Automatikong Pagsara sa mga Low-Voltage Circuit Breakers Batas sa Time Relays

Arangin sa pagpahigayon og lami ug matumong operasyon sa grid ug sa pagwasak sa mga electrical equipment pinaagi sa load current surge samtang nagpauli ang power, ang tanang loads nga gikonekta sa distribution transformers kinahanglan idisconnect human sa energizing.

Kini nga rason, ang low-voltage circuit breakers gipagkaminyo og undervoltage release function: samtang ang transformer naglisod o naka-encounter sa line faults, ang pagkawasak sa voltage sa low-voltage bus magpadala og automatic tripping sa branch circuit breaker. Pagkahuman sa moulis ang transformer, tungod kay ang low-voltage circuit breakers dili kasagaran mogamit og automatic reclosing capability, ang mga operator kinahanglan mobati sa manual closing sa breaker sa site aron mopauli ang power. Ang proseso sa manual operation mahimong magdugay tungod sa lugar sa breaker, traffic, ug kondisyon sa panahon—naa average 33 minutos—resulta sa pagdugay sa outage ug severe impact sa reliability sa power supply.

Arangin sa pag-address niining problema, gi-develop ang automatic reclosing device para sa low-voltage circuit breakers batas sa time relay. Ang low-voltage output sa transformer ang maghatag og power sa relay coil. Pagkahuman sa moulis ang transformer, ang time relay coil mogamit og power, ug pagkatapos sa preset delay, ang sliding contact mag-briefly close ang closing circuit, resulta ang low-voltage circuit breaker mag-automatic reclose. Ang delay sa panahon makapildi sa inrush current sa transformer, nagpahigayon sa safety sa equipment. Pinaagi sa appropriate control logic, gi-prevent ang automatic reclosing pagkahuman sa overcurrent trips o manual disconnection.

1. Design Requirements and Solution

Batason sa grid operation regulations, gihatagan og specific design requirements ang undervoltage automatic transfer device:

• Kon ang high-voltage side sa distribution transformer naglisod o na-encounter sa fault, ang transformer magkawasak sa voltage ug ang low-voltage circuit breaker mag-trip pinaagi sa undervoltage release. Pagkahuman sa moulis ang transformer, ang breaker mag-automatic reclose pagkatapos sa preset time delay.

• Kon adunay fault downstream sa low-voltage circuit breaker, ang breaker mag-trip reliably ug dili mag-automatic reclose.

• Kon ang low-voltage circuit breaker gimanual open, dili mag-automatic reclose.

Arangin sa pag-meet niining mga requirement, gi-propose ang reliable solution gamiton ang time relay isip core sa control, nakapaila sa iyang time-delay characteristics ug sliding contacts aron mopahimulos ang automatic reclosing. Ang gipili nga model sa time relay mao ang DS-28.

Ang DS-28 time relay nga gigamit sa device gipahimulos pinaagi sa electromagnet nga nagdrive sa clockwork timing mechanism. Ang electromagnetic coil nagdraw og power gikan sa low-voltage output sa transformer, naghatag og continuously energized time relay. Ang relay naglakip og usa ka set sa delayed sliding contacts ug usa ka set sa delayed main contacts (termination contacts). Ang internal wiring sa time relay para sa undervoltage auto-transfer device makita sa Figure 1. 

Arangin sa pag-prevent sa coil burnout gikan sa prolonged energization, giatiman usab ang thermal fuse resistor isip external protective resistor. Sa design, ang terminals 1 ug 13–3 gipagamit isip trigger signals nga gikonekta sa power circuit, samtang ang terminals 5 ug 6, ug 16–3 ug 17, gipakilala isip delayed sliding contact ug instantaneous normally closed contact, respectively. Ang Figure 2 nagpakita sa wiring diagram sa time-relay-based automatic reclosing device para sa low-voltage circuit breakers.

2.Control Strategy of the Undervoltage Automatic Transfer Device

2.1 Transformer Undervoltage

Kon ang transformer nagundervoltage, ang low-voltage circuit breaker mag-trip. Tungod kay ang low-voltage bus wala moenergize, ang time relay magstay sa iyang initial state, ang delayed sliding contacts ug delayed main contacts open, samtang ang instantaneous normally closed contacts closed.

