Automātiskās izvietošanas un iestatījumu pilnīgais gids: no pamatparametriem līdz selektīvai aizsardzībai

Izslēgļu klasifikācija

(1) Gaisa izslēgļi (ACB)
Gaisa izslēgļi, arī pazīstami kā formētās rāmju vai universālie izslēgļi, satur visus komponentus apvilktnē no izolētas metāla rāmes. Parasti tie ir atvērtā veida, ļaujot instalēt dažādus papildkomponentus un viegli nomainīt kontaktus un daļas. Tie bieži tiek izmantoti kā galvenais elektrosniedzēja pārslēgšanas mehānisms. Pārmērīga strāvas tripperi ietver elektromagnētiskos, elektroniskos un inteliģentus tipus. Izslēgls nodrošina četrpakāpes aizsardzību: ilgtermiņa aizvilkne, īstermiņa aizvilkne, momentāna un nomazgājuma aizsardzība. Katru aizsardzības iestatījumu var pielāgot diapazonā atkarībā no rāma izmēra.

Gaisa izslēgļi ir piemēroti 50 Hz maiņstrāvei, nominālajiem spriegumiem 380 V vai 660 V un nominālajiem strāvas caurplūsmām no 200 A līdz 6300 A elektrosniedzēju tīklā. Tie tiek galvenokārt izmantoti elektroenerģijas sadalīšanai un tīklu un enerģijas aprīkojuma aizsardzībai no pārmērīgas slodzes, nespēcīgāka sprieguma, īslaistes, vienfāzes nomazgājuma un citiem traucējumiem. Šie izslēgļi piedāvā vairākas inteliģentas aizsardzības funkcijas un ļauj selektīvu aizsardzību. Normālos apstākļos tos var izmantot retākiem tīklu pārslēgumiem. ACB ar reitingu līdz 1250 A var tikt izmantots 50 Hz, 380 V tīklā, lai aizsargātu dzinējus no pārmērīgas slodzes un īslaistes.

Gaisa izslēgļi parasti tiek izmantoti kā galvenie pārslēgļi transformatoru 400V pusei, šķērsgājiena pārslēgļi, lielapjomīgu līdznes pārslēgļi un lielu dzinēju vadības pārslēgļi.

(2) Formētais izslēgls (MCCB)
Arī pazīstams kā ievietojamais izslēgls, formētais izslēgls satur kontaktus, lejasnovārtošanas kameras, tripperes un darbības mehānismus plastmasas ārējā apvilktnē. Papildkontakti, nespēcīgāka sprieguma tripperes un shunt tripperes parasti ir modulāri. Struktūra ir kompakta, un uzturēšana parasti nav jāņem vērā. Tas ir piemērots šķērsgājiena aizsardzībai. Formētie izslēgļi parasti ietver termo-magnētiskas tripperes, bet lielāki modeļi var būt aprīkoti ar solid-state tripperes.

Pārmērīga strāvas tripperes MCCB ir pieejamas elektromagnētiskā un elektroniskā veidā. Parasti elektromagnētiskie MCCB ir neselektīvi un nodrošina tikai ilgtermiņa aizvilkni un momentānu aizsardzību. Elektroniskie MCCB piedāvā četras aizsardzības funkcijas: ilgtermiņa aizvilkne, īstermiņa aizvilkne, momentāna un nomazgājuma aizsardzība. Daži jaunākie elektroniskie MCCB arī piedāvā zonas selektīvo savienojumu.

Formētie izslēgļi parasti tiek izmantoti šķērsgājiena kontroles un aizsardzībai, galvenajiem pārslēgļiem mazākos transformatoru elektrosniedzēju tīklos, beigu enerģijas sadalīšanas kontrolei un kā enerģijas pārslēgļi dažādiem ražošanas mašīnām.

(3) Mini izslēgls (MCB)
Mini izslēgls ir visvairāk izmantotais terminālais aizsardzības ierīce ēku elektrosniedzēju terminālajā sadalīšanas sistēmā. Tā tiek izmantota aizsardzībai pret īslaisti, pārmērīgu slodzi un pārspriegumu vienfāzes un trīsfāzes tīklos līdz 125A, un tas ir pieejams vienfāzes (1P), divfāzes (2P), trīsfāzes (3P) un četrāmfāzes (4P) konfigurācijās.

