O que é seletividade de disjuntores + princípios para cálculo de seletividade

A seletividade ou seletividade dos disjuntores é fundamental para garantir a operação confiável de um circuito elétrico. Esta função ajuda a prevenir situações de emergência e eleva a segurança a um nível superior.

Em caso de sobrecarga ou curto-circuito na linha, apenas a linha danificada fica protegida, o resto da instalação elétrica permanece em condições de funcionamento. Analisaremos detalhadamente por que isso acontece neste artigo, consideraremos as principais tarefas da proteção seletiva, diagramas de conexão e suas características.

Também estaremos atentos ao cálculo da seletividade e às regras para a criação de um mapa, dotando o material de diagramas visuais, tabelas e fotos. E complementaremos o artigo com explicações detalhadas em vídeos.

O significado e as principais tarefas da proteção seletiva

A operação segura e estável das instalações elétricas são as tarefas atribuídas à proteção seletiva. Ele calcula e corta instantaneamente a área danificada sem interromper o fornecimento de energia para áreas saudáveis. A seletividade reduz a carga da instalação e reduz as consequências de um curto-circuito.

Com o bom funcionamento dos disjuntores, as solicitações de alimentação ininterrupta e, consequentemente, o processo tecnológico são atendidos ao máximo.

Quando o equipamento automático que realiza a abertura apresentar defeito em decorrência de curto-circuito, graças à seletividade, os consumidores receberão energia normal.

A regra que estabelece que a quantidade de corrente que passa por todas as chaves de distribuição instaladas atrás do disjuntor de entrada é menor que a corrente designada deste último é a base da proteção seletiva.

No total estes denominações pode haver mais, mas cada um deve estar pelo menos um passo abaixo do introdutório. Portanto, se um disjuntor de 50 A for instalado na entrada, um interruptor com corrente nominal de 40 A será instalado próximo a ele.

O disjuntor é composto pelos seguintes elementos: alavanca (1), terminais roscados (2), contatos móveis e fixos (3, 4), placa bimetálica (5), parafuso de ajuste (6), solenóide (7), grade extintora de arco (8), travas (9)

Usando a alavanca, você pode ligar ou desligar a entrada de corrente nos terminais. Os contatos são conectados aos terminais e fixos. O contato móvel com a mola serve para abertura rápida, e o circuito é conectado a ela através de um contato fixo.

O desacoplamento, caso a corrente ultrapasse seu valor limite, ocorre devido ao aquecimento e flexão da placa bimetálica, bem como do solenóide.

As correntes de disparo são ajustadas usando um parafuso de ajuste. Para evitar a ocorrência de arco elétrico durante a abertura do contato, foi introduzido no circuito um elemento como uma grade extintora de arco. Existe uma trava para proteger o corpo da máquina.

A seletividade, como recurso da proteção do relé, é a capacidade de detectar uma unidade de sistema com defeito e isolá-la da parte ativa do EPS.

Aqui está um diagrama do quadro elétrico, mostrando claramente como a carga é distribuída por todo o apartamento. Antes de instalar a máquina, é necessário calcular a potência total do equipamento que será conectado a ela

A seletividade dos autômatos é sua capacidade de trabalhar alternadamente. Se este princípio for violado, tanto os disjuntores quanto a fiação elétrica aquecerão.

Como resultado, pode ocorrer um curto-circuito na linha, queima dos contatos fusíveis e do isolamento. Tudo isso levará à falha de aparelhos elétricos e ao incêndio.

Digamos que haja uma emergência em uma longa linha de energia. De acordo com a regra principal da seletividade, a máquina mais próxima do local do dano é acionada primeiro.

Caso ocorra um curto-circuito em uma tomada de um apartamento comum, a proteção da linha da qual esta tomada faz parte deverá ser acionada no painel. Caso isso não aconteça, é a vez do disjuntor do painel, e somente atrás dele - o de entrada.

