Построение карты селективности онлайн: построение карты селективности для защиты электрической сети— KЭAЗ

Построение карты селективности | Проект РЗА

В прошлый раз мы поговорили об основах селективности защит.

Сегодня я приведу пример построения карты селективности для сети 0,4-10 кВ. Эта тема пересекается с нашим Курсом по защите трансформаторов 10/0,4 кВ и мы забежим немного вперед, построив характеристику защиты такого трансформатора.

Кстати, если вам интересна профессиональная программа для построения карты селективности с расширенным фукционалом и базами данных, то посмотрите эту статью. А мы пока обойдемся базовой версией этой программы

Для примера мы специально возьмем разнотипные защитные аппараты (старые электромеханические реле прямого действия, микропроцессорные терминал и автомат 0,4 кВ) для того, чтобы проверить все возможности программы Гридис-КС.

Такой набор защитных аппаратов является наиболее характерным для российских распределительных сетей, когда новые объекты подключаются к старым подстанциям. Поехали!

Построить карту селективности можно несколькими способами:

1. Вручную по точкам, используя стандартный графический редактор (Автокад, Визио, Компас)

Этот метод очень трудозатратен и неудобен, но позволяет отобразить всю необходимую информацию

2. При помощи MS Excel (или MathCad), задавая характеристику в виде таблицы данных (ток-время).

Нормальный способ, многие его используют, но возникают проблемы с построением некоторых элементов, например, вертикальных меток для обозначения токов короткого замыкания.

3. При помощи специализированных программ.

Именно его мы сегодня и используем, построив карту селективности при помощи программы Гридис-КС.

Схема сети представлена на Рис.1. Предположим мы рассчитали защиту трансформатора 10/0,4 кВ и хотим убедиться в ее селективности со смежными релейными защитами, т.е. защитой кабеля 10 кВ от РТП и вводного выключателя 0,4 кВ.

Рис. 1

Перед построением карты селективности вы должны определить уставки смежных защит. Некоторые защиты вы рассчитываете, остальные получаете в качестве исходных данных.

Список защитных устройств:

1. На отходящей от РП линии установлена защита на реле прямого действия РТВ-II.
2. Защита трансформатора 10/0,4 кВ осуществляется блоком микропроцессорной релейной защиты БМРЗ-152-КЛ.
3. На стороне 0,4 кВ установлен вводной выключатель Masterpact с цифровым блоком защиты Micrologic 5.0.

Значения уставок устройств приведен на Рис.1, в нижней части.

 

 

1. Приводим уставки к одному напряжения.

Мы рассчитывали защиту трансформатора 10/0,4 кВ, поэтому все уставки приводим к 10 кВ. Уставки РТВ-II и БМРЗ-152-КЛ, очевидно, уже приведены к 10 кВ.

Приведем выданные нам уставки автомата 0,4 кВ к расчетному напряжению. Для этого нужно использовать формулу:

Iс.р.10кв = Iс.р.0,4кв × Uном.нн/Uном.вн = Iс.р.0,4кв / 25

, где Iс.р.10  — уставка защиты, приведенная к стороне 10 кВ (искомая)

Iс.р. 0,4 — уставка защиты на стороне 0,4 кВ (исходные данные)

Обратите внимание, что уставки на автомат 0,4 кВ выданы в относительных величинах, именно так, как они задаются на лицевой панели Micrologic 5.0 (см. каталог). Приводим уставки:

In10кв = 2500/25 = 100А

Ir10кв = 0,8×100 = 80 А

Isd10кв = 2,5х80 = 200 А

Здесь мы приводим пример перевода уставок с напряжения 0,4 на напряжение 10 кВ, однако, при использовании программы Гридис-КС это необязательно!

Гридис-КС может привести уставки к расчетному напряжению «самостоятельно». Об это читайте дальше.

 

2. Наносим на график защитные характеристики, соответствующие полученным уставкам

2.1 Реле РТВ-II

Характеристики реле берем из справочных данных.

Рис.2

Уставка срабатывания реле – 375 А. Это начало нашей характеристики.

Характеристика защиты переходит на независимую часть при 160% от тока срабатывания, т.е. при 600 А. Независимая характеристика имеет выдержку времени 1,5 с. Построим получившуюся зависимость.

