основных принципа перегрузки по току?

    Тремя основными категориями или типами перегрузки по току являются перегрузка, короткое замыкание и замыкание на землю.

    4. Как работают устройства максимальной токовой защиты?

    Устройство защиты от перегрузки по току защищает цепь, размыкая устройство, когда ток достигает значения, которое вызовет чрезмерное или опасное повышение температуры в проводниках. Большинство устройств максимальной токовой защиты реагируют как на значения тока короткого замыкания или замыкания на землю, так и на условия перегрузки.

    5. Как защитить цепь максимального тока?

    Вставные предохранители используются для защиты печатной платы от условий перегрузки по току.Стеклянный предохранитель можно использовать в качестве вставного предохранителя или в держателе предохранителя.

    6. В чем разница между перегрузкой и перегрузкой по току?

    Защита от перегрузки по току — это защита от чрезмерных токов или токов, выходящих за пределы допустимого номинального тока оборудования. Обычно работает мгновенно. … Защита от перегрузки — это защита от перегрузки по току, которая может вызвать перегрев защищаемого оборудования.

    7.Каковы основные принципы защиты от сверхтоков?

    Релейная защита от перегрузки по току и защита с помощью предохранителей основаны на том принципе, что когда ток превышает заданное значение, это указывает на наличие неисправности (короткого замыкания). Эта схема защиты находит применение в радиальных распределительных системах с одним источником. Реализовать довольно просто.

    8. Что такое максимальная токовая защита с высокой уставкой?

    Устройство мгновенного действия с высокой уставкой может использоваться там, где полное сопротивление источника мало по сравнению с импедансом защищаемой цепи.Это позволяет сократить время работы при возможных высоких уровнях короткого замыкания.

    9. Что такое максимальная токовая защита?

    Максимальная токовая защита (MOCP) — это максимальный размер автоматического выключателя, который может использоваться для защиты ПРОВОДА и оборудования в условиях ожидаемого отказа. MOCP / MOP учитывает скачки при запуске и старение компонентов.

    10. В чем разница между перегрузкой и коротким замыканием?

    Короткое замыкание возникает при коротком замыкании между линией и землей.Перегрузка возникает, когда оборудование потребляет избыточный ток от источника питания. Короткое замыкание обычно происходит, когда нейтральный и находящийся под напряжением провода соприкасаются друг с другом. Перегрузка возникает, когда количество устройств, подключенных к одному сокету, больше.


    Рекомендация книги

    Руководство по реализации защиты электроэнергии как в новых, так и в существующих системах на индивидуальных и коммерческих объектах. Сосредоточившись на системах в диапазоне низкого и среднего напряжения, книга помогает в решении проблем защиты и координации с использованием микрокомпьютеров, а также более традиционных методов.В тексте приведены пошаговые инструкции для быстрого решения проблем. Он показывает, как проектировать интеллектуальное распределительное устройство, и включает важную информацию по настройке рабочей станции защиты и координации. Текст должен соответствовать требованиям Национального электротехнического кодекса и Национального института стандартов.

    — Майкл А. Энтони (Автор)


    Релевантная информация об «Истории интегральной схемы и ее типах упаковки»

    О статье «Интеграция истории схем и ее типов упаковки». Если у вас есть лучшие идеи, не стесняйтесь писать свои мысли в следующей области комментариев.Вы также можете найти больше статей об электронных полупроводниках через поисковую систему Google или обратиться к следующим связанным статьям.

