Dans les systèmes de distribution d'énergie modernes pour les bâtiments, l'industrie et les infrastructures, la stabilité du système et la fiabilité sont d'une importance capitale. Surtout en cas de défaut de court-circuit ou de surcharge, la réponse du dispositif de protection électrique détermine directement si le système peut être rapidement restauré et si l'impact peut être minimisé.
Afin d'atteindre cet objectif de «déconnexion précise avec une portée limitée», la sélectivité et les protections en cascade jouent un rôle central en tant que deux concepts clés dans la conception des systèmes de distribution d'énergie. Ils améliorent non seulement la tolérance aux défauts du système, mais réduisent également les coûts de fonctionnement et de maintenance et les risques d'accident. Dans cet article, nous discuterons des principes de ces deux stratégies de protection, méthodes d'application et base de sélection, pour fournir un ensemble de cadre de référence plus fiable pour les ingénieurs électriciens.
La protection de la sélectivité fait référence à: Lorsqu'un défaut se produit dans un circuit du système de distribution, seul le point de défaut le plus proche de l'action du dispositif de protection, l'équipement en amont qui reste fermé, le reste du système continue de fonctionner, minimisant ainsi la portée de l'interruption d'alimentation.
Ce principe de «protection hiérarchique» peut isoler efficacement le défaut et améliorer la fiabilité de l'alimentation électrique à la charge critique. Par exemple, lorsqu'un circuit d'éclairage est court-circuité, seul ledisjoncteurPour ce circuit de branche, tandis que le standard principal et les autres circuits de branche ne sont pas affectés.
La mise en œuvre de la protection sélective repose sur plusieurs facteurs clés:
Coordination de la courbe caractéristique du courant du temps (TCC): En comparant les courbes de temps d'action des disjoncteurs supérieurs et inférieurs, il garantit que l'équipement de niveau inférieur est prioritaire pour être déconnecté en cas de défaut.
Association à la capacité de courant: Selon les normes de l'industrie, il est généralement nécessaire que le courant nominal du dispositif de protection de niveau supérieur soit 1,5 fois supérieur à celui du niveau inférieur, par exemple, 1000A pour le niveau supérieur correspond à 630A pour le niveau inférieur.
Données de test du fabricant: Dans certains cas, il est nécessaire de se référer au rapport de certification de combinaison coordonnée fournis par le fabricant de disjoncteur pour confirmer si la protection sélective est établie.
La protection sélective offre les avantages suivants:
Amélioration de la continuité de l'alimentation électrique: particulièrement adapté aux hôpitaux, aux centres de données, au transport ferroviaire et à d'autres occasions où les exigences d'alimentation sont très élevées.
La minimisation de l'impact des défauts: limiter la portée du déclenchement permet d'étudier rapidement le problème et le fonctionnement du problème.
Optimiser la maintenance du système: réduire les faux déclenchement et les fausses alarmes, ce qui est propice à un fonctionnement stable à long terme.
La protection en cascade, également connue sous le nom de «protection de secours» ou «interruption coordonnée», est une stratégie par laquelle un disjoncteur de niveau supérieur aide un disjoncteur de niveau inférieur pour effectuer des tâches d'interruption en cas de courants de défaut élevés pour compenser la capacité d'interruption insuffisante de l'équipement de niveau inférieur.
Cette stratégie est généralement appliquée à des projets sensibles aux coûts ou aux zones de chargement non critiques. Il peut améliorer la sécurité et la conformité globales du système sans remplacer l'équipement de niveau inférieur.
Selon des normes internationales telles que la CEI 60947-2 et AS / NZS 61439, si la combinaison de disjoncteurs supérieur et inférieur passe les tests et la validation du fabricant, il peut être répertorié comme une combinaison en cascade dans la documentation pour les ingénieurs de conception à choisir.
Ce type de combinaison garantit non seulement que l'équipement de niveau inférieur n'échouera pas en raison d'une capacité insuffisante en cas de court-circuit, mais évite également la charge de coût et de volume apportée par un équipement de niveau supérieur.
Équipement auxiliaire Charge Ircuits dans les usines industrielles
Boîtes de distribution d'éclairage / de sortie final dans les bâtiments commerciaux
Conception du projet en fonction de l'économie
Il convient de noter que sous la protection de la cascade, le disjoncteur de niveau supérieur est plus susceptible de se déclencher pendant un défaut, il n'est donc pas recommandé pour les circuits qui nécessitent une stabilité élevée d'alimentation (par exemple, l'alimentation électrique, les équipements de sécurité vitale, etc.).
| Fonctionnalité | Protection sélective | Protection en cascade |
|---|---|---|
| But | Isoler les défauts, maintenir la disponibilité | Fournir une capacité de rupture de sauvegarde |
| Déclenchement | Seuls les déplacements des appareils en aval | Les deux en amont et en aval peuvent trébucher |
| Cas d'utilisation | Charges critiques (hôpitaux, centres de données) | Systèmes non critiques ou sensibles aux coûts |
| Règle de conception | Coordination TCC, rapport actuel | Combinaisons testées |
Résumé:
Sélectivité = fiabilité (mieux pour les systèmes à haute disponibilité).
Cascade = rentabilité (adapté aux applications non critiques).
Pour réaliser une protection sélective efficace, il est nécessaire de combiner la théorie et la pratique, et considérer la structure du système, les caractéristiques de l'équipement et les modes de défaut:
Sur la base de la courbe caractéristique du courant du temps (TCC), comparez les intervalles d'action des niveaux supérieurs et inférieurs de disjoncteurs pour garantir qu'il n'y a pas de chevauchement.
Utilisez un logiciel spécialisé (par exemple PowerTools, Etap, PowerCAD) pour la simulation et l'analyse de coordination.
Reportez-vous aux données de certification de coordination fournies par le fabricant pour s'assurer que la combinaison d'équipement a une faisabilité pratique.
Breakers ≥800A: analyse de sélectivité obligatoire.
Breakers 250A–800A: Suivez la règle de ratio de courant de 1,5x.
≤80A MCBS: La sélectivité n'est généralement pas requise.
Évitez la cascade pour l'onduleur, les systèmes photovoltaïques ou les circuits DC.
Prioriser la sélectivité dans les réseaux multi-bus ou anneaux.
Avec la complexité croissante de la charge électrique, le schéma de protection du système électrique n'est plus une simple superposition de «les plus avancés, les plus sûrs». La combinaison rationnelle de protection sélective et de protection en cascade peut garantir la sécurité du système tout en tenant compte du coût et de l'efficacité de fonctionnement et de maintenance.
Pour les ingénieurs de conception, une compréhension approfondie du principe de travail, des scénarios d'application et de la base de sélection de ces deux stratégies est la clé pour garantir la livraison de projets de haute qualité et la stabilité opérationnelle à long terme.
Avec plus de 30 ans d'expérience en R&D et la fabrication d'appareils électriques à basse tension, ShanghaiDada électriqueCo., Ltd est spécialisée dans la production de disjoncteurs et d'appareillage de commutation haute performance. Nos produits ont dépassé CB, CE, CCC, SEMKO, KEMA, ASTA et d'autres certifications internationales, et sont utilisés dans de nombreux systèmes d'alimentation critiques du monde entier.
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