Volledige gids vir skakelaarkeuse en instellingsberekening

Hoe om Sirkuitbrekers te Kies en In te Stel

1. Tipes Sirkuitbrekers

1.1 Lug Sirkuitbreker (ACB)
Altesaam bekend as 'n gevormde raam of universele sirkuitbreker, waarin alle komponente in 'n geïsoleerde metaalraam gemonteer word. Dit is tipies 'n oop tipe wat die maklike vervanging van kontakte en dele toelaat, en kan met verskeie toestelle uitgerus word. ACBs word algemeen as hoofvoorsiening skakels gebruik. Oorkoers tripeenhede sluit in elektromagnetiese, elektroniese, en intelligente tipes. Hulle bied vierstadium beskerming: langtyd vertrag, korttyd vertrag, onmiddellik, en grondfout, met elke beskermingsinstelling aanpasbaar binne 'n bereik gebaseer op die raamgrootte.

ACBs is geskik vir 50Hz netwerke met bepaalde spanning van 380V of 660V en bepaalde stroom van 200A tot 6300A. Hulle word hoofsaaklik vir kragverspreiding en beskerming teen oorlast, onderspanning, kortsluiting, en enkel-fase gronding gebruik. Hierdie brekers bied verskeie intelligente beskermingsfunksies en selektiewe beskerming. Onder normale omstandighede kan hulle vir infrekwente sirkuitverandering gebruik word. ACBs met 'n bepaalde stroom van tot 1250A kan ook motore in 380V/50Hz-stelsels teen oorlast en kortsluiting beskerm.

Gewone toepassings sluit in hoofuitgaande skakels aan die 400V-kant van transformasies, busverbindingskakels, hoëkapasiteit voederkakels, en groot motorbeheerskakels.

1.2 Gevormde Kas Sirkuitbreker (MCCB)
Altesaam bekend as 'n plug-in sirkuitbreker, waarin die eindes, boogblussers, trip-eenhede, en bedryfsmechanisme in 'n plastiek behuising gehuisves word. Byhulp kontakte, onderspanning trip-eenhede, en shunt trip-eenhede is dikwels modulair, wat lei tot 'n kompak ontwerp. MCCBs word gewoonlik nie vir herstel ontwerp nie en word tipies as takskakelbeskerming gebruik.

Die meeste MCCBs sluit termiese-magnetiese trip-eenhede in. Groter modelle kan vaste-toestand trip-sensore hê. Oorkoers trip-eenhede kan elektromagneties of elektronies wees. Elektromagnetiese MCCBs is gewoonlik nie-selektief nie, en bied slegs langtyd en onmiddellike beskerming. Elektroniese MCCBs bied vier beskermingsfunksies: langtyd, korttyd, onmiddellik, en grondfout. Sommige nuwe modelle sluit zone-selektiewe vergrendeling in.

MCCBs word algemeen vir voederkakelbeheer en -beskerming, hoofuitgaande skakels by klein distribusietransformasies, motorbeheereindes, en as kragskakels vir verskeie masjiene gebruik.

1.3 Miniature Sirkuitbreker (MCB)
MCBs is die mees wye gebruikte eindbeskermingsapparate in gebouelektriese stelsels. Hulle beskerm enkel- en driefase sirkuite tot 125A teen kortsluiting, oorlast, en oorspanning. Beskikbaar in 1P, 2P, 3P, en 4P konfigurasies.

'n MCB bestaan uit 'n bedryfsmechanisme, kontakte, beskermingsapparate (verskeie trip-eenhede), en 'n boogblussingstelsel. kontakte word deur hand of elektries toegebring en deur 'n vry-trip-meganisme gehou. Die spoel van die oorkoers trip-eenheid en die verhitte element van die termiese trip-eenheid is in reeks met die hoofsirkuit verbonden, terwyl die onderspanning trip-spoel parallel met die kragvoorsiening verbonden is.

