Keskpinge elektrijaotuses on kombineeritud seade - koormuslüliti koos kõrgepinge kaitsmetega - üks kõige laialdasemalt kasutatavatest kaitsekonfiguratsioonidest siseruumide jaotusseadmetes. See on kompaktne, kuluefektiivne ja usaldusväärne. Kuid on üks kriitiline parameeter, mida insenerid ja hankejuhid spetsifikatsiooni koostamisel sageli tähelepanuta jätavad: ülekandevool. Ülekandevool määratleb maksimaalse rikkevoolu, mille koormuslüliti peab katkestama täpselt hetkel, mil kaitselüliti töötab - ja LBS-i valimine ilma seda nimiväärtust kontrollimata on üks kõige tavalisemaid keskpinge süsteemide katastroofiliste lülitusseadmete rikkeid. Kui te projekteerite, määrate või hooldate kaitsme-lüliti kombinatsiooni, ei ole ülekandevoolu mõistmine vabatahtlik - see on süsteemi töökindluse ja personali ohutuse seisukohalt väga oluline.
Sisukord
- Mis on ülekandevool kaitsme-lüliti kombinatsioonis?
- Kuidas mõjutab ülekandevool koormuslüliti jõudlust?
- Kuidas valida õige LBSi, mis põhineb ülekandevoolu hinnangul?
- Millised on tavalised vead ülekandevoolu määramisel?
Mis on ülekandevool kaitsme-lüliti kombinatsioonis?
Kombineeritud seadmes töötavad koormuslüliti ja kaitselüliti koordineeritud kaitsemeeskonnana. Tavapärastes töötingimustes tegeleb LBS tavapärase lülitamisega - vooluahelate sisselülitamine ja väljalülitamine koormuse all. Kaitsmed ootavad ootamatult rikkeolukorda.
Kui tekib rike ja rikkevool ületab kaitsme katkestusvõime künnisväärtuse, rakendub kaitsme esimesena. Kuid siin on kriitiline füüsika: täpselt hetkel, mil kaitselüliti tühjeneb, peab koormuslüliti katkestama ülejäänud voolu, mis vooluahelas voolab. See jääkvool - vool, mille LBS peab kohe pärast kaitsme töötamist katkestama - on määratletud kui ülekandevool.
Ülekandevooluga seotud peamised tehnilised parameetrid on järgmised:
- Pingeklass: Tavaliselt 12 kV, 24 kV või 36 kV (vastavusse viidud IEC 62271-1051)
- Ülekandevoolu vahemik: Tavaliselt vahemikus 200 A kuni 1600 A, sõltuvalt süsteemi konstruktsioonist.
- Standardviide: IEC 62271-105 reguleerib LBS-i katsetamist ja klassifitseerimist koos kaitsmetega.
- Tööseisund: LBS peab edukalt katkestama ülekandevoolu oma mehaanilise ja elektrilise nimivõimsuse piires.
- Koordineerimise nõue: Sulavkaitsme eelne ajavoolukarakteristik peab olema kooskõlas LBS-i ülekandevoolu nimivooluga.
Ülekandevool ei ole sama, mis vaakumkaitselüliti lühisvool. See on kooskõlastusspetsiifiline parameeter - see eksisteerib ainult kaitsme-lüliti kombinatsiooni kontekstis ja selle väärtus sõltub täielikult kaitsme tüübist, kaitsme nimiväärtusest ja süsteemi rikke tasemest.
Kuidas mõjutab ülekandevool koormuslüliti jõudlust?
Ülekandevoolu mõistmiseks on vaja mõista, mis toimub LBSi sees kaitsme töötamise ajal. Kui kaitselüliti kustutab vea, teeb ta seda äärmiselt kiiresti - millisekundite jooksul. Kaareenergia, mis kaitsme töötamise ajal vabaneb, tekitab vooluahelas ajutist ülepinget. Samal ajal peab LBS avama oma kontaktid ja kustutama ülekandevoolu tekitatud kaare.
See seab LBSile väga spetsiifilised elektromehaanilised nõudmised:
- The kaare kustutusvahend (õhk, SF6 või vaakum) peab summutama ülekandevoolutasemel tekkiva kaare.
