Zabezpieczenia

Moduł doboru zabezpieczeń w programie OeS 6 wspiera Użytkownika w zakresie:

• modelowania zabezpieczeń,
• doboru nastaw,
• określania współczynników czułości członów zabezpieczeniowych,
• sprawdzenia selektywności ciągów zabezpieczeń,
• sprawdzenia czasu reakcji zabezpieczeń.

Modelowanie zabezpieczeń

Zabezpieczenie jest bezpośrednio przyporządkowane do łącznika, będącego obiektem wykonawczym.

Parametryzacja zabezpieczenia rozpoczyna się od wyboru jego rodzaju, przy czym w programie OeS zabezpieczenia są podzielone na 3 główne grupy:

• bezpieczniki i rozłączniki bezpiecznikowe o charakterystykach bezpiecznikowych pasmowych,
• wyłączniki instalacyjne o charakterystykach czasowo zależnych pasmowych z członem zwarciowym niezależnym,
• zabezpieczenia cyfrowe określone dowolną zależnością (funkcją).

Dla każdego rodzaju zabezpieczenia oraz stopnia zabezpieczenia cyfrowego należy określić strefę zabezpieczenia oraz oczekiwany współczynnik czułości. Służą do tego odpowiednie zakładki w panelu parametrów zabezpieczenia.

Parametryzacja wyłącznika instalacyjnego

Pierwszym etapem parametryzacji jest wprowadzenie czasu własnego wyłącznika oraz prądu znamionowego. Pierwszy zakres charakterystyki wyłącznika instalacyjnego składa się z pasma definiowanego za pomocą punktów. Druga nastawa jest granicą pobudzenia członu zwarciowego bezzwłocznym, reagującego pasmowo w zależności od zdefiniowanych krotności prądu wyzwalania. Można również pobrać parametry zabezpieczeń zapisanych w bazie danych zabezpieczeń.

Parametryzacja zabezpieczenia cyfrowego

Za pomocą klasy zabezpieczenia cyfrowego można zamodelować dowolną charakterystykę zabezpieczenia nadprądowego. Parametryzację należy rozpocząć od wyboru kryterium zabezpieczeniowego. Dostępne kryteria to: nadprądowe oraz ziemnozwarciowe, o takim samym sposobie parametryzacji.

Całkowity czas reakcji zespołu zabezpieczeniowego jest sumą następujących czasów:

• czasu własnego łącznika,
• czasu własnego zabezpieczenia,
• nastawy zwłoki pobudzanego członu.

 Parametry zabezpieczenia dla członu niezależnego wprowadza się za pomocą następujących danych

• zakres nastawy prądowej: nastawa minimalna I_spmin (A) i maksymalna I_sp max (A),
• nastawa prądowa I_sp(A),
• nastawa prądowa po stronie wtórnej I_ss(A) – wyznaczana automatycznie po wprowadzeniu parametrów przekładników prądowych,
• względna nastawa prądowa I_sp/I_rP – nastawa odniesiona do prądu odniesienia zabezpieczenia,
• zakres nastawy czasowej: nastawa minimalna t_min(s) i maksymalna t_max (s),
• zwłoka zadziałania stopnia zabezpieczeniowego t (s).

Parametry zabezpieczenia dla członu zależnego definiuje się za pomocą następujących danych:

• zakres nastawy prądowej: nastawa minimalna I_spmin (A) i maksymalna I_sp max (A),
• nastawa prądowa I_sp(A) – będąca jednocześnie asymptotą pionową modelowanej charakterystyki,
• nastawa prądowa po stronie wtórnej I_ss(A) – wyznaczana automatycznie po wprowadzeniu parametrów przekładników prądowych,
• względna nastawa prądowa I_sp/I _rP – nastawa odniesiona do prądu odniesienia zabezpieczenia

Program zapewnia możliwość wprowadzania charakterystyk w postaci:

• punktów – podobnie jak ma to miejsce przy modelowaniu bezpiecznika,
• funkcji – za pomocą bazy danych, do której można wprowadzać i z której można pobierać odpowiednie wzory (charakterystyki czasowo-prądowe).

Wspomaganie doboru nastawy zabezpieczenia cyfrowego

Moduł wspomagania doboru nastawy pozwala na automatyczne wyznaczenie wartości nastawy prądowej w zależności od typu zabezpieczenia oraz obiektu zabezpieczanego.

Kryterium doboru nastawy jest zależne od typu zabezpieczenia:

• Dla zabezpieczeń zwarciowych jest to prąd zwarciowy, przepływający przez łącznik przy zwarciu na końcu strefy zabezpieczanej. Prąd ten można wpisać bezpośrednio lub obliczyć korzystając z przycisku „Oblicz”; wybranie przycisku „Oblicz dla wszystkich konfiguracji” pozwala na wyznaczenie maksymalnego prądu zwarciowego dla wszystkich zapisanych konfiguracji pracy sieci.