In gebouelektriese ontwerp word MCBs vir oorlast, kortsluiting, oorkoers, onderspanning, grondfout, lekbeskerming, outomatiese oorgang van dubbele kragbronne, en infrekwente motorstart en -beskerming gebruik.

2. Sleutel Tegniese Parameters van Sirkuitbrekers

• Bepaalde Bedryfspanning (Ue)
  Die nominale spanning waaronder die sirkuitbreker ontwerp is om kontinu onder spesifieke voorwaardes te bedryf. In China, vir stelsels tot 220kV, is die maksimum bedryfspanning 1.15 keer die stelselbepaalde spanning; vir 330kV en meer, is dit 1.1 keer. Die breker moet isolasie handhaaf en swakoperasies uitvoer by die stelsel se maksimum bedryfspanning.

• Bepaalde Stroom (In)
  Die stroom wat die trip-eenheid kontinu kan dra by omgewingstemperature tot 40°C. Vir aanpasbare trip-eenhede is dit die maksimum aanpasbare stroom. By temperature bo 40°C (tot 60°C) is derating toegelaat.

• Oorlast Trip-stroom Instelling (Ir)
  Die breker tree met 'n tydvertrag op wanneer die stroom Ir oorskry, wat die maksimum stroom verteenwoordig wat die breker kan dra sonder om te tree. Ir moet groter wees as die maksimum laastroom (Ib) maar minder as die kabel se toegelaatbare stroom (Iz). Vir termiese-magnetiese brekers is Ir tipies aanpasbaar van 0.7 tot 1.0In; elektroniese trip-eenhede bied 'n wyer bereik, gewoonlik 0.4 tot 1.0In. Vir vaste trip-eenhede, Ir = In.

• Kortsluiting Trip-stroom Instelling (Im)
  Die drempel waarop die onmiddellijke of korttyd trip-eenheid aktiveer om die sirkuit vinnig te ontkoppel tydens hoë foutstromme.

• Bepaalde Korttyd Verdraagskapasiteit (Icw)
  Die stroom wat die breker vir 'n spesifiseerde tydperk kan verdra sonder termiese skade.

• Breekkapasiteit
  Die maksimum foutstroom wat 'n breker veilig kan onderbreek, onafhanklik van sy bepaalde stroom. Gewone waardes sluit 36kA en 50kA in. Dit word gekategoriseer in uiteindelike breekkapasiteit (Icu) en diens breekkapasiteit (Ics).

3. Algemene Beginsels vir Sirkuitbreker Seleksie

• Bepaalde bedryfspanning ≥ sirkuitbepaalde spanning.

• Bepaalde kortsluiting maak/breek kapasiteit ≥ berekende laastroom.

• Bepaalde kortsluiting maak/breek kapasiteit ≥ maksimum moontlike kortsluitingstroom in die sirkuit.

• Enkel-fase-na-grond kortsluitingstroom by die sirkuiteinde ≥ 1.25 × onmiddellike (of korttyd) trip instelling.

• Onderspanning trip-eenheid bepaalde spanning = sirkuitbepaalde spanning.

• Shunt trip-eenheid bepaalde spanning = beheer kragvoorsiening spanning.

• Elektries bedryfsmechanisme bepaalde spanning = beheer kragvoorsiening spanning.

• Vir verligtingsirkuite, stel onmiddellike elektromagnetiese trip-stroom in op 6 keer die laastroom.

• Vir enkelmotor kortsluitingbeskerming: 1.35× motor startstroom (DW reeks) of 1.7× (DZ reeks).

• Vir meervoudige motore: 1.3× grootste motor startstroom + som van ander motore se loopstromme.

• As hooftransformator laagspanningskant skakel: breekkapasiteit > transformator se laagspannings kortsluitingstroom; trip bepaalde stroom ≥ transformator bepaalde stroom; kortsluiting instelling = 6–10× transformator bepaalde stroom; oorlast instelling = transformator bepaalde stroom.

• Na voorlopige seleksie, koördineer met bo- en benedestroombrekers om kaskade trips te verhoed en die uitvalomvang te minimeer.