    Альтернативные модели

    Часть Сравнить Производителей Категория Описание
    Производитель.Часть #: KA7909TU Сравнить: Текущая часть Производитель: Fairchild Категория: Регуляторы напряжения Описание: FAIRCHILD SEMICONDUCTOR KA7909TU Линейный регулятор напряжения, 7909, фиксированный, от -35В до -10В на входе, -9В и 1А на выходе, TO-220AB-3
    Производитель.Номер детали: KA7909 Сравнить: КА7909ТУ VS КА7909 Производитель: Fairchild Категория: Описание: 3-контактный регулятор отрицательного напряжения на 1 А
    Производитель.Номер детали: TS7909CZ Сравнить: KA7909TU VS TS7909CZ Производитель: Taiwan Semiconductor Категория: Линейные регуляторы Описание: В РЕГ -9В, 7909, ТО-220-3; Тип регулятора напряжения: фиксированный отрицательный; Напряжение, макс. Вход: -11 В; Напряжение, макс. Выход: -9….
    Номер детали: KA7909 Сравнить: КА7909ТУ VS КА7909 Производители: Samsung Категория: Описание: Стандартный стабилизатор с фиксированным отрицательным сопротивлением, 9 В, PSFM3

    Устройства защиты от перегрузки и перегрузки по току — Basic HVAC

    Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы слушать, как вы читаете этот раздел.

    Однополюсный автоматический выключатель на 15 А

    Автоматический выключатель — это электромеханическое устройство, предназначенное для автоматического размыкания одного или нескольких незаземленных проводов цепи в случае неисправности. Они используют термическое воздействие и биметаллическую полосу для защиты от условий перегрузки, а также магнитную чувствительную катушку для защиты от ситуаций перегрузки по току. Основное преимущество автоматических выключателей перед предохранителями заключается в том, что их можно повторно настроить.

    Примеры обычных предохранителей

    A Предохранитель — это простое устройство, которое защищает проводники и оборудование цепи от повреждения из-за превышения нормальных значений неисправности.Он разработан как самое слабое звено в цепи. Это изолированная трубка, содержащая полоску 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 элементы предохранителя сгорают всего за доли секунды. Чем выше значения тока повреждения, тем быстрее сработает предохранитель. В случае перегрузки элементам предохранителей может пройти несколько секунд или даже минут, прежде чем тепловые воздействия приведут к размыканию плавкой вставки.

    Предохранители бывают двух категорий: быстродействующие предохранители (тип P) и предохранители с выдержкой времени (тип D). Предохранители, используемые в цепях двигателя, должны выдерживать интенсивный пусковой ток при первом запуске двигателя, поэтому мы устанавливаем в эти цепи предохранители с выдержкой времени, также известные как «двухэлементные предохранители».

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

    Номинальное напряжение

    Предохранители и автоматические выключатели должны быть рассчитаны по крайней мере на значение напряжения цепи, которую они предназначены для защиты.

    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 или превышать напряжение системы.

    Например, предохранитель, рассчитанный на 240 В RMS, будет приемлем для использования в цепи 120 В.Однако при использовании в цепи 600 В. напряжение предохранителя превысит номинальное.

    Продолжительный режим

    Номинал продолжительного режима описывает максимальное номинальное значение среднеквадратичного значения тока, на которое рассчитано устройство максимального тока для непрерывной работы без отключения. Вообще говоря, номинал предохранителя или выключателя ампер не должен превышать допустимую нагрузку цепи по току, но есть исключения, такие как определенные цепи двигателя.

    Если не указано иное, номинальная продолжительность непрерывной работы предохранителей и автоматических выключателей составляет 80% от их указанного номинального тока. Это означает, что стандартный автоматический выключатель на 15 А обычно предназначен для использования в цепи с максимальным током 12 А.

    Отключающая способность

    Когда происходит короткое замыкание или замыкание на землю, сопротивление цепи падает до нуля Ом , вызывая протекание очень больших значений тока. Этот чрезвычайно быстрый рост тока короткого замыкания может вызвать повреждение проводов и оборудования из-за перегрева, и его необходимо как можно быстрее погасить.

    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, способных к большим токам повреждения, предохранители с высокой разрывной способностью (HRC) могут отключать токи до 200 000 ампер за счет использования дугогасящих наполнителей, таких как кварцевый песок, чтобы помочь прервать ток повреждения.

