Wybór i ustawienie punktów wyłączników

Dobór wyłączników powinien opierać się na rzeczywistych warunkach pracy, w tym kategorii użytkowania, znamionowym napięciu roboczym, prądzie znamionowym, znamionowym prądzie nastawczym wyzwalacza i innych parametrach. Charakterystykę zabezpieczenia należy wybrać zgodnie z krzywymi charakterystyki zabezpieczenia podanymi w katalogu produktów, a następnie sprawdzić-charakterystykę zwarciową i współczynnik czułości.

Klasyfikacja wyłączników

(1) Wyłącznik powietrzny (ACB)

ACB jest również znany jako uniwersalny wyłącznik automatyczny. Wszystkie elementy są zamontowane w izolowanej metalowej ramie, zwykle typu otwartego. Można go wyposażyć w różne akcesoria, a wymiana styków i części jest wygodna. Stosowany jest najczęściej jako wyłącznik główny po stronie zasilania.

Ponad{0}}aktualne wersje obejmują typy elektromagnetyczne, elektroniczne i inteligentne. Wyłącznik zapewnia czterostopniową ochronę:-długą-zwłoczną, krótką-zwłoczną, bezzwłoczną i ziemnozwarciową. Wartość nastawczą każdego zabezpieczenia można regulować w pewnym zakresie, zgodnie z jego wartością znamionową.

ACB ma zastosowanie do prądu przemiennego 50 Hz, napięcia znamionowego 380 V, 660 V i sieci dystrybucyjnych o prądzie znamionowym od 200 A do 6300 A. Stosowany jest głównie do dystrybucji energii oraz ochrony linii i urządzeń zasilających przed przeciążeniem, zbyt niskim napięciem,-zwarciem, jedno-zwarciem doziemnym jednofazowym i innymi zwarciami.

Dzięki różnym inteligentnym funkcjom zabezpieczeniowym może realizować ochronę selektywną. W normalnych warunkach może być stosowany do rzadkiego przełączania obwodów. Wyłączniki poniżej 1250 A mogą być stosowane do ochrony silników przed przeciążeniem i zwarciem w sieciach 380 V AC 50 Hz.

ACB jest również często używany jako główny wyłącznik odpływowy po stronie 400 V transformatorów, przełączniki łączników magistrali, przełączniki zasilania o dużej-pojemności i duże przełączniki sterowania silnikiem.

(2) Wyłącznik kompaktowy (MCCB)

MCCB jest również znany jako wyłącznik modułowy. Zacisk uziemiający, styki zewnętrzne, komora gaszenia łuku, mechanizm zwalniający i uruchamiający są zamknięte w plastikowej obudowie.

Styki pomocnicze, wyzwalacze podnapięciowe, wyzwalacze wzrostowe i inne komponenty są w większości zbudowane modułowo i mają bardzo zwartą konstrukcję. Ogólnie rzecz biorąc, konserwacja nie jest brana pod uwagę i jest odpowiednia dla wyłączników zabezpieczających obwody odgałęzione.

Wyłączniki MCCB zwykle zawierają wyzwalacz termiczny-magnetyczny, natomiast wyłączniki MCCB o dużych-wymiarach są wyposażone w czujniki wyzwalające-półprzewodnikowe.

Wyzwalacze-nadprądowe dla wyłączników MCCB obejmują typy elektromagnetyczne i elektroniczne. Ogólnie rzecz biorąc, elektromagnetyczne wyłączniki MCCB są-selektywnymi wyłącznikami automatycznymi z jedynie długim-czasem zwłoki i zabezpieczeniem natychmiastowym. Elektroniczne wyłączniki MCCB zapewniają cztery funkcje zabezpieczające: długi-czas opóźnienia, krótki-czas opóźnienia, natychmiastowe i zabezpieczenie przed zwarciem doziemnym.

Niektóre nowo wprowadzone na rynek elektroniczne wyłączniki MCCB są również wyposażone w funkcję selektywnej blokady strefowej (ZSI).

Wyłączniki MCCB są powszechnie używane do sterowania i zabezpieczania linii zasilających, głównego wyłącznika odpływowego niskiego-napięcia małych transformatorów rozdzielczych, sterowania terminalami dystrybucji mocy, a także mogą być używane jako wyłączniki zasilania różnych maszyn produkcyjnych.

(3) Wyłącznik nadprądowy (MCB)

MCB to najczęściej stosowane urządzenie zabezpieczające zaciski w budynkach systemów dystrybucji zacisków elektrycznych. Stosowane jest do-zwarć, przeciążeń, przepięć i innych zabezpieczeń obwodów jedno- i trójfazowych- poniżej 125 A, w tym do biegunów 1, 2, 3 i 4-biegunowych.

