Potpuni vodič za odabir i izračun postavki prekidača

Kako odabrati i postaviti prekidnike

1. Vrste prekidnika

1.1 Zračni prekidnik (ACB)
Također poznat kao lisani okvirni ili univerzalni prekidnik, sve komponente su montirane unutar izoliranog metala okvira. Obično je otvorenog tipa, što omogućuje laku zamjenu kontakata i dijelova, te može biti opremljen različitim dodacima. ACB-ovi se često koriste kao glavni prekidnici za snabdevanje strujom. Prekomjerne jedinice uključuju elektromagnetske, elektronske i inteligentne tipove. Pružaju četiri stupnja zaštite: dugoročna odlaganja, kratkoročna odlaganja, trenutna i zemljna greška, s svakim postavljanjem zaštite prilagodljivim u rasponu na temelju veličine okvira.

ACB-ovi su prikladni za mreže sa strujom 50Hz s nominalnim naponom od 380V ili 660V i nominalnom strujom od 200A do 6300A. Glavno se koriste za distribuciju struje i zaštitu od preopterećenja, nedostatka napona, kratkih spojeva i jednofaznih zemljnih spojeva. Ovi prekidnici nude više inteligentnih funkcija zaštite i selektivnu zaštitu. Pod normalnim uvjetima, mogu se koristiti za rijetko prekidanje struje. ACB-ovi do 1250A također mogu zaštititi motore od preopterećenja i kratkih spojeva u sustavima 380V/50Hz.

Uobičajene primjene uključuju glavne izlazne prekidnike na 400V strani transformatora, prekidnike za vezu šina, prekidnike za visok kapacitet ishoda i prekidnike za kontrolu velikih motora.

1.2 Lisani okvirni prekidnik (MCCB)
Također poznat kao ubačeni prekidnik, njegove terminalne točke, gasitelji lukova, prekomjerne jedinice i mehanizmi rada su smješteni u plastiku. Pomoćni kontakti, jedinice za nedostatak napona i paralelni prekidnički moduli obično su modularni, što rezultira kompaktnim dizajnom. MCCB-ovi se obično ne projektiraju za popravak i uglavnom se koriste za zaštitu grananog kruga.

Većina MCCB-ova uključuje termo-magnetske prekomjerne jedinice. Veći modeli mogu imati čvrsto stanje prekomjerne jedinice. Prekomjerne jedinice mogu biti elektromagnetske ili elektronske. Elektromagnetski MCCB-ovi obično nisu selektivni, pružaju samo dugoročnu i trenutnu zaštitu. Elektronski MCCB-ovi pružaju četiri funkcije zaštite: dugoročna, kratkoročna, trenutna i zemljna greška. Neki noviji modeli uključuju selektivnu interlokaciju zona.

MCCB-ovi se često koriste za kontrolu i zaštitu ishodnih krugova, glavnih izlaznih prekidnika na malim distribucijskim transformatorima, terminala za kontrolu motora i kao prekidnici snage za različite strojeve.

1.3 Mini prekidnik (MCB)
MCB-ovi su najčešće korišteni uređaji za zaštitu krajeva u građevinskim električnim sustavima. Zaštitili jednofazne i trofazne krugove do 125A od kratkog spoja, preopterećenja i previsokog napona. Dostupni su u konfiguracijama 1P, 2P, 3P i 4P.

MCB sastoji se od mehanizma rada, kontakata, zaštitnih uređaja (različitih prekomrenih jedinica) i sistema za gašenje luka. Kontakti se zatvaraju ručno ili električki i zadržavaju na mjestu slobodnim mehanizmom otkida. Bobina prekomrene jedinice i zagrijavajući element termo-trip jedinice su povezani serijalno s glavnim krugom, dok je bobina prekomrene jedinice za nedostatak napona povezana paralelno s napajanjem.

U građevinskom električnom dizajnu, MCB-ovi se koriste za preopterećenje, kratki spoj, prekomjernu struju, nedostatak napona, zemljni spoj, zaštitu od curenja, automatsko prebacivanje dvostruke snage i rijetko pokretanje i zaštitu motora.