    Текстовые ссылки

    Цепи защиты инвертора: (а) максимальная токовая защита…

    В данной статье представлен современный обзор преобразователей постоянного тока с высоким преобразованием высокого напряжения (HCHV) для системы распределения энергии современного летательного аппарата. Более высокие напряжения на шине постоянного тока стали тенденцией в последних разработках летательных аппаратов из-за потенциального уменьшения размера и веса остальной части системы питания и увеличения удельной мощности. Некоторые внешние источники энергии постоянного тока, такие как топливные элементы, батареи и суперконденсаторы, могут иметь низкое напряжение, и для их интеграции с высоковольтной шиной постоянного тока требуются преобразователи постоянного тока HCHV.С другой стороны, требуются понижающие преобразователи с высокой степенью преобразования между шиной постоянного тока и различными низковольтными электронными нагрузками. Подробный обзор преобразователей HCHV DC-DC для авиационной системы распределения энергии 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 делит топологии двухпортовых преобразователей постоянного тока на однонаправленные и двунаправленные преобразователи, за которыми следуют дальнейшие классификации, основанные на схемах изоляции и управления.Многопортовые преобразователи постоянного тока в постоянный для Архитектуры II классифицируются на основе номеров портов и методов подключения к источнику. В этом обзоре исследуются несколько топологий в рамках каждой категории или классификации, выделяются выбранные принципиальные схемы, их особенности и недостатки. В документе представлено несколько содержательных сравнений различных двунаправленных преобразователей для архитектуры I и многопортовых преобразователей для архитектуры II, чтобы разработчик мог выбрать подходящий преобразователь. Что касается характеристик преобразователя, в этой статье основное внимание уделяется усилению постоянного напряжения, плотности мощности, эффективности и надежности, поскольку эти качества имеют первостепенное значение в авиационном приложении.

    Разница между перегрузкой по току, перегрузкой и перенапряжением

    Основная разница между перегрузкой, перегрузкой по току и перенапряжением

    Новички и новички должны прояснить основные понятия из-за запутанных терминов, используемых в теориях и исследованиях электротехники и электроники, таких как короткое замыкание, перегрузка по току , перенапряжение и перегрузка и т. д.

    Эти термины и выражения имеют вероятное значение, но имеют разные характеристики, такие как перегрузка и короткое замыкание, перенапряжение и высокое напряжение и т. д.Теперь давайте посмотрим, в чем разница между перегрузкой, перенапряжением и перегрузкой по току.

    Что такое перегрузка по току?

    Перегрузка по току — это состояние, при котором в цепи начинает течь чрезмерный ток из-за перегрузки и особенно короткого замыкания.

    В случае короткого замыкания в цепи начинает течь очень сильный ток, когда уровень напряжения на клеммах нагрузки становится почти нулевым, что приводит к нарушению изоляции, возгоранию, повреждению оборудования и энергосистемы даже к серьезному и опасному взрыву .

    Например, точка отключения автоматического выключателя на 125 А (магнитное расцепление), рассчитанное на 200%, подключена к цепи нагрузки 100 А. Когда ток нагрузки увеличится и достигнет предела 125 А, он в конце концов отключится. Если ток увеличится до 200 А, выключатель сработает мгновенно и защитит цепь от перегрузки по току из-за короткого замыкания и т. Д.

    Защита от перегрузки по току:

    Защита от перегрузки по току обычно представляет собой защиту от короткого замыкания, когда чрезмерный ток начинает течь в цепь, приводящая к повреждению подключенного оборудования.

    Предохранители, автоматические выключатели, реле максимального тока, ограничители тока, датчики температуры и твердотельные переключатели питания используются против устройств защиты от сверхтока. Кроме того, термомагнитный прерыватель цепи используется как для защиты от перегрузки по току, так и для защиты от перегрузки.

    Что такое перегрузка?

    Электрическая перегрузка — это состояние, при котором нагрузка потребляет больше тока, чем нормальный или номинальный ток.