MCB sastāv no darbības mehānisma, kontaktiem, aizsardzības ierīcēm (dažādas tripperes) un lejasnovārtošanas sistēmas. Galvenie kontakti tiek slēgti manuāli vai elektriski. Pēc slēgšanas brīvā trippere uzsloga kontaktus slēgtā pozīcijā. Pārmērīgas strāvas tripperes spīdole un termiskās tripperes siltuma elementa tiek savienoti sarindā ar galveno tīklu, bet nespēcīgāka sprieguma tripperes spīdole ir savienots paralēli ar enerģijas avotu.

Civilās ēkas elektrosniedzēju projektēšanā mini izslēgļi tiek galvenokārt izmantoti aizsardzības un darbības nolūkos, piemēram, pārmērīgas slodzi, īslaistes, pārmērīgas strāvas, sprieguma zudumu, nespēcīgāka sprieguma, nomazgājuma, noplūdes, automātiskās divu enerģijas avotu pārslēgšanas un retākās dzinēju palaišanas.

Izslēgļu pamata raksturlielumi

(1) Nominālais darbības spriegums (Ue)
Nominālais darbības spriegums ir izslēgļa nominaļais spriegums, zem kura izslēgls var nepārtraukti darboties noteiktajos normālos darbības un veiktspējas apstākļos.

Ķīnā, līdz 220kV sprieguma līmeņiem, maksimālais darbības spriegums ir 1,15 reizes sistēmas nominālais spriegums; 330kV un augstākiem, maksimālais darbības spriegums ir 1,1 reizes nominālais spriegums. Izslēglim jāuztur izolācija un jāspēj slēgt un novārtot zem sistēmas maksimālā darbības sprieguma.

(2) Nominālā strāva (In)
Nominālā strāva ir strāva, ko trippere var nepārtraukti pārvadāt apkārtējā temperatūrā zem 40°C. Regulējamām tripperēm tas attiecas uz maksimālo strāvu, ko trippere var nepārtraukti pārvadāt.

Lietojot temperatūrā virs 40°C, bet nevirzot 60°C, izslēgls var darboties samazinātā slodzē garākā laikā.

(3) Pārmērīgas strāvas trippera iestatījuma strāva (Ir)
Kad strāva pārsniedz tripperes iestatījumu Ir, izslēgls trippē pēc laika aizvilknes. Tā arī atspoguļo maksimālo strāvu, ko izslēgls var pārvadāt bez trippēšanas. Šis skaitlis jāveido, lai būtu lielāks par maksimālo slodzes strāvu Ib, bet mazāks par tīkla maksimālo atļauto strāvu Iz.

Termo-magnētiskām tripperēm Ir parasti ir regulējama robežā 0,7–1,0In. Elektroniskām tripperēm regulēšanas diapazons parasti ir plašāks, parasti 0,4–1,0In. Nevar regulēt pārmērīgas strāvas tripperes, Ir = In.

(4) Īslaistes trippera iestatījuma strāva (Im)
Īslaistes trippere (momentāna vai īstermiņa aizvilkne) izslēdz izslēgļu ātri, kad notiek augstas traucējuma strāvas. Tās trippēšanas slodze ir Im.

(5) Nominālais īslaistības ilgstošais strāvas caurplūsma (Icw)
Tas ir strāvas vērtība, ko atļauj caur ceļotāju pārvadāt noteiktā laika periodā, neizraisot bojājumus pārsiltuma dēļ.

(6) Trippēšanas spēja
Izslēgļa trippēšanas spēja attiecas uz tā spēju droši pārtraukt traucējuma strāvas, kas nav obligāti saistīta ar tā nominālo strāvu. Bieži sastopami reitingi ir 36kA un 50kA. To parasti sadala maksimālā īslaistes trippēšanas spēja (Icu) un ekspluatācijas īslaistes trippēšanas spēja (Ics).

Vispārīgi principi izslēgļu atlasei

Pirmkārt, atlasiet tipu un polu skaitu atkarībā no lietojuma; tad atlasiet nominālo strāvu atkarībā no maksimālās darbības strāvas; beigās izvēlieties tripperes tipu un papildkomponentus. Konkrētās prasības ir tādas:

• Izslēgļa nominālais darbības spriegums ≥ līnijas nominālais spriegums.

• Izslēgļa nominālais īslaistes trippēšanas spēja ≥ līnijas aprēķinātā slodzes strāva.