В базе Гридис-КС характеристики реле РТВ-II пока отсутствуют, поэтому воспользуемся встроенным инструментом построения произвольной зависимости.

Координаты рассчитанных точек перенесем в txt-файл как показано на рисунке ниже и загрузим файл в программу.

Рис.3

Программа подставила координаты точек из файла и отобразила защитную характеристику реле РТВ-II с учетом выбранных уставок.

Стоит заметить, что полученная кривая – не просто рисунок. Гридис-КС проводит линейно-кусочную аппроксимацию характеристики, что позволяет в дальнейшем автоматически рассчитывать ступень селективности между несколькими характеристиками. Подробнее об этом следующей статье.

2.2 БМРЗ-152-КЛ

Защита на БМРЗ-152-КЛ имеет трехступенчатую характеристику (перегрузка, МТЗ, отсечка). Все ступени выбраны независимыми. Нанесем их на карту селективности при помощи вкладки “Стандартные кривые”

Рис.4

2.3 Micrologic 5.0 (выключатель 0,4 кВ)

В первой главе мы привели уставки автоматического выключателя с 0,4 на 10 кВ. Это было сделано для того, чтобы показать всю последовательность построения карты селективности.

В Гридис-КС можно вводить уставки на любом напряжении, указав его и расчетное напряжение для построения.

Введем исходные уставки (приведенные к 0,4 кВ) в программу, используя вкладку «Автоматы» и выбрав производителя автомата “Schneider Electric”, линейка – Masterpact, тип – Micrologic 5. 0.

Номинал автомата (In) – 2500 А

Уставка расцепителя (Ir) – 0,8х2500 = 2000 А. К этой уставке стремится зависимая часть характеристики автомата 0,4 (защита от перегрузки)

Значение 0,5 с (Tr) при 6×Ir означает точку на графике, через которую проходит зависимая характеристика защиты.

Ступень МТЗ (Isd), независимая, уставка 2,5х2000 = 5000 А с временем срабатывания (Tsd) 0,4 c.

При вводе уставок указываем, что они приведены к 0,4 кВ. Программа сама приведет эти уставки к расчетному напряжению (10 кВ)

Результат показан на Рис.5

Рис.5

3. Указываем максимальные и минимальные токи КЗ в расчетных точках схемы

В нашем случае (расчет защит трансформатора 10/0,4 кВ) можно ограничиться построением максимального и минимального значения токов КЗ на шинах 0,4 кВ. Если бы мы выбирали уставки реле РТВ-II, то нужно было бы отобразить токи КЗ и на шинах 10 кВ.

Воспользуемся инструментом «Вертикальные подписи» во вкладке «Инструменты».

Далее воспользуемся вкладкой «Вывод результатов» — «В файл» и сохраним результат в формате .png. Это нужно чтобы результат можно было просмотреть стандартными программами. Также можно сразу вставить карту селективности в лист Word.

 

Рис.6

Карта селективности готова!

В следующей статье мы ее проанализируем и определим, будут ли наши защиты селективны по отношению друг к другу.

Анализ будем проводить также при помощи встроенных инструментов программы Гридис-КС.

Удачи!

P.S.

Как вы видите характеристика автомата 0,4 кВ пересекает времятоковую кривую защиты трансформатора (БМРЗ-152-КЛ).

Вопрос: Как вы думаете, эти защиты будут селективны друг другу? Ответ пишите в комментариях, а в следующий раз мы разберем этот случай)

 

Калькулятор КЭАЗ — удобный сервис для построения карт селективности

Селективность — одно из основных требований при проектировании электросетей. Определяется возможностью выявлять неисправный элемент сети и отключать именно аварийный участок, а не всю систему. Чтобы обеспечить селективную защиту, нужно подобрать автоматические выключатели с определенными характеристиками.

Реализовать полностью селективные системы защиты можно на базе автоматов серии OptiMat от КЭАЗ. В ассортименте производителя представлен широкий выбор номинальных токов до 6300 А, а это позволяет подобрать селективные автоматические выключатели под любую задачу. Такие аппараты обеспечивают селективность на каждом этапе распределения электроэнергии, отключают только поврежденный участок сети и способствуют стабильной работе системы электроснабжения, в том числе благодаря помехозащите.