MCB składa się z mechanizmu napędowego, styków, urządzeń zabezpieczających (różne wyzwalacze), układu gaszenia łuku itp. Jego główne styki są zamykane ręcznie lub elektrycznie. Po zamknięciu mechanizm swobodnego wyzwalania blokuje główne styki w pozycji zamkniętej.

Cewki wyzwalaczy nad-nadprądowych i elementy termiczne wyzwalaczy termicznych są połączone szeregowo z obwodem głównym. Cewki wyzwalaczy podnapięciowych są połączone równolegle z zasilaniem.

W projektach elektrycznych budynków cywilnych wyłączniki MCB stosuje się głównie w przypadku przeciążenia,-zwarcia,{1}}przetężenia, utraty napięcia, spadku napięcia, uziemienia, upływu doziemnego, automatycznego przełączania podwójnych źródeł zasilania oraz ochrony i sterowania silnikami podczas rzadkiego rozruchu.

Podstawowe parametry charakterystyczne wyłączników

(1) Znamionowe napięcie robocze Ue

Znamionowe napięcie robocze to napięcie znamionowe wyłącznika, przy którym może on pracować w sposób ciągły w określonych normalnych warunkach pracy i wydajności.

W Chinach dla poziomów napięcia 220 kV i niższych maksymalne napięcie robocze wynosi1,15 razynapięcie znamionowe systemu. Dla poziomów napięcia 330 kV i wyższych maksymalne napięcie robocze wynosi1,1 razynapięcie znamionowe.

Wyłącznik powinien utrzymywać izolację przy maksymalnym napięciu roboczym systemu i jest zdolny do wykonywania i wyłączania operacji w określonych warunkach.

(2) Prąd znamionowy In

Prąd znamionowy to prąd, który wyzwalacz może przewodzić w sposób ciągły w temperaturze otoczenia poniżej 40 stopni. W przypadku wyłączników z regulowanymi wyzwalaczami jest to maksymalny prąd, jaki wyzwalacz może przewodzić w sposób ciągły.

W przypadku stosowania w temperaturze otoczenia przekraczającej 40 stopni, ale nie wyższej niż 60 stopni, obciążenie powinno zostać obniżone w celu zapewnienia ciągłej pracy.

(3) Ustawienie prądu zwolnienia przeciążeniowego Ir

Kiedy prąd przekracza ustawienie wyzwalacza przeciążeniowego Ir, wyłącznik wyłącza się z opóźnieniem. Wartość ta reprezentuje również maksymalny prąd, jaki wyłącznik może wytrzymać bez zadziałania.

Wartość ta musi być większa niż maksymalny prąd obciążenia Ib, ale mniejsza niż maksymalny dopuszczalny prąd Iz obwodu.

W przypadku wyzwalaczy termicznych-magnetycznych Ir można zwykle regulować w zakresie 0,7 ~ 1,0 cala. W przypadku wyzwalaczy elektronicznych zakres regulacji jest szerszy i zazwyczaj 0,4 ~ 1,0 cala. W przypadku wyłączników wyposażonych w nie-regulowane wyzwalacze nadprądowe-Ir=In.

(4)-Ustawienie prądu wyzwalacza zwarciowego Im

Przekaźniki wyzwalające zwarcie-(natychmiastowe lub z krótkim-zwłocznym opóźnieniem) służą do szybkiego wyzwalania wyłącznika w przypadku wystąpienia wysokiego prądu zwarciowego. Próg zadziałania to Im.

(5) Znamionowy krótki-czas wytrzymywania prądu Icw

Jest to wartość prądu, która może przepływać przez określony czas, która nie spowoduje uszkodzenia przewodów w wyniku przegrzania w określonym czasie.

(6) Zdolność wyłączania

Zdolność wyłączania wyłącznika odnosi się do jego zdolności do bezpiecznego przerywania prądów zwarciowych, która niekoniecznie jest związana z jego prądem znamionowym.

Typowe wartości znamionowe obejmują 36 kA, 50 kA itp. Ogólnie dzieli się je na:

Maksymalna zwarciowa-zdolność wyłączania Icu

Zwarcie serwisowe-Zdolność wyłączania obwodu

 

Ogólne zasady doboru wyłącznika

Najpierw wybierztypIliczba biegunówwyłącznika w zależności od zastosowania;

wybierzprąd znamionowyzgodnie z maksymalnym prądem roboczym;

wybierzrodzaj wydania, rodzaje i specyfikacje akcesoriów zgodnie z wymaganiami.