• Dla zabezpieczeń przeciążeniowych jest to prąd obciążenia (wyznaczany w toku obliczeń rozpływowych dla aktualnej lub wszystkich zapisanych konfiguracji stanu sieci) lub prąd znamionowy zabezpieczanego elementu.

Baza danych zabezpieczeń

Baza danych zabezpieczeń umożliwia zapisywanie często wykorzystywanych urządzeń lub poszczególnych członów zabezpieczeniowych. Baza danych bezpieczników zawiera pasmowe charakterystyki czasowo-prądowe bezpieczników zapisane w postaci zbioru punktów. Każda rodzina charakterystyk zawiera szereg charakterystyk dla wkładek o różnych prądach znamionowych. Baza danych wyłączników instalacyjnych przechowuje rodziny charakterystyk względnych, które skalowane są prądem znamionowym. Baza danych zabezpieczeń cyfrowych przechowuje dane w dwóch wariantach: pełne odwzorowanie sparametryzowanego zabezpieczenia (wszystkie stopnie, zakresy, nastawy) lub nowe zabezpieczenie bez nastaw (wszystkie stopnie i zakresy, bez konkretnych nastaw).

Obliczenia czułości zabezpieczeń

Obliczenia czułości zabezpieczeń służą do wyznaczenia współczynników czułości oraz określenia, czy wyznaczone współczynniki są wystarczające do poprawnego doboru zabezpieczeń.

Wyniki obliczeń można przeglądać na schemacie, po zaznaczeniu analizowanego zabezpieczenia lub w zbiorczej tabeli wyników. Dla wszystkich członów wybranych zabezpieczeń wyznaczany jest współczynnik czułości jako iloraz prądu zwarcia dwufazowego na końcu zabezpieczanej strefy i wartości nastawy.

Obliczenia selektywności zabezpieczeń

Analiza selektywności pozwala na ustalenie, czy zabezpieczenia w danym ciągu zasilającym są odpowiednio skoordynowane. Dla każdego zabezpieczenia wybranego do analizy program wyznacza drogę zasilania oraz grupuje wszystkie zabezpieczenia będące na tej drodze. Następnie charakterystyki wypadkowe zgrupowanych zabezpieczeń są przeliczane na poziom napięciowy głównego zabezpieczenia i wyświetlane wspólnie na jednym rysunku.

Wykres wypadkowy analizy selektywności zawiera następujące dane:

• informacja, czy zabezpieczenia w analizowanym ciągu są selektywne – badany jest minimalny odstęp czasowy między charakterystykami zabezpieczeń i porównywalny z wartością zadaną w konfiguracji obliczeń,
• oznaczenie elementu zasilającego,
• nazwa analizowanego zabezpieczenia i jego poziom napięciowy,
• wykres ciągu zabezpieczeniowego:
• charakterystyki wszystkich zabezpieczeń w ciągu przeliczone na poziom napięciowy analizowanego zabezpieczenia,
• minimalny prąd zwarciowy dwufazowy, wyznaczony dla zwarcia na końcu strefy analizowanego zabezpieczenia,
• maksymalny prąd zwarciowy początkowy, wyznaczony dla miejsca zainstalowania zabezpieczenia,
• moduł prądu obciążenia, przepływającego przez analizowane zabezpieczenie dla aktualnego stanu pracy sieci.

Charakterystyki wypadkowe ciągów zabezpieczeniowych są dostępne również z poziomu tabeli wyników.

Obliczenia czasu reakcji zabezpieczeń

Analiza czasów reakcji zabezpieczeń pozwala na określenie czasu zadziałania zabezpieczeń w odpowiedzi na przepływający przez nie prąd w różnych stanach pracy sieci.

Wynikiem obliczeń jest czas reakcji wszystkich zabezpieczeń na przepływający przez nie prąd w trakcie wskazanego stanu sieci:

• dla obliczeń zwarciowych:
  • funkcja zabezpieczeniowa nadprądowa – czas reakcji wyznaczany jest dwukrotnie, dla maksymalnego prądu zwarciowego początkowego oraz zwarcia trójfazowego (pominięto udział silników w prądzie zwarciowym; współczynnik napięciowy c = 1),
  • funkcja zabezpieczeniowa ziemnozwarciowa – czas reakcji jest wyznaczany dla rozpływu prądu zwarciowego jednofazowego, składowej 3I₀,
• dla obliczeń rozpływowych – czas jest wyznaczany dla prądu obciążenia w rozpływach roboczych,
• dla rozruchów silników – czas jest wyznaczany dla maksymalnego prądu obciążenia w obrębie zadanego czasu analizy obliczeń rozruchowych.