Выбрать точную модель автоматических выключателей можно с помощью специальных сервисов. Проще всего воспользоваться удобным онлайн-калькулятором от специалистов КЭАЗ. Он помогает с легко и быстро построить карты селективности. Рассмотрим подробнее, в чем его преимущества.

Калькулятор позволяет проверить времятоковую селективность между двумя или несколькими автоматическими выключателями. Результаты отображаются в виде графика с кривыми отключения.

Калькулятором можно пользоваться для достижения различных целей:

• определить селективность интересующих вас автоматических выключателей;

• создать и скачать карты селективности;

• проверить выбранный аппарат по номинальному, пусковому и аварийным токам.

Легко освоить и начать работать

Калькулятор представлен в онлайн-форме. Для начала работы с ним достаточно перейти на страницу с сервисом: https://keaz.ru/help/service/configurators/selectivity-map Просто вводите данные и они отображаются на графике.

У калькулятора простой и понятный интерфейс. Ввод всех параметров и построение карты занимает не более 5-10 минут. Достаточно выбрать автоматы, которые нужно проверить, и задать уставки защиты по токам перегрузки и короткого замыкания,

По введенным данным калькулятор построит график и таблицу с результатами расчета селективности аппаратов.

Можно построить карту селективности

В калькулятор можно добавить до пяти автоматических выключателей. Обычно такого количества достаточно даже крупного промышленного объекта.

У калькулятора есть и дополнительный инструментарий. Так, можно добавить на графике линию ожидаемого тока, чтобы определить время срабатывания автомата при токе короткого замыкания. Для этого в специальную форму устанавливается значение тока.

С помощью дополнительного инструментария можно понять, сработают ли выбранные аппараты по перегрузке. Для этого нужно задать в той же форме номинальный рабочий ток.

Если добавить значение пускового тока электрического двигателя и его продолжительность, можно понять, сработают ли автоматы при пуске двигателя.

Завершением работы с калькулятором станет построение карт селективности. Результаты можно скачать и распечатать в удобном формате.

Благодаря функционированию в режиме онлайн калькулятор прост и удобен в использовании. Нужен только компьютер или смартфон с выходом в интернет, чтобы быстро проверить, будут ли аппараты селективными.

Создание выборочного фокуса на вашей карте

В фотографии выборочный фокус — это метод, при котором объект изображения становится четким, а остальная часть изображения находится не в фокусе. Этот метод используется, чтобы привлечь внимание зрителя к той части фотографии, которую фотограф хочет видеть.

 

Селективный фокус в фотографии можно использовать для привлечения внимания к объекту — фото Иэна Дули на Unsplash

информация более «не в фокусе».

Одним из способов создания такой визуальной иерархии при создании карт является изоляция и окружение интересующей области с помощью буфера или виньетки, а также маскирование или затемнение фона.

Хороший пример необходимости в каком-то « избирательном фокусе » появился недавно, когда должен был быть запущен Африканский геопортал.

Изначально веб-карты отображаются в мелком масштабе. Чтобы сфокусироваться на Африканском континенте, мы быстро создали буферизованную маску в ArcGIS Pro, создали и загрузили пакет векторных листов, а затем опубликовали его как слой листов. Наконец, буферизованная маска была добавлена ​​ко многим веб-картам Africa Living Atlas.

В дополнение к созданию некоторого « выборочного фокуса»,  мы также получаем дополнительное преимущество в виде создания чувства сплоченности между различными картами. Многократное использование буферизированной маски усиливает ощущение, что мы смотрим на атлас , а предметом атласа является Африка.