Szczegółowe wymagania są następujące:

⑴Nominalne napięcie robocze (Ue) wyłącznika Większe lub równe napięciu znamionowemu obwodu.

⑵Znamionowa-zdolność załączania i wyłączania wyłącznika automatycznego. Większa lub równa obliczonego prądu obciążenia obwodu.

⑶Nominalna-zdolność załączania i wyłączania wyłącznika. Większa lub równa maksymalnemu-prądowi zwarciowemu, który może wystąpić w obwodzie (zwykle obliczanym jako wartość skuteczna).

⑷Jednofazowy prąd zwarcia doziemnego na końcu obwodu Większy lub równy 1,25 chwilowej wartości prądu wyzwalającego (lub krótkiego-zwłocznego) ustawienia wyłącznika.

⑸Napięcie znamionowe wyzwalacza podnapięciowego wyłącznika jest równe napięciu znamionowemu obwodu.

⑹Napięcie znamionowe wyzwalacza napięciowego wyłącznika jest równe napięciu zasilania sterującego.

⑺Nominalne napięcie robocze napędu silnikowego jest równe napięciu zasilania sterującego.

⑻Gdy wyłącznik automatyczny jest używany w obwodach oświetleniowych, chwilowy prąd wyzwalacza elektromagnetycznego jest zazwyczaj6 razyprąd obciążenia.

⑼Kiedy wyłącznik automatyczny jest używany do-zabezpieczenia pojedynczego silnika przed zwarciem:

Nastawiony prąd wyłączenia natychmiastowego =1.35 razy prąd rozruchowy silnika (dla serii DW) lub 1,7 razy prąd rozruchowy silnika (dla serii DZ).

⑽Gdy wyłącznik automatyczny jest używany do-zabezpieczenia wielu silników przed zwarciem:

Ustawiany prąd wyłączania natychmiastowego =1.3 razy prąd rozruchowy największego silnika plus prąd roboczy pozostałych silników.

⑾Kiedy wyłącznik automatyczny jest używany jako główny wyłącznik po-stronie niskiego napięcia transformatora rozdzielczego:

●Jego zdolność wyłączania powinna być większa niż-prąd zwarciowy po stronie niskiego-napięcia transformatora.

●Prąd znamionowy wyzwalacza nie może być mniejszy niż prąd znamionowy transformatora.

●Ustawiony-prąd zabezpieczenia zwarciowego: zazwyczaj 6–10-krotność prądu znamionowego transformatora.

● Prąd ustawienia zabezpieczenia przed przeciążeniem: równy prądowi znamionowemu transformatora.

⑿Po wstępnym wybraniu typu i wartości znamionowych wyłącznika należy dostosować go do charakterystyki zabezpieczeń wyłączników znajdujących się powyżej i poniżej, aby zapobieckaskadowe potknięciai poszerzenie zakresu usterek.

 

Selektywność wyłączników

Ze względu na skuteczność ochrony wyłączniki stosowane w systemach dystrybucji energii można podzielić na dwie kategorie:selektywnyInieselektywne.

Do selektywnych wyłączników niskiego napięcia zaliczają się:ochrona dwustopniowaIochrona trójstopniowaWśród nich charakterystyka bezzwłoczna i charakterystyka krótkozwłoczna są wykorzystywane do wyzwalania zwarciowego, natomiast charakterystyka długozwłoczna jest wykorzystywana do zabezpieczenia przed przeciążeniem.

Wyłączniki nieselektywne zwykle działają natychmiast i są używane tylko do ochrony przed zwarciem. Niektóre zapewniają działanie z długim opóźnieniem i są używane tylko do ochrony przed przeciążeniem.

W systemie dystrybucji energii, jeśliwyłącznik nadprądowyjest selektywny iwyłącznik nadprądowyjest nieselektywny lub selektywny, selektywność osiąga się głównie poprzez wykorzystanie opóźnienia czasowego wyzwalacza krótkozwłocznego lub różnych opóźnień czasowych.

Korzystając z opóźnienia czasowego wyłącznika poprzedzającego, należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

⑴Bez względu na to, czy wyłącznik po stronie zasilania jest selektywny czy nieselektywny, prąd nastawczy bezzwłocznego wyzwalacza nadprądowego wyłącznika po stronie zasilania nie powinien być mniejszy niż1,1 razymaksymalny trójfazowy prąd zwarciowy na zacisku odpływowym wyłącznika za nim.