- The kontaktide eraldamise kiirus peab olema piisav, et vältida kaare uuesti süttimist
- The dielektriline taastumine kontakti vahe peab olema suurem kui mööduv taastumispinge2 (TRV)
Praeguse tulemuslikkuse ülekandmine: LBS vs. SF6 LBS
| Parameeter | Õhuga isoleeritud LBS | SF6 koormuse katkestuslüliti |
|---|---|---|
| Kaare kustutusvahend | Õhk (kaarevarju abiga) | SF6 gaas (parem dielektriline) |
| Ülekandevooluvõime | Mõõdukas (kuni ~1,000 A tüüpiline) | Kõrge (kuni 1600 A+) |
| Dielektriline taastamise kiirus | Standard | Kiirem - parem TRV käitlemine |
| Keskkonna sobivus | Siseruumid, puhas keskkond | Siseruumides/väljas, karmides tingimustes |
| IEC 62271-105 vastavus standardile IEC 62271-105 | Nõutav | Nõutav |
| Hooldusintervall | Lühem | Pikem |
SF6 LBS pakub tänu SF6 gaasi erakordsetele kaarekustutusomadustele suurepärast ülekandevoolu katkestamise võimekust. Standardsete siseruumides kasutatavate keskpinge lülitusseadmete puhul, kus ülekandevoolu nimivool on vahemikus 630-1 000 A, vastab hästi projekteeritud õhuga isoleeritud siseruumides kasutatav LBS täielikult IEC 62271-105 nõuetele.
Kliendi juhtum - töökindluse rike ülekandevoolu ebakõla tõttu:
Ühel meie kliendil, Kagu-Aasias asuvat 12 kV tööstusalajaama haldaval elektrijaotuse töövõtjal, esines korduvaid LBS-kontaktkeevituse tõrkeid rikkejuhtumite ajal. Pärast uurimist oli põhjus selge: paigaldatud LBSi ülekandevoolu nimiväärtus oli 630 A, kuid süsteemi kaitsmete ja lülitite koordineerimine nõudis ülekandevoolu võimsust 1000 A. Iga kord, kui kaitsmed töötasid allavoolu rikke korral, pidi LBS katkestama voolu 60%, mis ületas selle nimivõimsust. Pärast seadmete asendamist Bepto õigesti hinnatud siseruumide LBSiga - mida kontrolliti IEC 62271-105 ülekandevoolu testimise nõuete alusel - lõppesid rikked täielikult. 18 kuu jooksul ei esinenud ühtegi kordumist.
Kuidas valida õige LBSi, mis põhineb ülekandevoolu hinnangul?
Kombineeritud seadme jaoks siseruumide LBS-i valimine on struktureeritud projekteerimisprotsess. Spetsifikatsiooni kiirustamine ilma ülekandevoolu kooskõlastamist kontrollimata on seadme enneaegse rikke kõige sagedamini välditav põhjus.
1. samm: süsteemi elektriliste parameetrite määratlemine
- Nimipinge (12 kV / 24 kV / 36 kV)
- Süsteemi rikke tase (eeldatav lühisvool kA)
- Kaitsme tüüp ja nimiväärtus (IEC 60282-1 kohased voolu piiravad HV-kaitsmed3)
- Vajalik ülekandevoolu väärtus - tuletatud kaitsme aja ja voolu omadustest
2. samm: Kontrollige kaitsme ja lüliti kooskõlastamist
- Hankige kaitsme tootja ülekandevoolu andmed.
- Kinnitage, et LBS ülekandevoolu nimiväärtus ≥ nõutav ülekandevoolu väärtus
- Koordineerimise valideerimine vastavalt IEC 62271-105 lisa nõuetele
- Veenduge, et LBS-i töömehhanismi kiirus on kooskõlas kaitsme kustutusajaga
3. samm: Keskkonna- ja paigaldustingimuste arvestamine
- Siseruumide lülitusseadmed: Õhuga isoleeritud LBS on standard; kontrollige IP-klassifikatsiooni (minimaalne IP3X siseruumide MV-paneelide puhul).
- Kõrge õhuniiskus või rannikukeskkond: Kaaluge tõhustatud isolatsioonitöötlust või SF6 LBS
- Ümbritseva õhu temperatuur: Kinnitage, et termilised nimiväärtused vastavad kohalikele tingimustele (-25°C kuni +40°C standard IEC järgi).