4. Selektiwiteit van Sirkuitbrekers
Sirkuitbrekers word geklassifiseer as selektief of nie-selektief. Selektiewe brekers bied twee- of drie-stadium beskerming: onmiddellik en korttyd vir kortsluiting, langtyd vir oorlast. Nie-selektiewe brekers is tipies onmiddellik (slegs kortsluiting) of langtyd (slegs oorlast). Selektiwiteit word bereik deur korttyd vertrag trip-eenhede met verskillende tydinstellings. Belangrike oorwegings:

• Bo-instelling onmiddellike trip ≥ 1.1 × maksimum 3-fase kortsluitingstroom by die benedestroombreker se uitgang.

• Indien benedestroombreker nie-selektief is, bo-instelling korttyd trip ≥ 1.2 × benedestroombreker onmiddellike trip instelling om selektiwiteit te handhaaf.

• Indien benedestroombreker ook selektief is, bo-instelling korttyd vertrag tyd ≥ benedestroombreker korttyd vertrag tyd + 0.1s.
  Gewoonlik, Iop.1 ≥ 1.2 × Iop.2.

5. Kaskade Beskerming
In stelselontwerp verseker koördinasie tussen bo- en benedestroombrekers selektiwiteit, spoed, en sensitiviteit. Korrekte koördinasie laat selektiewe foutisolering toe, wat krag aan gesonde sirkuite handhaaf. Kaskading gebruik die stroombeperkende effek van die bo-breker (QF1). Wanneer 'n kortsluiting benedestroombreker (by QF2) plaasvind, verlaag QF1 se stroombeperkende aksie die werklike foutstroom, wat QF2 in staat stel 'n stroom hoër as sy bepaalde kapasiteit te onderbreek. Dit laat die gebruik van goedkoper, lager-breekkapasiteit benedestroombrekers toe. Voorwaardes sluit geen kritiese belasting op naastliggende sirkuite (aangesien QF1 trip QF3 sal uitsluit), en korrekte passing van onmiddellike instellings in. Kaskade data word deur toetsing bepaal en deur vervaardigers verskaf.

6. Sensitiviteit van Sirkuitbrekers
Om betroubare werking tydens minimum fouttoestande te verseker, moet sensitiviteit (Sp) ≥1.3 volgens GB50054-95:
Sp = Ik.min / Iop ≥ 1.3
Waar Iop die onmiddellike of korttyd trip instelling is, en Ik.min die minimum kortsluitingstroom by die beskermde lyn-einde onder minimum stelselbedryf. Vir selektiewe brekers met beide korttyd en onmiddellike trips, is slegs die korttyd trip sensitiviteit nodig om te verifieer.

7. Seleksie en Instelling van Trip-eenhede

(1) Onmiddellike Oorkoers Trip Instelling. Moet die sirkuit se piekstroom (Ipk) tydens motor-opstart oorskry:
Iop(0) ≥ Krel × Ipk
(Krel = betroubaarheidsfaktor)

(2) Korttyd Oorkoers Trip Instelling en Tyd
Iop(s) ≥ Krel × Ipk. Tydvertraging is tipies 0.2s, 0.4s, of 0.6s, ingestel om te verseker dat bo-operasietyd een tydstap oorskry het.

(3) Langtyd Oorkoers Trip Instelling en Tyd
Beskerm teen oorlast: Iop(l) ≥ Krel × I30 (maksimum laastroom). Tydinstelling moet die toelaatbare korttermyn oorlastduur oorskry.

(4) Koördinasie tussen Trip Instellings en Kabel Kapasiteit.Om kabel oorverhitting of brand te verhoed sonder om te tree:

Iop ≤ Kol × Ial
Waar Ial = kabel se toegelaatbare stroomdraagkapasiteit, Kol = korttermyn oorlastfaktor (4.5 vir onmiddellike/korttyd trips; 1.1 vir langtyd trip as kortsluiting beskerming; 1.0 vir slegs oorlast beskerming). Indien nie bevredig nie, pas trip instelling aan of verhoog kabelgrootte.