Seletividade absoluta e relativa de proteção

O conceito de seletividade é definido GOSTotm IEC 60947-1-2014. Existem dois tipos de seletividade – absoluta e relativa. Se a proteção for coordenada de forma a funcionar exclusivamente dentro da área protegida, isso indica a sua seletividade absoluta.

Nestas circunstâncias, a corrente máxima de seletividade torna-se igual à capacidade máxima de interrupção do disjuntor localizado abaixo.

O acionamento como backup, quando não ocorreu um desligamento na área problemática, é chamado de proteção relativamente seletiva.Neste caso, os interruptores localizados acima estão desligados.

Se o valor de corrente especificado do disjuntor for excedido, ou seja, na ausência de grandes sobrecargas, a proteção seletiva funciona quase sem falhas. É muito mais difícil conseguir isso com curtos-circuitos.

As empresas publicam dados sobre produtos fabricados no corpo do dispositivo e em seus sites. É importante ler corretamente marcação de máquinas — os pacotes de interruptores são formados apenas de acordo com as tabelas de um fabricante específico. Deve-se ter em mente que os grupos organizados de forma relativa desempenham um grande número de funções.

As tabelas de seletividade que os fabricantes anexam aos seus produtos simplificam a tarefa. Utilizando-os são criados grupos com seletividade de atuação

A letra “T” na tabela indica a seletividade completa de um par de dispositivos e o número indica seletividade parcial. Quando o valor limite esperado da corrente de falta for menor que o número indicado na tabela, a seletividade será garantida

Para verificar a seletividade entre a máquina acima e abaixo, encontre a intersecção da vertical e da horizontal. Garantir a seletividade é uma tarefa muito importante na alimentação de consumidores pertencentes a uma categoria especial.

Na sua ausência, o processo produtivo pode parar, as linhas podem ser danificadas, os sistemas de ar condicionado, sistemas de remoção de fumaça e outros serão desligados.

Tipos de esquemas de conexão seletiva

Além da seletividade absoluta e relativa, existem mais 7 tipos de proteção seletiva:

• zona;
• tempo-corrente;
• energia;
• temporário;
• completo;
• parcial;
• atual

Para garantir a seletividade necessária de autoproteção de redes elétricas com disjuntores, são utilizados diferentes métodos. Mas de qualquer forma é importante instale o interruptor corretamente, seguindo o diagrama selecionado e as regras de instalação.

Tipo #1 – proteção total e parcial

Proteção total significa que se um par de disjuntores estiver conectado em série, o aparecimento de sobrecorrentes causa o desligamento daquele localizado próximo à zona de falha.

A proteção parcial opera com o mesmo princípio da proteção total, mas somente depois que a corrente atinge o limite definido.

A seletividade de desligamento proporcionada pelos disjuntores (A e B) é que o curto-circuito, não importa onde ocorra na instalação elétrica, será cortado pela chave mais próxima localizada acima deste ponto. Os dispositivos restantes não serão desligados

Se a seletividade for garantida ao menor dos valores atuais de dois AVs, há motivos para falar em seletividade completa entre eles. Neste caso, o valor máximo da corrente de curto-circuito estimada da instalação em qualquer circunstância será igual ou inferior ao valor da corrente dos dois disjuntores.

Tipo #2 – tipo de seletividade atual

O principal indicador da seletividade da corrente é a marca da corrente máxima. Do objeto à entrada, os valores são organizados em ordem crescente. A operação desta seletividade de proteção baseia-se na mesma base da seletividade temporal.

A única diferença é que a velocidade do obturador é baseada no valor da corrente - conforme o ponto de curto-circuito se aproxima da entrada, as leituras da corrente de curto-circuito aumentam. O tempo de desligamento pode ser o mesmo.

A zona danificada devido a um curto-circuito é determinada pelo ajuste de disparo para diferentes valores de corrente. A seletividade total só pode ser alcançada em condições onde a corrente de curto-circuito é baixa e no intervalo entre dois disjuntores existe equipamento com considerável resistência elétrica.Nesta situação, as correntes de curto-circuito serão significativamente diferentes.