Метод создания маски прост и может использоваться для выделения любой интересующей области на ваших веб-картах или проектах. Вот шаги:

1. Создайте новый проект ArcGIS Pro.
2. Создайте или добавьте класс пространственных объектов интересующей вас области (AOI).
3. Используйте инструмент Multiple Ring Buffer для буферизации расстояния вокруг области интереса. Вам необходимо установить расстояние и количество колец. Для AOI размером с Африканский континент было выбрано буферное расстояние, выходящее за береговую линию на 250 километров, и каждое кольцо буфера было определено равным 5 километрам (в результате получилось 50 колец). Меньший AOI потребует меньшего размера/количества колец и меньшего общего буферного расстояния. Убедитесь, что Только внешние полигоны проверяется, чтобы результирующий класс пространственных объектов включал только кольцевой буфер, а не AOI.
4. После того, как расстояние установлено и инструмент Multiple Ring Buffer завершает работу, AOI снова буферизуется с помощью инструмента Buffer. Расстояние должно быть таким же, как конечное расстояние от буфера с несколькими кольцами. Тип стороны установлен как полный, чтобы включить AOI в буфер. Полученный класс объектов будет использоваться исключительно как объект стирания на шаге 5.
5. Используя буферизованный класс пространственных объектов из предыдущего шага, запустите инструмент Стереть. Буферизованным классом объектов должен быть объект стирания, а входным объектом должен быть простой полигональный класс объектов, покрывающий мир. Если вам нужен класс пространственных объектов, охватывающий глобальный экстент базовых карт ArcGIS Online, вы можете получить к нему доступ здесь.
6. Теперь можно отображать символы только что стертого класса объектов и класса объектов AOI с множественной кольцевой буферизацией. Дайте стертому классу пространственных объектов один символ RGB со значением 0,0,0 (Hex #000000) с прозрачностью 20%.
7. Измените класс буферизованных объектов Символы на Уникальные значения и добавьте все значения. Выделите все значения, отформатируйте для удаления контуров и измените тип цветовой схемы на «Непрерывный» черный с различными уровнями прозрачности 99–20%. Чтобы использовать буферизованную маску на более светлых стилях базовой карты, вы можете использовать ту же схему, а затем изменить цвета на белые.

   Кроме того, вы можете загрузить стиль сплошной черной цветовой схемы (STYLX), созданный для Африканского геопортала. Чтобы добавить его в свой проект ArcGIS Pro, щелкните значок Вставьте вкладку на ленту, затем выберите Добавить стиль в раскрывающемся меню Добавить .

8. После того, как символы установлены, создайте групповой слой из двух классов пространственных объектов. На панели Метаданные в свойствах карты укажите заголовок, теги, сводку и описание для вашей карты. Удалите любой посторонний контент из проекта.
9. Запустите инструмент «Создать индекс векторных листов».
10. Запустите инструмент «Создать пакет векторных листов».
11. Запустите инструмент «Поделиться пакетом».
12. Войдите в свою учетную запись ArcGIS. Пакет векторных листов — это элемент вашего Ресурса. Опубликуйте слой векторных листов, нажав Опубликовать на странице элемента пакета векторных листов.
13. Откройте слой листов на новой карте.
14. Слой листов появляется над базовой картой. Выберите свою базовую карту, добавьте любые дополнительные тематические данные выше или между маской и базовой картой и Сохранить как веб-карту .

Этот пост был написан Синди Простак, картографом, ответственным за создание векторных базовых карт, таких как Nova, Colored Pencil и других.

Программа выбора

| Анализ карт

Цели

На этом уроке учащиеся:

• Узнают об элементах дизайна карты.
• Применить аналитическую основу для анализа карт.
• Рассматривайте карты как источники, содержащие предвзятость.
• Оцените ценность и ограничения использования карт в качестве источников.

 

Видео

Видео были подготовлены в сотрудничестве с Картографическим центром Нормана Б. Левенталя в Бостонской публичной библиотеке.

Чтение карт: Что такое карта? (Рональд Грим)

Чтение карт: элементы визуального дизайна (Рональд Грим)

Чтение карт: как анализировать карту (Мишель Леблан)

Анализ карты: «Имперская федерация», 1886 (Мишель Леблан)

(необязательно) ) Анализ карты: «Карта Соединенных Штатов Колтона», 1854 (Мишель ЛеБлан)

(необязательно) Что такое географическая привязка? (Мишель Леблан)

 

Раздаточные материалы

Элементы дизайна и большие идеи на карте

Анализ карты

Примечание для учителей: 900 92 Существуют отличные онлайн-источники первичных карт, которые вы можете использовать с этим урок. На следующих сайтах представлены оцифрованные карты, охватывающие различные места и периоды времени.

