<< Click to Display Table of Contents >> Navigation:  Berekeningen > Beveiliging > Beveiliging: Algemeen

De beveiligingsmodule geeft inzicht in het gedrag van de beveiligingen in geval van kortsluitingen in het net. De beveiligingsfunctie kan geïntegreerd zijn met een object, zoals de smeltveiligheid, maar kan ook als aparte functie aan een schakelend object gekoppeld zijn, zoals de vermogenschakelaar. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de schakelende objecten en hun mogelijke beveiligingen. Een enkele vermogenschakelaar kan aan vier verschillende beveiligingen gekoppeld worden. Meerdere vermogenschakelaars kunnen samen aan een differentiaalbeveiliging gekoppeld worden.

 

 

Zie ook:

•Smeltveiligheid

•Vermogenschakelaar

•Stroombeveiliging

•Aardfoutbeveiliging

•Spanningsbeveiliging

•Distantiebeveiliging

•Differentiaalbeveiliging

 

Voor het analyseren van de beveiligingen en het controleren van de juiste instelling voorziet de beveiligingsmodule in twee soorten berekeningen: de simulatie en de selectiviteitsberekening, zie beveiligingsberekening. Met de simulatie kan het verloop van het afschakelen van een enkele kortsluiting worden bestudeerd. Met de selectiviteitsberekening kan in één oogopslag worden bekeken of de beveiligingen selectief zijn ingesteld.

Hiernaast is het ook mogelijk de uitschakelkarakteristieken gezamelijk weer te geven in één grafiek. Zie ook 'stroombeveiligingsgrafiek'.

 

Simulatie

Met de simulatie kan het gedrag van de beveiligingen tijdens het afschakelen van een enkele kortsluiting in detail worden bestudeerd. Hierbij wordt een fout op een knooppunt aangebracht. Vervolgens worden alle stromen in het netwerk berekend. Bij de stromen door alle aangesproken beveiligingen worden de mogelijke uitschakeltijden bepaald. De beveiliging die het eerst uitschakelt wordt ook daadwerkelijk uitgeschakeld door de schakelaar één- of driefasig te openen. Vervolgens wordt het netwerk opnieuw berekend. De nu snelste beveiliging schakelt de bijbehorende schakelaar (bij smeltveiligheid geïntegreerd) uit. Dit proces wordt herhaald totdat er geen beveiligingen meer uitschakelen. Het resultaat is een sequentie van uitschakelingen.

Ook in kabels kunnen kortsluitingen worden gesimuleerd. Hiertoe brengt Vision kortsluitingen aan op een aantal equidistante plaatsen in de geselecteerde verbindingen (kabels/verbindingen). Het aantal equidistante plaatsen kan de gebruiker definiëren in de Opties, bij Berekening | Beveiliging.

 

Veranderende kortsluitstromen in een vermaasd net

Bij het afschakelen van beveiligingen in een vermaasd net (of bij parallelle separaat beveiligde voedingskabels) spreken meerdere beveiligingen tegelijkertijd aan. In dat geval kan het gebeuren dat eerst een van de beveiligingen uitschakelt en andere, niet uitgeschakelde, beveiligingen vervolgens een andere stroom te zien krijgen. Deze nieuwe stroom veroorzaakt een nieuwe uitschakeltijd. Omdat het gedrag van de beveiligingen op dit punt niet eenduidig is, bevat Vision hiervoor een model, dat de werkelijkheid redelijk tot goed benadert. Dit model is hieronder geschetst.

 

Twee velden (A en B) voeden de kortsluiting. Op tijdstip T0 = 0 s zien de beveiligingen stromen van respectievelijk IA en IB. Als deze stromen groot genoeg zijn, spreken de beveiligingen aan en kunnen de afschakeltijdstippen volgens de beveiligingskarakteristieken bepaald worden. De stroom door beveiliging A is IA = I1, de bijbehorende afschakelduur is t1, waardoor het afschakeltijdstip is bepaald op:

TA = T1 = T0 + t1 s

 

Indien beveiliging B eerder (TB = T0 + tu ) afschakelt, verandert de gemeten stroom door beveiliging A van I1 naar I2. Deze nieuwe kortsluitstroom kan groter of kleiner zijn dan I1. Als gevolg moet het afschakeltijdstip van beveiliging A opnieuw bepaald worden. Dit gaat volgens onderstaande tabel, waarin de nieuwe relatieve afschakelduur t2 en het nieuwe absolute afschakeltijdstip T2 ( = T0 + t2) voor wijziging in de gemeten stroom IA vastgesteld worden.