- Reostuse tase: IEC 60664 reostusaste 3 tööstuslikule sisekeskkonnale4
4. samm: Kinnitage standardid ja sertifikaadid
- IEC 62271-105: LBS-i esmane standard koos kaitsmetega
- IEC 62271-200: Metallkattega kombineeritud lülitusseadme korpuse puhul
- Tüübikatsetuste sertifikaadid: Nõuavad kehtivate katsearuannete, mitte ainult rutiinsete katsete sertifikaatide üleandmist.
Rakendusstsenaariumid keskkonna järgi
- Tööstuslik alajaam: 12 kV siseruumide LBS 630-1000 A ülekandevooluga - kõige tavalisem konfiguratsioon
- Elektrivõrgu jaotamine: 24 kV kombineeritud seadmeid, mille ülekandevooluvajadus on suurem, kuna kaitsmete nimiväärtus on suurem.
- Ärihoone MV ruumid: Kompaktne siseruumides kasutatav LBS, ülekandevool tavaliselt vahemikus 200-630 A
- Päikesepargi MV-kollektori alajaamad: Kombineeritud seadmed LBSiga, mis on mõeldud sagedaseks lülituseks ja ülekandevoolu koordineerimiseks
Millised on tavalised vead ülekandevoolu määramisel?
Paigaldamise ja hoolduse kontrollnimekiri
- Kontrollida ülekandevoolu hinnangut enne paigaldamist kaitsme tootja andmetega võrreldes
- Kontrollida kontakti seisundit - augud või värvimuutused viitavad varasemale ülevoolupingele
- Kinnitage mehaaniline toimimine - käsitsi ja mootoriga töötamine peab olema sujuv ja jääma kindlaksmääratud jõupiiridesse
- Tehke isolatsioonitakistuse test — vähemalt 1000 MΩ 2,5 kV alalisvoolu juures enne pingestamist5
- Kontrollida kaitselüliti mehaanilist blokeeringut - lööknõela-võllilülitusmehhanism peab olema õigesti joondatud.
Ühised spetsifitseerimisvead, mida tuleks vältida
- Viga 1: LBS-i määramine ainult koormusvoolu järgi - Ülekandevool on eraldi, suurema nõudlusega parameeter. 630 A koormuslülitamiseks määratud LBSi ülekandevoolu nimiväärtus võib olla ainult 400 A.
- Viga 2: Kaitsme tüübi eiramine kooskõlastamisel - tagavarasulavkaitsmete ja täissulavkaitsmete mõju ülekandevoolule on erinev. Vale kaitsme tüübi kasutamine muudab kooskõlastuse täielikult kehtetuks.
- Viga 3: Rutiinsete katsesertifikaatide aktsepteerimine ülekandevoolu võimekuse tõendina - Ülekandevoolu testimine on tüübikatsetus IEC 62271-105 kohaselt. Alati tuleb nõuda tüübikatsetuse aruandeid, mis hõlmavad konkreetselt ülekandevoolu katkestamist.
- Viga 4: mehaanilise blokeeringu terviklikkuse tähelepanuta jätmine - LBS-i kaitsme avanemise käivitav lööknõela mehhanism tuleb katsetada ja kalibreerida. Valesti häälestatud lukustus tähendab, et LBS ei pruugi sulaviku korral üldse avaneda.
Kokkuvõte
Ülekandevool on kaitsme ja koormuslüliti vaheline kooskõlastusparameeter mis tahes keskpinge kombineeritud seadmes. Selle hinnangu valesti määramine ei lühenda mitte ainult seadmete kasutusiga - see tekitab otsese elektrivalguse ja süsteemirikke ohu. IEC 62271-105 rangelt kohaldades, kaitsmete ja lülitite koordineerimise andmeid kontrollides ning kontrollitud ülekandevooluga siseruumide LBSi valides saavad insenerid ja hankijuhid tagada, et nende keskpinge jaotussüsteemid pakuvad tööstus- ja võrgurakenduste nõutavat töökindlust ja ohutust. Bepto Electricu iga meie poolt tarnitava siseruumide LBS-i puhul on tagatud täielik IEC 62271-105 tüübikatsetuste dokumentatsioon - sealhulgas ülekandevoolu katkestamise katseprotokollid.