⑵Jeżeli wyłącznik za wyłącznikiem nie jest selektywny, aby zapobiec zadziałaniu najpierw wyzwalacza nadprądowego o krótkotrwałej zwłoce po stronie zasilania z powodu niewystarczającej czułości natychmiastowego wyłączania wyłącznika za wyłącznikiem podczas zwarcia w jego chronionym obwodzie (co spowodowałoby utratę selektywności), prąd nastawczy wyzwalacza nadprądowego o krótkotrwałej zwłoce przed nim nie powinien być mniejszy niż1,2 razywyzwalacza nadprądowego bezzwłocznego znajdującego się za urządzeniem.

⑶Jeżeli wyłącznik umieszczony za wyłącznikiem jest również selektywny, aby zapewnić selektywność, czas zadziałania wyłącznika znajdującego się za nim z krótkim opóźnieniem będzie wynosić co najmniej0,1 s dłużejniż w przypadku wyłącznika znajdującego się poniżej.

Ogólnie rzecz ujmując, aby zapewnić selektywną pracę pomiędzy dwoma poziomami wyłączników niskiego napięcia, wyłącznik poprzedzający powinien być wyposażony w wyzwalacz nadprądowy z krótkim opóźnieniem, a jego prąd roboczy powinien być co najmniej o jeden poziom wyższy od prądu wyłącznika znajdującego się za wyłącznikiem. Co najmniej prąd roboczy wyłącznika poprzedzającego Iop.1​ nie powinien być mniejszy niż1,2 razyprąd roboczy wyłącznika za wyłącznikiem Iop.2​, tj.:Iop.1​ Większy lub równy 1.2Iop.2​

 

Ochrona kaskadowa wyłączników

Przy projektowaniu systemów dystrybucji mocy selektywna koordynacja pomiędzy wyłącznikami znajdującymi się przed i za wyłącznikiem musi spełniać wymagania dotyczące selektywności, szybkości i czułości.

Selektywność jest związana z koordynacją pomiędzy wyłącznikami znajdującymi się przed i za wyłącznikiem, podczas gdy prędkość i czułość są powiązane odpowiednio z charakterystyką samego urządzenia zabezpieczającego i trybem pracy obwodu.

Właściwa koordynacja pomiędzy wyłącznikami znajdującymi się powyżej i poniżej może selektywnie odłączyć uszkodzony obwód, zapewniając, że inne sprawne obwody w systemie dystrybucyjnym będą nadal działać normalnie. Wręcz przeciwnie, wpłynie to na niezawodność systemu dystrybucyjnego.

Ochrona kaskadowa to specyficzne zastosowanie charakterystyki-ograniczającej prąd wyłączników. Jej główną zasadą jest wykorzystanie efektu-ograniczającego prąd wyłącznika znajdującego się po stronie zasilania, tak aby do obwodów za nim można było wybierać wyłączniki o niższej zdolności wyłączania, co pozwala zredukować koszty i wydatki.

Wyłącznik-ograniczający prąd przed nim QF1 jest w stanie wyłączyć maksymalny spodziewany-prąd zwarciowy w miejscu instalacji. Ponieważ wyłączniki przed i za wyłącznikiem w systemie dystrybucyjnym są instalowane szeregowo, w przypadku wystąpienia zwarcia na wyjściu wyłącznika QF2 za urządzeniem, rzeczywisty-prąd zwarciowy jest znacznie niższy niż spodziewany prąd zwarciowy-w tym miejscu ze względu na obecny-ograniczający efekt QF1.

Innymi słowy, zdolność wyłączania dalszego wyłącznika QF2 jest znacznie zwiększona przy pomocy QF1, przekraczając jego znamionową zdolność wyłączania.

Ten rodzaj zabezpieczenia kaskadowego również ma pewne warunki. Na przykład sąsiednie obwody nie mogą przenosić ważnych obciążeń (ponieważ po wyłączeniu QF1 obwód QF3 również straci moc). Jednocześnie chwilowe ustawienie QF1 musi być odpowiednio dopasowane do ustawienia QF2.

Dane kaskadowe można ustalić wyłącznie na podstawie testów, a koordynację i dobór wyłączników znajdujących się przed i za wyłącznikiem może potwierdzić i dostarczyć wyłącznie producent wyłącznika.

 

Czułość wyłączników automatycznych

Aby zapewnić, że natychmiastowe lub krótkotrwałe-wyzwalacze nadprądowe wyłącznika będą działać niezawodnie w minimalnym trybie pracy systemu, gdy w zakresie ochronnym wystąpi najmniejsze-zwarcie zwarciowe, czułość zabezpieczeniowa wyłącznika musi spełniać wymagania określone wKodeks projektowania dystrybucji energii niskiego-napięcia(GB 50054-95).