    Например, провод калибра 12 может безопасно пропускать ток 20 ампер.Цепь может быть защищена минимум 20 А или 125% тока нагрузки, т.е. (20 А тока нагрузки x 125% = 25 А). В этом случае для защиты мы должны использовать автоматический выключатель на 25 А. Теперь, если мы используем автоматический выключатель на 30–35 А вместо номинального выключателя, это означает, что автоматический выключатель будет пропускать ток от 30 до 35 ампер в цепь нагрузки, которая течет по проводам, рассчитанным на 20 А. Другими словами, автоматический выключатель может пропускать ток, превышающий номинальный, который может выдерживать ток только до 20 А. В этом случае провода могут нагреться и загореться или повредить цепь и подключенные приборы, в то время как выключатель не сработает, поскольку мы не использовали автоматический выключатель надлежащего размера и номинала для защиты .

    Другим примером перегрузки является подключение нагрузки 1,5 кВт к генератору, инвертору или трансформатору мощностью 1 кВт и т. Д. Или когда через цепь протекает ток, в 1,5 раза превышающий номинальный.

    Перегрузка — это перегрузка по току в цепи, которая вызывает перегрев подключенного устройства, следовательно, перегрузка — это тип перегрузки по току.

    Защита от перегрузки:

    Защита от перегрузки фактически является защитой от перегрева из-за протекания сверхтока в цепи в течение определенного времени.

    Плавкие предохранители и реле перегрузки используются для защиты от перегрузки, тогда как термомагнитный автоматический выключатель используется как для защиты от перегрузки по току, так и для защиты от перегрузки. «Магнитный» элемент обеспечивает защиту от перегрузки по току, а «тепловой» элемент защищает схему от «перегрузки», когда он работает по кривой с обратнозависимой выдержкой времени, т.е. время отключения становится меньше при увеличении тока.

    Обычно схема защиты от перегрузки срабатывает, когда в цепи начинает течь ток, на 120–160% больший, чем номинальный ток источника питания.

    Что такое перенапряжение?

    Перенапряжение — это состояние, при котором рабочее напряжение или напряжение питания выше номинального напряжения системы, указанного производителем.

    Как следует из названия, перенапряжение — это напряжение питания устройства, превышающее его номинальное номинальное напряжение. Короче говоря, напряжение выше допустимого называется перенапряжением.

    Обычно, когда напряжение питания увеличивается до 1,1 (что составляет 110%) от номинального напряжения устройства, известно перенапряжение, если это не указано производителем.

    Например, если номинальное напряжение, указанное на паспортной табличке, номинальное напряжение машины составляет 230 В переменного тока ± 10%. Теперь, если напряжение питания увеличивается до 250 В +, система становится нестабильной из-за перенапряжения (потерь в железе), что приводит к чрезмерному нагреву и может повредить устройство и оборудование.

    Защита от перенапряжения: Перенапряжение

    , вызванное ударами молнии, энергосистемой, импульсными перенапряжениями, нарушением изоляции и т. Д., Может быть защищено лавинными диодами, зависимыми от напряжения резисторами (VDR), газоразрядными клапанами, громоотводами, дугогасителями и т. Д.

    Как правило, электронные схемы на основе стабилитронов в основном используются для защиты от перегрузки малого уровня. Схема защиты от перенапряжения сработает, когда напряжение питания возрастет на 110–130% выше номинального напряжения устройства. Таким образом, он отключит питание, чтобы защитить устройство от перенапряжения, которое может привести к повреждению подключенного устройства.

    Связанные сообщения:

    DIY Схема защиты от перегрузки по току — Hackster.io

    Введение

    Как новичок в электронике, вы довольно ограничены, когда дело доходит до питания ваших недавно изготовленных схем.Это не будет проблемой, если вы не сделаете абсолютно никаких ошибок. Но, давайте признаем, что это большая редкость. Таким образом, независимо от того, испортили ли вы соединение на выходной стороне вашей ИС или перепутали полярность конденсатора, что-то будет разрушено, потому что ваш источник питания будет откачивать перегрузку по току в соответствии с установленным напряжением, не имеет значения. Одним из решений этой проблемы является использование настольного источника питания переменного тока с функцией ограничения тока, чтобы мы могли предотвратить большой ток тока при возникновении ошибки, но это довольно дорого.Очевидно, это неприменимо при создании проекта с батарейным питанием. В этом проекте я покажу вам, как создать простую схему, которая соединяется между вашим источником питания и вашими цепями и прерывает ток при достижении установленного предела тока.