Korduma kippuvad küsimused ülekandevoolu kohta LBS kombineeritud seadmetes
K: Milline on 12 kV siseruumide koormuslüliti tüüpiline ülekandevoolu nimiväärtus, mida kasutatakse koos kõrgepinge voolu piiravate kaitsmetega?
A: Standardsete 12 kV siseruumide kombineeritud seadmete puhul ulatub ülekandevoolu nimiväärtus tavaliselt 200 A kuni 1600 A, sõltuvalt kaitsme nimiväärtusest ja süsteemi rikke tasemest. IEC 62271-105 määratleb katsetusnõuded iga nimiväärtusklassi jaoks.
K: Kas ülekandevool on sama, mis koormuslüliti lühisekatkestusvool?
A: Ei. Ülekandevool on kooskõlastusspetsiifiline parameeter, mida kohaldatakse ainult kaitsmete ja lülitite kombinatsioonide puhul. See näitab voolu, mille LBS katkestab pärast kaitsme kasutamist - mitte LBSi iseseisvat vea katkestamise võimet.
K: Kuidas leida oma kombineeritud seadme jaoks vajalik ülekandevoolu väärtus?
A: Taotlege oma kaitsme tootjalt aja ja voolu iseloomulikke kõveraid. Ülekandevoolu väärtus tuletatakse kaitsme eelkandevooluenergia ja süsteemi eeldatava rikkevoolu põhjal paigalduskohas.
K: Kas SF6 koormuslüliti toimib paremini kui õhuga isoleeritud LBS kõrge ülekandevoolu rakenduste jaoks?
A: Üldiselt jah. SF6 LBS pakub paremat kaare kustutamist ja kiiremat dielektrilist taastumist, mistõttu sobib see paremini üle 1000 A ülekandevoolude või rasketes keskkonnatingimustes. Tavaliste siseruumides kasutatavate alla 1000 A rakenduste puhul on kvaliteetne õhuga isoleeritud LBS täiesti piisav.
K: Milline standard reguleerib kombineeritud seadmetes olevate koormuslülitite ülekandevoolu katsetamist?
A: IEC 62271-105 on peamine rahvusvaheline standard. Selles on määratletud ülekandevoolu katsemenetlused, nimivooluklassid ja kooskõlastusnõuded LBSi jaoks, mida kasutatakse koos kõrgepinge voolu piiravate kaitsmetega.
-
“IEC 62271-105 - Kõrgepingejaotusseadmed ja juhtimisseadmed”,
https://webstore.iec.ch/publication/62271-105. Määratleb vahelduvvoolu lüliti-kaitsme kombinatsioonide katsetamise ja kooskõlastamise nõuded. Tõendusmaterjali roll: standard; Allikatüüp: standard. Toetab: IEC 62271-105 nõuetele vastavuse nõuded. ↩ -
“Transientne taastumispinge”,
https://en.wikipedia.org/wiki/Transient_recovery_voltage. Seletab pingereaktsiooni katkestuskontaktide kohal kohe pärast kaare kustutamist. Tõendite roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: mööduv taastumispinge mehhanism. ↩ -
“IEC 60282-1 - Kõrgepinge kaitsmed”,
https://webstore.iec.ch/publication/60104. Kirjeldab üksikasjalikult voolu piiravate kõrgepingesulavkaitsmete projekteerimist ja katsetamist. Tõendite roll: standard; Allikatüüp: standard. Toetab: IEC 60282-1 voolu piiravate kaitsmete spetsifikatsioonid. ↩ -
“Saasteasteaste”,
https://en.wikipedia.org/wiki/Pollution_degree. Määratleb elektriseadmete isolatsiooni koordineerimise keskkonnaklassifikatsioonid. Tõendusmaterjali roll: standard; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: IEC 60664 reostusastme 3 klassifikatsioon. ↩ -
“Isolatsioonitakistuse testimise juhend”,
https://megger.com/en/support/technical-library/insulation-testing. Annab alusmõõtmised ja parimad tavad keskpingeseadmete pingestamiseelseks katsetamiseks. Tõendusmaterjali roll: statistika; Allikatüüp: tööstus. Toetab: vähemalt 1000 MΩ isolatsioonikatsete nõue. ↩