Czułość nie powinna być mniejsza niż 1,3, tj.: Sp=Ik.min​/Iop​ Większa lub równa 1,3

Gdzie:

Iop​=Prąd roboczy natychmiastowego lub krótkiego-opóźnienia w stosunku do-bieżącego wyzwalacza

Ik.min​=Jedno-fazowy lub dwu-fazowy-prąd zwarciowy na końcu chronionej linii w minimalnym trybie pracy systemu

Sp​=Czułość wyłącznika

Podczas doboru wyłącznika należy także zwrócić uwagę na weryfikację czułości. W przypadku wyłączników selektywnych wyposażonych zarówno w wyzwalacze nadprądowe-bezzwłoczne, jak i bezzwłoczne-, należy sprawdzić jedynie czułość działania wyzwalacza nadprądowego o krótkim-zwłocznym-czasie; weryfikacja chwilowego zwolnienia-nadprądowego nie jest wymagana.

 

Wybór i ustawienie wyzwalaczy wyłączników

(1) Ustawienie prądu roboczego dla natychmiastowego wyzwalania nadprądowego

Wśród urządzeń chronionych przez wyłącznik automatyczny, niektóre urządzenia elektryczne będą generować prąd szczytowy kilka razy większy od prądu znamionowego w krótkim czasie podczas rozruchu, co powoduje, że wyłącznik automatyczny wytrzymuje duży prąd szczytowy w krótkim czasie.

Prąd roboczy Iop(o)​ bezzwłocznego wyzwalacza nadprądowego musi przekraczać prąd szczytowy Ipk​ obwodu, mianowicie: Iop(o)​ Większy lub równy Krel​⋅Ipk​Gdzie Krel​ jest współczynnikiem niezawodności.

Podczas doboru wyłącznika należy upewnić się, że prąd nastawczy bezzwłocznego wyzwalacza nadprądowego przekracza prąd szczytowy, aby uniknąć niepożądanego wyłączenia.

(2) Ustawienie prądu roboczego i czasu wyzwalacza nadprądowego z krótkotrwałym opóźnieniem

Prąd roboczy Iop(s) wyzwalacza nadprądowego o krótkim zwłoce powinien również przekraczać prąd szczytowy Ipk obwodu, mianowicie: Iop(s)​ większy lub równy Krel​⋅Ipk​gdzie Krel​ jest współczynnikiem niezawodności.

Czas działania wyzwalaczy krótkozwłocznych jest zwykle stopniowany jako 0,2 s, 0,4 s i 0,6 s. Należy go określić na podstawie koordynacji selektywności urządzeń zabezpieczających znajdujących się powyżej i poniżej. Czas zadziałania zabezpieczenia od strony zasilania powinien być o jeden przedział czasowy dłuższy niż zabezpieczenia odpływu.

(3) Ustawienie prądu roboczego i czasu wyzwalacza nadprądowego o długim opóźnieniu

Wyzwalacz nadprądowy o długim czasie zwłoki jest używany głównie do ochrony przed przeciążeniem. Dlatego jego prąd roboczy Iop(l)​ musi jedynie przekraczać maksymalny prąd obciążenia (obliczony prąd I30​) obwodu:Iop(l)​ Większy lub równy Krel​⋅I30​Gdzie Krel​ jest współczynnikiem niezawodności.

Czas działania wyzwalacza zwłocznego powinien przekraczać czas dopuszczalnego krótkotrwałego przeciążenia, aby uniknąć niepożądanego zadziałania wyłącznika.

(4) Koordynacja pomiędzy prądem roboczym wyzwalacza nadprądowego a kablem chronionym

Aby zapobiec przegrzaniu izolacji, uszkodzeniu lub nawet pożarowi spowodowanemu przeciążeniem lub zwarciem bez zadziałania, prąd roboczy Iop​ wyzwalacza nadprądowego powinien spełniać:Iop​ Mniejszy lub równy Kol​⋅Ial​Gdzie:

Ial​=dopuszczalna obciążalność prądowa izolowanego kabla

Kol​=dopuszczalny współczynnik krótkotrwałego przeciążenia izolowanego kabla

Wartość Kol:

Dla wyzwalaczy bezzwłocznych i krótkozwłocznych: 4.5

W przypadku wyzwalaczy zwłocznych długozwłocznych stosowanych jako zabezpieczenie zwarciowe: 1.1

W przypadku wyzwalacza zwłocznego używanego wyłącznie jako zabezpieczenie przed przeciążeniem: 1

Jeśli powyższe wymagania koordynacyjne nie są spełnione, należy dostosować prąd roboczy wyzwalacza lub odpowiednio zwiększyć pole przekroju poprzecznego przewodu lub kabla.