Popolna vodila za izbiro prekinitve struje in izračun postavitev

Kako izbirati in nastavljati preklopnike

1. Vrste preklopnikov

1.1 Zračni preklopnik (ACB)
Tudi znan kot oblikovani okvir ali univerzalni preklopnik, vse komponente so montirane znotraj izoliranega kovinskega okvira. Običajno je odprtega tipa, kar omogoča enostavno zamenjavo kontaktov in delov, in se lahko opremlja z različnimi dodatki. ACBi se pogosto uporabljajo kot glavni preklopniki za oskrbo s strmo. Prekomerno tokovne enote vključujejo elektromagnetske, elektronske in inteligentne tipe. Nudijo štiristopenjsko zaščito: dolgotrajna zamuda, kratkotrajna zamuda, trenutna in zemljiška napaka, z vsako postavitev zaščite prilagodljiva v obsegu glede na velikost okvira.

ACBi so primernejši za omrežja s frekvenco 50 Hz in imenovanimi napetostmi 380V ali 660V ter imenovanimi toki od 200A do 6300A. Glavno uporabo najdejo za distribucijo strme in zaščito pred preobremenitvijo, podnapetostjo, kratkimi zapori in enofaznimi zemljiškimi napakami. Ti preklopniki nudijo več inteligentnih funkcij zaščite in selektivno zaščito. Pod normalnimi pogoji se lahko uporabljajo za redko preklopovanje krakov. ACBi do 1250A lahko tudi zaščitijo motornike pred preobremenitvijo in kratkimi zapori v sistemih 380V/50Hz.

Običajne uporabe vključujejo glavne izhodne preklopnike na strani 400V transformatorjev, preklopnike za vez med busom, preklopnike za velike proizvodne krake in preklopnike za nadzor velikih motorjev.

1.2 Oblikovani preklopnik (MCCB)
Tudi znan kot vstavljeni preklopnik, njegovi terminali, gasilniki loka, enote za prekomerni tok in mehanizem za delovanje so sklenjeni v plastmenskem okvirju. Pomembni dodatki, kot so dodatni kontakti, enote za prekomerno tok in shunt trip enote, so običajno modularni, kar prinaša kompaktno obliko. MCCBi običajno niso namenjeni popravilom in se največ uporabljajo za zaščito vejnih krakov.

Večina MCCB-jev vključuje termomagnetne enote za prekomeren tok. Večji modeli lahko vključujejo čvrsto stanje senzorjev za prekomeren tok. Enote za prekomeren tok lahko so elektromagnetske ali elektronske. Elektromagnetski MCCBi so običajno ne-selektivni in ponujajo le dolgotrajno in trenutno zaščito. Elektronski MCCBi ponujajo štiri funkcije zaščite: dolgotrajna, kratkotrajna, trenutna in zemljiška napaka. Nekateri noviji modeli vključujejo zoniran interlock.

MCCBi se običajno uporabljajo za nadzor in zaščito proizvodnih krakov, glavnih izhodnih preklopnikov na majhnih distribucijskih transformatorjih, kontrolnih terminalih motorjev in kot preklopniki za strmo različne stroje.

1.3 Mini preklopnik (MCB)
MCBi so najpogosteje uporabljeni končni napravi za zaščito v električnih sistemih stavb. Zaščitijo enofazne in trifazne krake do 125A pred kratkimi zapori, preobremenitvijo in previsokim tokom. Na voljo so v konfiguracijah 1P, 2P, 3P in 4P.

MCB sestavlja mehanizem za delovanje, kontakte, zaščitne naprave (različne enote za prekomeren tok) in sistem za gašenje loka. Kontakte zapremo ročno ali električno in jih drži prosti tripping mehanizem. Bobina prekomerne tokove enote in segalni element termične enote sta priključena v seriji z glavnim krakom, medtem ko je bobina za prekomerno tok priključena vzporedno z oskrbovalnim virjem.