Pagkahuman sa moulis ang line, ang low-voltage output sa transformer moenergize, naghatag og power sa time relay. Sa karon, ang instantaneous normally closed contacts magopen, nagintroduce og voltage-dividing resistor sa coil circuit, nagpahimo sa electromagnet nga moenergize ug maintain long-term engagement. Ang clockwork mechanism magstart sa pag-operate, ug ang delayed moving contact magsugod sa pag-move towards sa closed position.

Pagkatapos sa preset delay (commonly set between 10 to 15 seconds pinaagi sa time adjustment knob sa panel sa time relay aron mapildi ang inrush current sa transformer), ang delayed sliding contact briefly mag-close ug mag-open again. Kini nga action mag-simulate sa pressing ug releasing sa manual closing button, nagpahigayon nga ang closing circuit wala mag-continuous energize, nga mahimong magprevent sa manual disconnection o magcause sa circuit breaker nga magclose sa fault point.

Commonly, ang distribution transformers adunay capacities hangtod sa 2000 kVA, ug ang duration sa inrush current sa transformer naglast around 6 to 10 seconds. Arangin sa pagpildi sa impact sa inrush current, ang delay time giset sa 10 to 15 seconds sa installation pinaagi sa adjustment sa time dial sa panel sa time relay. Ang wiring diagram sa closing circuit makita sa Figure 3.

Ang main (termination) contact mag-close pagkahuman sa sliding contact ug stop sa mechanical stop mechanism. Kon man ang low-voltage output sa transformer magstay energized, ang relay magstay sa kini nga estado. Kon ang low-voltage output magkawasak sa voltage (i.e., ang electromagnetic coil wala moenergize), ang tanang contacts mag-return sa ilang original positions.

2.2 Circuit Breaker Trip due to Fault

Kon adunay fault sa downstream line o equipment sa low-voltage circuit breaker, ang breaker mag-trip tungod sa overcurrent. Tungod kay ang low-voltage output sa transformer magstay energized, ang relay contacts magstay sa ilang current positions, nagpahigayon nga ang circuit breaker dili mag-automatic reclose.

2.3 Manual Trip

Kon ang low-voltage circuit breaker gimanual open, ang low-voltage output sa transformer magstay energized. Ang relay contacts magstay unchanged, ug ang closing circuit wala maapektuhan sa time relay, nagpahigayon nga ang breaker dili mag-automatic closure.

3. Device Function Testing

Pagkahuman sa pag-assemble sa time-relay-based undervoltage automatic transfer device, gihimo ang comprehensive functional tests. Pagkahuman sa successful testing, gihatagan og standardized installation procedure ug wiring diagrams, accompanied by detailed safety ug technical measures. Ang device gipasok sa 10 regions. Pagkahuman sa six months sa operasyon, ang device reliably ug correctly operated sa scheduled maintenance outages ug fault-induced outages. Ang average power restoration time nagdecrease gikan sa 33 minutes bago sa installation hangtod sa 10–15 seconds.

Ang field test results nag-confirm nga ang time-relay-based undervoltage automatic transfer device para sa low-voltage circuit breakers meet all design requirements.

4. Conclusion

Ang proposed undervoltage automatic transfer device para sa low-voltage circuit breakers naggamit sa delayed sliding contact sa time relay aron mapahimulos ang series sa issues gikan sa pag-install sa undervoltage release coils. Kini nag-enable sa low-voltage circuit breakers nga mag-automatic reclose pagkahuman sa undervoltage events. Ang device operates reliably sa normal power interruptions ug inactive sa abnormal conditions. Ug simple principle, convenient wiring, ug low cost, ang device proven sa field tests nga safe ug reliable sa pag-restore sa power pagkahuman sa undervoltage trips, reducing ang circuit breaker closing time gikan sa 33 minutes hangtod sa 10–15 seconds. Kini significantly improves utility efficiency ug power supply reliability, demonstrating high practical value sa real-world applications.