Este tipo de seletividade é utilizado principalmente em quadros finais. Isto combina uma corrente nominal de valor insignificante e uma corrente de curto-circuito com alta impedância dos cabos de conexão.

Esta opção de seletividade é econômica, simples e funciona instantaneamente. No entanto, muitas vezes a seletividade indicada pode ser parcial porque a corrente mais alta geralmente é pequena.

A foto mostra a seletividade atual usando AV. Com este tipo de seletividade, ocorre um deslocamento ao longo do eixo atual das características atuais das máquinas localizadas uma após a outra

Quando os valores de Isd1 e Isd2 são iguais ou extremamente próximos, então Is - a corrente de seletividade máxima é igual a Isd2. Se esses valores forem muito diferentes, Is = Isd1.

A condição para garantir a seletividade da corrente são as seguintes desigualdades: Ir1/Ir2 > 2 e Isd1/Isd2 > 2. Neste caso, a seletividade máxima é Is = Isd1.

As desvantagens incluem o rápido aumento no nível de configurações de proteção contra altas correntes. É impossível desconectar rapidamente uma corrente danificada se uma das máquinas estiver com defeito.

Ao calcular as configurações de proteção de corrente, é necessário levar em consideração as correntes reais que passam pelos disjuntores operando em modo automático.

Tipo #3 - opção de hora e hora atual

Quando há vários disjuntores em um circuito que possuem características de corrente idênticas, mas tempos de retenção diferentes, então, em caso de mau funcionamento, eles seguram um ao outro. Aquele que estiver localizado próximo ao local do dano funcionará imediatamente, o próximo funcionará depois de algum tempo, etc.

Neste circuito de 2 níveis, a chave “A” possui um tempo de permanência que proporciona seletividade completa com as características de AB “B”

No caso da seletividade tempo-corrente, os dispositivos de proteção reagem não apenas à corrente, mas também à duração da reação. Em um determinado valor de corrente, após algum tempo de atraso, a proteção é acionada, sendo a distância até o local da falta menor. A parte funcional da instalação não desliga.

A foto mostra um gráfico de seletividade temporal usando AB. As características tempo-corrente das chaves B e A não se cruzam. Eles estão organizados em etapas

A combinação de seletividade de corrente e tempo aumenta a eficiência de disparo. Quando Isc B< Irm A, a seletividade é completa e a operação ocorre instantaneamente. AB, localizado acima, está equipado com duas configurações: Im A e Ii A. A primeira é um corte seletivo de corrente, a segunda é uma resposta instantânea.

Tipo #4 – seletividade energética das máquinas

Com a seletividade energética, ocorrem desligamentos dentro do corpo da máquina. A duração do processo é tão curta que a corrente de curto-circuito não tem tempo de se aproximar do seu valor limite.

O sistema de proteção tempo-corrente é considerado complexo. Isto envolve não apenas a reação à corrente, mas também o tempo durante o qual isso ocorre.

À medida que a corrente aumenta, o tempo de resposta da máquina diminui. A base para este tipo de seletividade é a regulação da proteção de tal forma que, por parte do objeto protegido, ela opere mais rapidamente em todos os valores limites de corrente, em comparação com o disjuntor na entrada.

Tipo #5 – esquema de defesa de zona

O método de zona é complexo e caro, por isso é usado principalmente na indústria.Assim que os limites atuais atingem o máximo, os dados são enviados para o centro de controle e a máquina selecionada é acionada. Uma rede elétrica com este tipo de seletividade inclui disparadores eletrônicos especiais.

Quando uma violação é detectada, um sinal é enviado da chave localizada abaixo para o dispositivo localizado acima. A primeira máquina deve responder dentro de um segundo. Se não reagir, o segundo é acionado.