    Вещи, которые вам нужны!

    • 2 x LM358P: http://bit.ly/2CbXaRO
    • 1 x реле без фиксации, 12 В постоянного тока: http://bit.ly/2CbAe53
    • 1 цементный резистор 0,5 Ом: http://bit.ly / 2CbaBkW
    • 1 тактильный переключатель: http: // bit.ly / 2H8oqWW
    • 1 зеленый светодиод: http://bit.ly/2M80kKU
    • 2 резистора 20 кОм: http://bit.ly/2QDrzh5
    • 1 переменный резистор 10 кОм: http: // bit .ly / 2Fnpxk3
    • 1 x 1N4007 Диод: http://bit.ly/2PhBjgk
    • 2 x Терминальные разъемы: http://bit.ly/2VLIoKa
    • 1 x Гнездо IC: http://bit.ly / 2h4p9st
    Этот проект спонсируется LCSC. Я использовал электронные компоненты с сайта LCSC.com. LCSC твердо привержен предложению широкого выбора подлинных высококачественных электронных компонентов по лучшей цене.Зарегистрируйтесь сегодня и получите скидку 8 долларов на первый заказ.

    Работа контура!

    Первый компонент, который нам нужен для схем, — это реле, которое состоит из катушки и переключающих контактов, что означает, что когда на катушку не подается напряжение. Когда на катушку подается не менее 3,8 В, контакты размыкаются / замыкаются. Теперь мы можем использовать один из контактов изменения, когда нет перегрузки по току, и размыкать контакты, когда перегрузка по току. NPN-транзистор используется последовательно с катушкой, а также резистор 1 кОм между напряжением питания и базой транзистора.

    Теперь, если напряжение приложено к цепи, ток будет течь через транзистор, который начинается ближе к его пути коллектор-эмиттер. Следовательно, катушка находится под напряжением, и контакты замыкаются. Конечно, мы не должны забывать добавить обратные диоды, чтобы предотвратить перенапряжения на коллекторе. Чтобы визуально убедиться в отсутствии проблем с перегрузкой по току, я предпочитаю использовать зеленый светодиод с токоограничивающим резистором.

    Чтобы отключить реле в случае возникновения проблемы, мы можем добавить второй NPN-транзистор к базе первого транзистора. Если сигнал ошибки подается на базу второго транзистора и, таким образом, катушка отключится, светодиод будет выключится, и контакты откроются для обнаружения перегрузки по току.Хотя нам нужен недорогой силовой резистор, например, 5-ваттный резистор на 0,5 Ом. Просто добавив его последовательно между напряжением питания и первыми контактами реле, он создает падение напряжения, пропорциональное протекающему току, но поскольку это падение напряжения довольно низкое, мы сначала должны использовать операционный усилитель в конфигурации дифференциального усиления. .

    Чтобы получить большее напряжение, при котором мы можем работать с этим усиленным сигналом, он подключается к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, инвертирующий вход которого напрямую подключен к потенциометру.Настраивая потенциометр, мы можем создать переменное опорное напряжение, и, поскольку операционный усилитель действует как компаратор, его выход будет повышен, если текущее напряжение измерения выше опорного напряжения. Эти срабатывающие выходы, наконец, подключаются к базе второго транзистора через резистор, в витках реле даже перегрузки по току.

    Когда реле больше не активируется, протекающий ток уменьшается на выходе компаратора, и, следовательно, реле один раз активируется.Но поскольку при срабатывании реле снова будет протекать сверхток, компаратор срабатывает еще раз, и цикл повторяется снова и снова. Опять же, чтобы исправить это, мы могли подключить резистор, нормально замкнутую кнопку и другой еще неиспользуемый нормально замкнутый контакт реле последовательно к базе второго транзистора.

    Схем

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.