V električnem projektiranju stavb se MCB uporabljajo za preobremenitveno, kratkokratno, prekomerno, podnapetost, zemljiško napako, iztekanje, avtomatsko preklop dvojnih virov strme in redko za zaganjanje in zaščito motorjev.

2. Ključni tehnični parametri preklopnikov

• Imenovana delovna napetost (Ue)
  Nominalna napetost, pri kateri je preklopnik zasnovan za zvezno delovanje pod določenimi pogoji. V Kitajski, za sisteme do 220kV, je najvišja delovna napetost 1,15-krat imenovana napetost sistema; za 330kV in višje, je 1,1-krat. Preklopnik mora ohranjati izolacijo in opravljati preklopne operacije pri najvišji delovni napetosti sistema.

• Imenovani tok (In)
  Tok, ki ga enota za prekomeren tok lahko nosi zvezno pri okoliških temperaturah do 40°C. Za prilagodljive enote za prekomeren tok je to največji prilagodljivi tok. Pri temperaturah nad 40°C (do 60°C) je dovoljeno snižanje.

• Nastavitev prekomernega tokovega tripa (Ir)
  Preklopnik se odpne z zamudo, ko preseže Ir, ki predstavlja največji tok, ki ga preklopnik lahko nosi brez odpinjanja. Ir mora biti večji od največjega opterečenega toka (Ib), vendar manjši od dopustnega toka kabla (Iz). Za termomagnetne preklopnike je Ir običajno prilagodljiv od 0,7 do 1,0In; elektronske enote za prekomeren tok ponujajo širši obseg, običajno od 0,4 do 1,0In. Za fiksne enote za prekomeren tok je Ir = In.

• Nastavitev prekomernega tokovega tripa (Im)
  Prag, pri katerem se trenutna ali kratkotrajna enota za prekomeren tok aktivira, da hitro prekine krak med visokimi toki napak.

• Imenovana kratkotrajna obdržnostnega toka (Icw)
  Tok, ki ga preklopnik lahko obdrži za določen čas brez termične poškodbe.

• Zaporne zmogljivosti
  Največji tok napake, ki ga preklopnik lahko varno prekine, neodvisno od imenovanega toka. Običajne vrednosti so 36kA in 50kA. To se razdeli na končno zaporno zmogljivost (Icu) in delovno zaporno zmogljivost (Ics).

3. Splošni principi za izbiro preklopnikov

• Imenovana delovna napetost ≥ imenovana napetost kraka.

• Imenovana zaporna zmogljivost ≥ izračunani opterečeni tok.

• Imenovana zaporna zmogljivost ≥ največji možen toker kratkih zapori v kraku.

• Enofazni toker kratkih zapori na koncu kraka ≥ 1,25 × trenutna (ali kratkotrajna) nastavitev tripa.

• Imenovana napetost enote za prekomerno napetost = imenovana napetost kraka.

• Imenovana napetost shunt trip enote = napetost kontroldne oskrbe.

• Imenovana napetost električnega delovalnega mehanizma = napetost kontroldne oskrbe.

• Za svetlobne krake, nastavite trenutni elektromagnetni toker na 6-krat opterečeni tok.

• Za kratkotrajno zaščito enega motorja: 1,35× začetni toker motorja (DW serija) ali 1,7× (DZ serija).

• Za več motorjev: 1,3× največji začetni toker motorja + vsota drugih tečečih tokov motorjev.

• Kot glavni preklopnik na nizko napetostni strani transformatorja: zaporna zmogljivost > kratkih zapori transformatorja na nizko napetost; imenovani toker tripa ≥ imenovani toker transformatorja; kratkotrajna nastavitev = 6–10× imenovani toker transformatorja; preobremenitvena nastavitev = imenovani toker transformatorja.

• Po začetni izbiri, uskladi z zgornjimi in spodnjimi preklopniki, da se prepreči kaskadno odpinjanje in zmanjša obseg izpadov.