2. Ključni tehnički parametri prekidnika

• Nominalni radni napon (Ue)
  Nominalni napon na kojem je prekidnik dizajniran da neprekidno radi pod određenim uvjetima. U Kini, za sustave do 220kV, maksimalni radni napon je 1,15 puta nominalni napon sustava; za 330kV i više, on je 1,1 puta. Prekidnik mora održavati izolaciju i obavljati operacije prekidanja na maksimalnom radnom naponu sustava.

• Nominalna struja (In)
  Struja koju prekomrena jedinica može nositi neprekidno pri ambijentnim temperaturama do 40°C. Za podešive prekomrene jedinice, to je maksimalna podešiva struja. Pri temperaturama iznad 40°C (do 60°C), dopušteno je smanjenje.

• Postavka prekomjerne struje (Ir)
  Prekidnik se otkida s odlaganjem kada struja premaši Ir, što predstavlja maksimalnu struju koju prekidnik može nositi bez otkida. Ir mora biti veći od maksimalne struje opterećenja (Ib) ali manji od dopuštene struje kabela (Iz). Za termo-magnetske prekidnike, Ir je obično podešiv od 0,7 do 1,0In; elektronske prekomrene jedinice nude širi raspon, obično 0,4 do 1,0In. Za fiksne prekomrene jedinice, Ir = In.

• Postavka prekomjerne struje za kratki spoj (Im)
  Prag na kojem se trenutna ili kratkoročna prekomrna jedinica aktivira kako bi brzo prekinula krug tijekom visokih struja grešaka.

• Nominalna kratkoročna otpornost (Icw)
  Struja koju prekidnik može izdržati za određeno vrijeme bez toplinskog oštećenja.

• Kapacitet prekidanja
  Maksimalna struja greške koju prekidnik može sigurno prekinuti, neovisno o njegovoj nominalnoj struji. Uobičajene vrijednosti uključuju 36kA i 50kA. Kategorizirane su u krajnju kapacitet prekidanja (Icu) i servisnu kapacitet prekidanja (Ics).

3. Opći principi odabira prekidnika

• Nominalni radni napon ≥ nominalni napon kruga.

• Nominalna kapacitet prekidanja kratkog spoja ≥ izračunata struja opterećenja.

• Nominalna kapacitet prekidanja kratkog spoja ≥ maksimalna moguća struja kratkog spoja u krugu.

• Jednofazna struja kratkog spoja na kraju kruga ≥ 1,25 × postavka trenutne (ili kratkoročne) prekomrne struje.

• Napajanje prekomrne jedinice za nedostatak napona = nominalni napon kruga.

• Napajanje paralelnog prekidničkog modula = napon napajanja upravljačkog sustava.

• Napajanje električnog mehanizma rada = napon napajanja upravljačkog sustava.

• Za osvjetljenje krug, postavite trenutnu elektromagnetsku prekomrnu struju na 6 puta struju opterećenja.

• Za kratkospojnu zaštitu pojedinačnog motora: 1,35× struja pokretanja motora (serija DW) ili 1,7× (serija DZ).

• Za više motora: 1,3× struja pokretanja najvećeg motora + zbroj struja pokretanja drugih motora.

• Kao glavni prekidnik na niskonaponskoj strani transformatora: kapacitet prekidanja > niskonaponska struja kratkog spoja transformatora; postavka nominalne struje ≥ nominalna struja transformatora; postavka kratkog spoja = 6–10× nominalna struja transformatora; postavka preopterećenja = nominalna struja transformatora.

• Nakon početnog odabira, koordinirajte s prekidnicima iznad i ispod kako biste spriječili kaskadno otkidanje i smanjili raspon ispadanja.