• Izslēgļa nominālais īslaistes trippēšanas spēja ≥ līnijas maksimālā iespējamā īslaiste (parasti aprēķināta kā efektīvā vērtība).

• Vienfāzes nomazgājuma strāva līnijas beigās ≥ 1,25 reizes izslēgļa momentānā (vai īstermiņa aizvilkne) trippēšanas iestatījums.

• Nespēcīgāka sprieguma tripperes nominālais spriegums = līnijas nominālais spriegums.

• Shunt tripperes nominālais spriegums = kontrolējošā enerģijas avota spriegums.

• Elektrodarbības mehānisma nominālais darbības spriegums = kontrolējošā enerģijas avota spriegums.

• Lietojot gaismas tīklos, elektromagnētiskās tripperes momentānais trippēšanas iestatījums parasti ir 6 reizes slodzes strāva.

• Lietojot izslēgļu viena dzinēja īslaistes aizsardzībai, momentānais trippēšanas iestatījums ir 1,35 reizes dzinēja palaišanas strāva (DW sērijai) vai 1,7 reizes (DZ sērijai).

• Lietojot izslēgļu vairāku dzinēju īslaistes aizsardzībai, momentānais trippēšanas iestatījums ir 1,3 reizes lielākā dzinēja palaišanas strāva plus pārējo dzinēju darbības strāvas.

• Lietojot izslēgļu kā galveno pārslēgļu elektrosniedzēja transformatora zemsprieguma pusē, tā trippēšanas spēja jāpārsniedz transformatora zemsprieguma pusē esošā īslaiste. Tripperes nominālā strāva nedrīkst būt mazāka par transformatora nominālo strāvu. Īslaistes aizsardzības iestatījums parasti ir 6–10 reizes transformatora nominālā strāva; pārmērīgas slodzes aizsardzības iestatījums vienāds ar transformatora nominālo strāvu.

• Pēc izslēgļa tipa un reitinga preliminārās izvēles, ir nepieciešama koordinācija ar augstāko un zemāko aizsardzības ierīci, lai izvairītos no kaskādošas trippēšanas un minimizētu negadījuma apmēru.

Izslēgļu selektivitāte

Sadalīšanas sistēmā izslēgļus var klasificēt kā selektīvus vai neselektīvus, atkarībā no aizsardzības veida. Selektīvie zemsprieguma izslēgļi ietver divpakāpes vai trīspakāpes aizsardzību. Momentānas un īstermiņa aizvilknes tiek izmantotas īslaistes aizsardzībai, bet ilgtermiņa aizvilknes tiek izmantotas pārmērīgas slodzes aizsardzībai. Neselektīvie izslēgļi parasti ir tikai momentāni, izmantojot tikai īslaistes aizsardzību, vai ilgtermiņa aizvilkne, izmantojot tikai pārmērīgas slodzes aizsardzību.

Sadalīšanas sistēmā, ja augstākā izslēgle ir selektīvs un zemākā izslēgle ir neselektīvs vai selektīvs, selektivitāte tiek sasniegta, izmantojot īstermiņa aizvilknes tripperes laika aizvilkni vai laika aizvilknes iestatījumu atšķirības. Ja augstākā izslēgle darbojas ar laika aizvilkni, jāņem vērā:

• Neatkarīgi no tā, vai zemākā izslēgle ir selektīvs vai neselektīvs, augstākā izslēgles momentānā pārmērīgas strāvas trippēšanas iestatījums parasti jāveido, lai nebūtu mazāks par 1,1 reizes zemākā izslēgles izvades trīsfāzes maksimālā īslaistes strāva.

• Ja zemākā izslēgle ir neselektīvs, lai izvairītos no augstākās izslēgles īstermiņa pārmērīgas strāvas tripperes pirmās darbības, jo zemākā izslēgles momentānā tripperes jūtība ir nepietiekama īslaistes laikā, augstākā izslēgles īstermiņa pārmērīgas strāvas trippēšanas iestatījums parasti jāveido, lai nebūtu mazāks par 1,2 reizes zemākā izslēgles momentānā trippēšanas iestatījums.

• Ja zemākā izslēgle arī ir selektīvs, lai nodrošinātu selektivitāti, augstākā izslēgles īstermiņa darbības laiks jāveido, lai būtu vismaz 0,1 sekundes garāks par zemākā izslēgles īstermiņa darbības laiku.