 

 

Aandachtspunten bij dit model zijn:

•Het eerste punt betekent dat een beveiliging die in tweede instantie niet meer uit hoeft te schakelen ook niet uitschakelt. Dit is de worst-case-modellering voor wat betreft de overbelasting. In de praktijk zal een beveiliging die in eerste instantie een te grote stroom krijgt mogelijk wel afschakelen. Voor de elektriciteitsvoorziening kunnen we die situatie als worst-case benoemen.

•Het derde punt kan behoorlijk worst-case uitpakken. Bij een (kleine) daling van de stroom wordt de nieuwe relatieve uitschakeltijd bij de huidige tijd opgeteld.

•Het vijfde en het zesde punt zullen in de praktijk het meeste voorkomen. Bij afschakelen van een parellel pad zal de kortsluitstroom door de overgebleven beveiliging meestal toenemen.

 

 

 

Selectiviteit

Met de selectiviteitsberekening kan worden geanalyseerd of een object of een groep van objecten selectief beveiligd is.

 

Een object is selectief beveiligd als de gevolgen van een kortsluiting tot een zo klein mogelijk gedeelte worden beperkt. Dit is het geval als alleen de beveiligingen, die zich het dichtst bij de kortsluiting bevinden, de kortsluitstroom onderbreken. Dit is in Vision gemodelleerd dat alleen de smeltveiligheden of vermogenschakelaars in takken direct rond de foutplaats mogen uitschakelen. Het uitschakelen van smeltveiligheden en vermogenschakelaars in in eiland geraakte objecten beïnvloedt de selectiviteit niet. Het uitschakelen van smeltveiligheden en vermogenschakelaars in elementen beïnvloedt de selectiviteit afhankelijk van de instellingen in de Opties (bij: Berekening | Beveiliging | Selectiviteit | Invloed elementbeveiligingen).

 

Om na te gaan of beveiligingen ten opzichte van elkaar selectief zijn, kan in radiale netten worden uitgegaan van de stroom-tijd-karakteristieken van de betreffende beveiligingen. De beveiligingen zijn selectief als hun karakteristieken elkaar niet snijden en deze grafieken op voldoende afstand van elkaar liggen. In ingewikkelder situaties met parallelle paden, vermazingen of decentrale opwekking, biedt de selectiviteitsberekening ondersteuning.

 

De selectiviteitsberekening is een automatische methode om vast te stellen of objecten selectief beveiligd zijn. De berekening van de selectiviteit maakt gebruik van de simulatiemethode. Hiertoe worden voor de beveiliging van een specifiek object de acties van alle beveiligingen voor alle mogelijke kortsluitingen op dat object vastgesteld.

 

Bij de berekening worden diverse fouten op een knooppunt of in de kabels/verbindingen aangebracht met verschillende foutweerstanden. Deze reeks foutweerstanden wordt door Vision semi-automatisch bepaald.

Een aantal beveiligingen zal aanspreken en een aantal vermogenschakelaars (of smeltveiligheden) zal willen uitschakelen. Het kan zijn dat veel beveiligingen in het net niet eens aanspreken op de beschouwde storing, omdat zij zich in een ander netdeel bevinden.

Naast de schakelaars die als eerste uitschakelen worden ook de schakelaars gesignaleerd die in tweede instantie uitschakelen. Dit is nodig voor het vaststellen van de selectiviteit in vermaasde netten.

 

Bij elke fout worden alle stromen en spanningen in het netwerk berekend. Als gevolg van onder andere de stromen door alle beveiligingen worden uitschakeltijden bepaald. Deze tijden worden bewaard en kunnen grafisch worden bekeken met Berekenen |Resultaten | Detailgrafiek. Vervolgens worden de aangestuurde vermogenschakelaars (of smeltveiligheden) daadwerkelijk geopend. Hierna kunnen de afschakeltijden van eventuele volgende aangesproken beveiligingen (vermaasde netten) vastgesteld worden. Deze actie wordt herhaald totdat de foutstroom is afgeschakeld.

 

Het resultaat is voor elk object een curve van de mogelijke initiële uitschakeltijden van de schakelaars (of smeltveiligheden) als functie van de kortsluitstroom en een curve van de daadwerkelijke uitschakeltijden. Weergegeven in grafieken, geven deze curves een goed beeld van de selectiviteit van de beveiligingen. Naar keuze worden getoond:

•Voorgenomen uitschakelingen: selectiviteitscurve voor de schakelaars die in eerste instantie zullen uitschakelen

•Daadwerkelijke uitschakelingen: uitschakelcurve voor de daadwerkelijk uitgeschakelde schakelaars (of smeltveiligheden).

 

Zie ook:

•Stroombeveiligingsgrafiek

•Berekening

•Resultaat