Comparando esse tipo de seletividade com a seletividade de tempo, você pode ver que o tempo de resposta neste caso é muito menor - às vezes centenas de milissegundos. Tanto a percentagem de intervenção no sistema como a percentagem dos seus danos são reduzidas. As influências térmicas e dinâmicas em partes da instalação são reduzidas. O número de níveis de seletividade está aumentando.

Quando as correntes que circulam pelos dispositivos de proteção atingem um valor superior aos seus próprios ajustes, o sinal de bloqueio é transmitido por cada disjuntor para o nível de proteção superior.

No caso de seletividade de zona, a proteção localizada no lado da fonte é acionada, se tomarmos como ponto de partida a localização do curto-circuito. Até que a máquina seja acionada, o controle é exercido para garantir que o dispositivo de proteção no lado carregado não emita um sinal semelhante.

Mas tal seletividade requer a presença de uma fonte de energia adicional. Portanto, o uso racional deste tipo de seletividade é em sistemas com parâmetros de corrente de curto-circuito elevados e corrente significativa. São dispositivos de comutação e distribuição localizados no lado da carga de geradores e transformadores.

Cálculo da seletividade das máquinas

Alfabetizado seleção de máquina e o ajuste correto é o princípio básico para manter a seletividade dos disjuntores. A seletividade para a chave localizada próxima à fonte garante o cumprimento do requisito: Is.o.last ≥ Kn.o.∙ I k.prev.

Aqui eu estou por último. - o valor atual que aciona a proteção. Eu k.pred. — corrente de curto-circuito no ponto final da zona abrangida pela ação da máquina, localizado longe da fonte de energia. Não. — coeficiente de confiabilidade. Seu valor depende da distribuição dos parâmetros.

A classificação da máquina para o circuito é selecionada não apenas por cálculo, mas também de acordo com esta tabela, com foco na seção transversal dos cabos do circuito

O alinhamento tс.о.last ≥ tк.prev.+ ∆t demonstra seletividade no caso de ajuste AV dependente do tempo. tс.о.último, tк.prev. — intervalos de tempo para operação de interruptores localizados a grande distância da fonte de energia e localizados nas proximidades. ∆t é um parâmetro retirado do catálogo e denota o grau temporal de seletividade.

Mapa de seletividade e regras para sua criação

As características tempo-corrente de todos os dispositivos incluídos no circuito da rede elétrica são representadas no mapa de seletividade. O objetivo da sua compilação é garantir a máxima proteção às máquinas. A base da proteção de interruptores é o princípio pelo qual os interruptores são conectados um após o outro estritamente em série.

Há uma série de regras que são necessárias ao criar um mapa de seletividade:

1. As instalações devem ter uma fonte de tensão.
2. Todos os pontos importantes do projeto devem estar claramente visíveis. Tendo em conta este requisito, é necessário escolher uma escala.
3. O mapa indica as propriedades de proteção, parâmetros mínimos e máximos de curto-circuito em pontos do sistema.

Freqüentemente, os padrões de projeto são violados e faltam mapas de seletividade nos projetos. Isso pode levar a interrupções no fornecimento de energia aos consumidores.

As características das máquinas conectadas em série, uma após a outra, são plotadas no mapa. O diagrama em si é construído em eixos

O mapa dá uma visão completa da coordenação das configurações. Ele oferece uma oportunidade de comparar a operação de máquinas com base em características como a seletividade.

As variedades de eixos tempo-corrente são a base não apenas para a construção de mapas de seletividade para proteção de corrente na forma de disjuntores, mas também para seus outros tipos: fusíveis, retransmissão. Normalmente, um cartão contém 2 a 3 características AB. O eixo das abcissas mostra o valor da corrente em kV e o eixo das ordenadas mostra o tempo em segundos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Problemas com o funcionamento dos disjuntores e sua eliminação:

Desenhar um mapa de seletividade usando um programa especial:

O uso confiável e seguro da fiação elétrica é impossível sem levar em conta a seletividade das máquinas. Conhecendo os principais pontos da criação de proteção seletiva, você poderá selecionar com competência os equipamentos para o seu projeto técnico.

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