Parasti, lai nodrošinātu selektivitāti starp augstāko un zemāko zemsprieguma izslēgļu, augstākā izslēgle labāk būtu aprīkota ar īstermiņa pārmērīgas strāvas tripperi, un tā darbības strāva jāveido, lai būtu vismaz viena pakāpe augstāka par zemākās tripperes darbības strāvu. Mīnimumā augstākā darbības strāva Iop.1 jāveido, lai nebūtu mazāka par 1,2 reizes zemākā darbības strāva Iop.2, t.i., Iop.1 ≥ 1,2Iop.2.

Izslēgļu kaskādošā aizsardzība

Sadalīšanas sistēmas projektēšanā, koordinācija starp augstāko un zemāko izslēgļiem jānodrošina "selektivitāte, ātrums un jūtība". Selektivitāte attiecas uz izslēgļu koordināciju, bet ātrums un jūtība ir saistīti ar aizsardzības ierīces raksturojumiem un tīkla darbības veidu.

Pareiza koordinācija starp augstāko un zemāko izslēgļiem ļauj selektīvi izolēt defektīgo tīklu, nodrošinot, ka citas ne-defektīgās tīkles turpinās normālu darbību. Sliktā koordinācija ietekmē sistēmas uzticamību.

Kaskādošā aizsardzība ir praktiska izslēgļu strāvas ierobežojošo raksturojumu lietojums. Tā galvenā princips ir izmantot augstākā izslēgļa (QF1) strāvas ierobežojošo efektu, kas ļauj izvēlēties zemāko izslēgļu (QF2) ar zemāku trippēšanas spēju, samazinot tā cenu. Strāvas ierobežojošais augstākais izslēgls QF1 var pārtraukt maksimālo prognozēto īslaistes strāvu tā montāžas punktā. Kad notiek īslaiste zemākā izslēgļa QF2 izvades punktā, faktiskā īslaistes strāva tiek būtiski samazināta, izmantojot QF1 strāvas ierobežojošo efektu, kas ir daudz zemāks par prognozēto īslaistes strāvu šajā punktā. Tādējādi QF2 trippēšanas spēja tiek efektīvi palielināta, pārsniedzot tā nominālo trippēšanas spēju.

Kaskādošā aizsardzībai ir noteiktas nosacījumi: piemēram, blakus esošajās tīklēs nedrīkst būt kritiskas slodzes (jo QF1 trippēšana arī deenerģētu QF3 tīklu), un QF1 un QF2 momentānais iestatījums jāpielāgo pareizi. Kaskādošās datus var noteikt tikai eksperimentāli, un koordināciju starp augstāko un zemāko izslēgļiem jānodrošina ražotājs.

Izslēgļu jūtība

Lai nodrošinātu momentānās vai īstermiņa pārmērīgas strāvas tripperes uzticamu darbību minimālos sistēmas darbības apstākļos un visvājākos īslaistes traucējumos tā aizsardzības apgabalā, izslēgļa jūtība jāatbilst "Zemsprieguma elektrosniedzēju sistēmu dizaina kodeksa" (GB50054-95) prasībām, kas norāda, ka jūtība nedrīkst būt mazāka par 1,3, t.i., Sp = Ik.min / Iop ≥ 1,3. Šeit Iop ir momentānās vai īstermiņa pārmērīgas strāvas tripperes darbības strāva, Ik.min ir vienfāzes vai divfāzes īslaistes strāva aizsargātā tīkla beigās minimālos sistēmas darbības apstākļos, un Sp ir izslēgļa jūtība.

Izslēgļa izvēlēšanā jāpārbauda arī tā jūtība. Ja izslēgls ir selektīvs, ar īstermiņa un momentānām pārmērīgas strāvas tripperēm, jāpārbauda tikai īstermiņa tripperes jūtība; momentānās tripperes jūtības pārbaude nav nepieciešama.

Izslēgļu tripperu izvēle un iestatījumi

(1) Momentānās pārmērīgas strāvas tripperes darbības strāvas iestatījums
Daži elektrotehniskie ierīces, kuras aizsargā izslēgls, laikā palaišanas procesā ir augsti šķidruma piki, vairākas reizes lielāki par nominālo strāvu, kas izslēglim īslaicīgi radīs augstu šķidruma