4. Selektivnost preklopnikov
Preklopniki so razdeljeni na selektivne in ne-selektivne. Selektivni preklopniki ponujajo dvostopenjsko ali tristopenjsko zaščito: trenutna in kratkotrajna za kratke zapore, dolgotrajna za preobremenitveno. Ne-selektivni preklopniki so običajno trenutni (samo za kratke zapore) ali dolgotrajni (samo za preobremenitveno). Selektivnost dosežemo z uporabo kratkotrajnih enot za prekomernen tok z različnimi časovnimi nastavitvami. Ključne razlage:

• Trenutna nastavitev zgornjega tripa ≥ 1,1 × največji trofazni toker kratkih zapori na izhodu spodnjega preklopnika.

• Če je spodnji ne-selektiven, nastavitev kratkotrajnega tripa zgornjega ≥ 1,2 × trenutna nastavitev spodnjega tripa, da ohranite selektivnost.

• Če je spodnji tudi selektiven, čas kratkotrajne zamude zgornjega ≥ čas kratkotrajne zamude spodnjega + 0,1s.
  Običajno Iop.1 ≥ 1,2 × Iop.2.

5. Kaskadna zaščita
V sistemskem projektiranju, koordinacija med zgornjimi in spodnjimi preklopniki zagotavlja selektivnost, hitrost in občutljivost. Pravilna koordinacija omogoča selektivno izolacijo napak, hkrati pa ohranja strmo za zdrave krake. Kaskadna uporaba izkoristi omejevalni učinek zgornjega preklopnika (QF1). Ko se zgodi kratki zapor spodaj (pri QF2), omejevalna dejanja QF1 zmanjša dejanski toker napake, kar omogoča QF2, da prekine toker, večji od njegove imenovane zmogljivosti. To omogoča uporabo cenejših, nižje zapornih zmogljivosti spodnjih preklopnikov. Pogoji vključujejo, da ni kritičnih opterečenj na sosednjih krakih (ker bi odpinjanje QF1 izklopilo QF3) in pravilno poravnavanje trenutnih nastavitev. Kaskadni podatki so določeni z testiranjem in so na voljo od proizvajalcev.

6. Občutljivost preklopnikov
Za zagotovitev zanesljivega delovanja pri minimalnih pogoji napak, mora biti občutljivost (Sp) ≥1,3 glede na GB50054-95:
Sp = Ik.min / Iop ≥ 1,3
Kjer je Iop trenutna ali kratkotrajna nastavitev tripa, in Ik.min je najmanjši toker kratkih zapori na koncu zaščitenega kraka pri minimalnem delovanju sistema. Za selektivne preklopnike z obe kratkotrajno in trenutno zaščito, je potrebno preveriti le občutljivost kratkotrajnega tripa.

7. Izbor in nastavitev enot za prekomeren tok

(1) Trenutna nastavitev prekomernega toka.Mora preseči vrhunske toke (Ipk) med začetkom motorja:
Iop(0) ≥ Krel × Ipk
(Krel = faktor zanesljivosti)

(2) Kratkotrajna nastavitev prekomernega toka in čas
Iop(s) ≥ Krel × Ipk. Časovne zamude so običajno 0,2s, 0,4s ali 0,6s, nastavljene, da zagotovijo, da je čas delovanja zgornjega preklopnika daljši od spodnjega za eno stopnjo.

(3) Dolgotrajna nastavitev prekomernega toka in čas
Zaščita pred preobremenitvijo: Iop(l) ≥ Krel × I30 (največji opterečeni toker). Časovna nastavitev mora preseči dovoljen čas kratkotrajne preobremenitve.

(4) Koordinacija med nastavitvami tripa in zmogljivostjo kabla.Da se prepreči pregrevanje ali požar kabla brez odpinjanja:

Iop ≤ Kol × Ial
Kjer je Ial = dopustna zmogljivost toka kabla, Kol = faktor kratkotrajne preobremenitve (4,5 za trenutne/kratkotrajne tripe; 1,1 za dolgotrajne tripe kot zaščita pred kratkimi zapori; 1,0 samo za zaščito pred preobremenitvijo). Če ta pogoj ni izpolnjen, prilagodite nastavitev tripa ali povečajte velikost kabla.