4. Selektivnost prekidnika
Prekidnici se klasificiraju kao selektivni ili neselektivni. Selektivni prekidnici nude dvostihačku ili tri-stupnjevu zaštitu: trenutnu i kratkoročnu za kratke spojeve, dugoročnu za preopterećenje. Neselektivni prekidnici su obično trenutni (samo za kratke spojeve) ili dugoročni (samo za preopterećenje). Selektivnost se postiže korištenjem kratkoročnih prekomrenih jedinica s različitim postavkama vremena. Ključne razmatranje:

• Postavka trenutne prekomrne struje iznad ≥ 1,1 × maksimalna struja tri-faznog kratkog spoja na izlazu doljnog prekidnika.

• Ako je doljni prekidnik neselektivni, postavka kratkoročne prekomrne struje iznad ≥ 1,2 × postavka trenutne prekomrne struje doljnog prekidnika kako bi se održala selektivnost.

• Ako je doljni prekidnik također selektivni, kratkoročno odlaganje vremena iznad ≥ kratkoročno odlaganje vremena doljnog prekidnika + 0,1s.
  Općenito, Iop.1 ≥ 1,2 × Iop.2.

5. Kaskadna zaštita
U dizajnu sustava, koordinacija između prekidnika iznad i ispod osigurava selektivnost, brzinu i osjetljivost. Pravilna koordinacija omogućuje selektivno izoliranje grešaka, održavajući struju zdravim krugovima. Kaskadna zaštita koristi ograničujući efekt struje gornjeg prekidnika (QF1). Kada se dogodi kratki spoj ispod (na QF2), ograničujući efekt struje QF1 smanjuje stvarnu struju greške, omogućujući QF2 da prekine struju veću od svoje nominalne kapacitete. To omogućuje korištenje nižih cijena, nižih kapaciteta prekidanja dolnjih prekidnika. Uvjeti uključuju nema ključnih opterećenja na susjednim krugovima (jer bi QF1 trip isključio QF3), i pravilno podudaranje trenutnih postavki. Podaci o kaskadama određuju se testiranjem i dostavlja ih proizvođači.

6. Osjetljivost prekidnika
Za osiguranje pouzdanog rada tijekom minimalnih uslova greške, osjetljivost (Sp) mora biti ≥1,3 prema GB50054-95:
Sp = Ik.min / Iop ≥ 1,3
Gdje je Iop trenutna ili kratkoročna postavka prekomrne struje, a Ik.min minimalna struja kratkog spoja na kraju zaštićenog kruga tijekom minimalnog rada sustava. Za selektivne prekidnike s obje kratkoročne i trenutne prekomrne jedinice, potrebno je provjeriti samo osjetljivost kratkoročne prekomrne jedinice.

7. Odabir i postavljanje prekomrenih jedinica

(1) Postavka trenutne prekomrne struje.Mora premašiti vrhunsku struju (Ipk) tijekom pokretanja motora:
Iop(0) ≥ Krel × Ipk
(Krel = faktor pouzdanosti)

(2) Postavka kratkoročne prekomrne struje i vremena
Iop(s) ≥ Krel × Ipk. Vremenska odlaganja obično su 0,2s, 0,4s ili 0,6s, postavljena kako bi se osiguralo da vrijeme rada iznad premaši vrijeme rada ispod za jedan korak vremena.

(3) Postavka dugoročne prekomrne struje i vremena
Štiti od preopterećenja: Iop(l) ≥ Krel × I30 (maksimalna struja opterećenja). Postavka vremena mora premašiti dopušteno vrijeme kratkoročnog preopterećenja.

(4) Koordinacija između postavki prekomrenih jedinica i kapaciteta kabela.Za sprečavanje pregrejanja ili požara kabela bez otkida:

Iop ≤ Kol × Ial
Gdje je Ial = dopuštena kapacitet prijenosa struje kabela, Kol = faktor kratkoročnog preopterećenja (4,5 za trenutne/kratkoročne prekomrne jedinice; 1,1 za dugoročnu prekomrnu jedinicu kao zaštitu od kratkog spoja; 1,0 samo za zaštitu od preopterećenja). Ako to nije zadovoljeno, prilagodite postavku prekomrne jedinice ili povećajte veličinu kabela.