Картографический центр Нормана Б. Левенталя в Бостонской публичной библиотеке

Техасский университет — коллекция карт библиотеки Перри-Кастанеда

Библиотека Конгресса

Карты, прилагаемые к учебному разделу «Выбор», Новая нация :

• Мир 1783 г.
• Соединенные Штаты Северной Америки с британскими и испанскими территориями в соответствии с договором 1784 (1785) 
• Северная Америка взята из последних и лучших авторитетных источников (1787 г.)
• Карта северных и средних штатов (1789 г.)

 

В классе

1. Построение урока

Напишите на доске следующий вопрос: «Что такое карта?» Попросите учащихся поделиться своими ответами. Какие типы карт видели и использовали учащиеся? Покажите видео Choices, Чтение карт: что такое карта? с Рональдом Гримом, куратором карт Центра карт Нормана Б. Левенталя в Бостонской публичной библиотеке. После просмотра видео повторите понятия избирательности и предвзятости. Как карты избирательны? Что имеет в виду Грим, когда говорит, что карты похожи на истории и содержат предвзятость? В чем это делает карты похожими на другие типы источников? Скажите учащимся, что на этом уроке они узнают, как анализировать избирательность и систематическую ошибку на картах.

2. Знакомство с элементами дизайна

Объясните, что, поскольку карты являются необъективными и выборочными источниками, важно учитывать выбор, который необходимо учитывать при создании карты, и то, как этот выбор влияет на то, что показывает карта. Раздайте «Элементы дизайна и основные идеи на карте» и попросите учащихся прочитать инструкции к части I. Покажите видео «Выбор» «Чтение карт: элементы визуального дизайна» (Рональд Грим). Во время просмотра видео учащиеся должны заполнить первую таблицу в своем раздаточном материале. Вы можете поставить видео на паузу после упоминания каждого элемента дизайна, чтобы дать учащимся время сделать заметки. После просмотра видео попросите студентов поделиться своими ответами из раздаточного материала. Почему важно учитывать каждый элемент дизайна? Как это показывает предвзятость картографа?

3. Как анализировать карту

Напомните учащимся, что они должны изучить карту с точки зрения ее точки зрения и информации, которая включена и не включена, точно так же, как они изучают письменные источники. Знание элементов дизайна карты полезно при выполнении этого критического анализа. Предложите учащимся прочитать инструкции части II «Элементы дизайна и основные идеи на карте». Покажите видео «Выбор» «Чтение карт: как анализировать карту» с Мишель Леблан, директором по образованию Картографического и образовательного центра Нормана Б. Левенталя в Бостонской публичной библиотеке. Во время просмотра видео учащиеся должны заполнить первую колонку второй таблицы своего раздаточного материала. Затем покажите видео «Выбор» «Анализ карты: «Имперская федерация», 1886 г. (Мишель ЛеБлан). Учащиеся должны заполнить вторую колонку своей таблицы, записав примеры каждой большой идеи на основе карты в видео. (Дополнительный пример того, как применять аналитическую основу, см. в видео Анализ карты: «Карта Соединенных Штатов Колтона», 1854 г.) Просмотрите ответы учащихся из раздаточного материала. Что представляет собой каждая «большая идея», на которую ЛеБлан советует обратить внимание студентов при анализе карты? Предложите учащимся назвать конкретные примеры из карты во втором видео.

Попросите учащихся установить связи с видео Рональда Грима. Как элементы дизайна карты способствуют реализации каждой большой идеи в видеороликах Мишель ЛеБлан? Например, как украшения и символы могут раскрыть перспективу карты или ее аудиторию и цель? Какой выбор может сделать картограф в отношении ориентации или центра внимания? Где студенты слышали, что ЛеБлан ссылалась на эти элементы дизайна в своем анализе? Предложите учащимся по возможности ссылаться на конкретные примеры из видео.

4. Применение концепции

Сформируйте пары учащихся. Раздайте «Анализ карты» и карту каждой паре. Поручите учащимся следовать инструкциям в их раздаточных материалах, чтобы проанализировать свою карту.

5. Обмен выводами

Предложите нескольким учащимся показать классу изученную ими карту и поделиться своим анализом больших идей, выявленных на карте. Выступающие могут прочитать вслух абзац, который они написали, или просто использовать свой раздаточный материал в качестве справочного материала.