Ano ang problema sa pagkakasunod-sunod ng mga trip sa mga electrical distribution panel?

Madalas, ang circuit breaker sa pinakamababang antas ay hindi nagtritrip, ngunit ang upstream (mas mataas na antas) ay nagtritrip! Ito ang nagdudulot ng malawakang pagkawala ng kuryente! Bakit ito nangyayari? Ngayon, ipaglaban natin ang isyu na ito.

Pangunahing Dahilan ng Cascading (Hindi Inaasahang Upstream) Tripping

• Ang kapasidad ng load ng pangunahing circuit breaker ay mas maliit kaysa sa kabuuang kapasidad ng load ng lahat ng downstream branch breakers.

• Ang pangunahing breaker ay may residual current device (RCD), habang ang branch breakers ay wala. Kapag ang leakage current ng appliance ay umabot o lumampas sa 30 mA, ang pangunahing breaker ay nagtritrip.

• Walang tugma ang koordinasyon ng proteksyon sa pagitan ng dalawang antas ng breakers—gamitin ang breakers mula sa iisang manufacturer kapag maaari.

• Ang madalas na operasyon ng pangunahing breaker sa ilalim ng load ay nagdudulot ng carbonization ng contact, na nagreresulta sa mahinang contact, taas na resistance, mas mataas na current, sobrang init, at huling trip.

• Ang downstream breaker ay kulang sa tamang settings ng proteksyon upang tama na makilala ang mga fault (halimbawa, single-phase ground fault nang walang zero-sequence protection).

• Ang pagtanda ng mga breaker ay nagreresulta sa paghaba ng oras ng shunt-trip operation; palitan ito ng mga breaker na ang aktwal na oras ng tripping ay mas maikli kaysa sa upstream breaker.

Solutions for Cascading Tripping

Kapag ang upstream circuit breaker ay nagtritrip dahil sa cascading:

• Kung ang branch protection relay ay gumana ngunit ang breaker nito ay hindi nagtritrip, buksan manual ang branch breaker na iyon una, pagkatapos ibalik ang upstream breaker.

• Kung walang branch protections ang gumana, suriin ang lahat ng equipment sa nasirang lugar para sa mga fault. Kung walang fault ang natuklasan, isara ang upstream breaker at re-energize ang bawat branch circuit isa-isa. Kapag ang pagsasala ng partikular na branch ay nagdulot ng trip ng upstream breaker ulit, ang branch breaker na iyon ay may fault at dapat itong ihanda para sa maintenance o replacement.

Para magtrip ang circuit breaker, kailangan ang dalawang kondisyon:

• Ang fault current ay kailangang umabot sa itinalagang threshold.

• Ang fault current ay kailangang manatili sa itinalagang oras ng tagal.

Dahil dito, upang maiwasan ang cascading trips, ang parehong settings ng current at oras ay kailangang maayos na ma-koordinate sa pagitan ng mga antas ng breaker.

Halimbawa:

• Ang unang-antala (upstream) breaker ay may setting ng overcurrent protection na 700 A na may time delay na 0.6 segundo.

• Ang ikalawang-antala (downstream) breaker ay dapat may mas mababang setting ng current (halimbawa, 630 A) at mas maikling time delay (halimbawa, 0.3 segundo).

Sa kasong ito, kung may fault na nangyari sa protection zone ng ikalawang-antala breaker, kahit na ang fault current ay lumampas sa threshold ng upstream breaker, ang downstream breaker ay lalabasan ang fault sa 0.3 segundo—bago matapos ang timer ng 0.6 segundo ng upstream breaker—na nagiiwas nito mula sa trip at pag-iwas sa cascading.

Ito ay nagdudulot sa ilang pangunahing puntos:

• Ang parehong prinsipyong ito ay tumutugon sa lahat ng uri ng fault—kahit short-circuit o ground faults—ang koordinasyon ay bumubuo sa parehong magnitude ng current at oras ng tagal.

• Ang oras ng koordinasyon ay madalas mas kritikal dahil ang fault currents ay maaaring sabay-sabay na lumampas sa pickup settings ng maraming breakers.

• Kahit na ang settings ay mukhang maayos na ma-koordinate sa papel, ang tunay na performance sa totoong mundo ay maaari pa rin na magresulta sa cascading trips. Bakit? Dahil ang kabuuang oras ng paglilinis ng fault ay kinabibilangan ng hindi lamang ang operating time ng protection relay kundi pati na rin ang mechanical opening time ng breaker mismo. Ang mechanical time ay nag-iiba-iba depende sa manufacturer at modelo. Dahil ang protection times ay nasa milliseconds, kahit maliit na pagkakaiba ay maaaring mapagkumpol ang koordinasyon.

Halimbawa, sa halimbawa sa itaas, ang ikalawang-antala breaker ay inaasahan na lalabasan ang fault sa 0.3 segundo. Ngunit kung ang mekanikal na mekanismo nito ay mabagal at kumakailangan ng 0.4 segundo upang ganap na hiwalayin ang current, ang upstream breaker ay maaaring detekta na ang fault ay tumagal ng 0.6 segundo at magtrip din—nagdudulot ng cascading event.

Dahil dito, upang siguruhin ang maayos na koordinasyon at maiwasan ang cascading trips, ang aktwal na oras ng operasyon ng breaker ay kailangang ma-verify gamit ang relay protection test equipment. Ang koordinasyon ay dapat batay sa tunay na sukatin na kabuuang oras ng paglilinis, hindi lang sa teoretikal na settings.