Prekomjerna struja ostaje jedan od primarnih uzroka katastrofalnih električnih kvarova, toplinske deformacije i neočekivanih zastoja u radu u distribucijskim sustavima niskog napona (NN). Kao pouzdano nacionalno visokotehnološko poduzeće specijalizirano za opremu za prijenos i distribuciju električne energije, Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. proizveo je robusne niskonaponske rasklopne sklopove dizajnirane da izdrže kritične struje kvara i osiguraju kontinuitet rada.

Bez obzira upravljate li distribucijom električne energije za industrijska postrojenja, komercijalne komplekse ili podstanice, ključno je razumjeti kako učinkovito implementirati prekostrujnu zaštitu za vaše niskonaponske rasklopne uređaje.

U ovom sveobuhvatnom vodiču raščlanit ćemo mehanizme prekomjerne struje, procijeniti odabire zaštitnih uređaja, detaljno opisati strukturnu zaštitu u modularnom rasklopnom uređaju i opisati djelotvorne protokole održavanja.

1. Razumijevanje uzroka prekomjerne struje u niskonaponskim sklopnim pločama

Prekomjerna struja se javlja kad god električna struja premaši nazivni kapacitet kontinuirane struje (In) komponenti sklopnog uređaja ili sustava sabirnica. Kako bi dizajnirali učinkovitu shemu zaštite, inženjeri sustava moraju razlikovati tri različite vrste prekostrujnih stanja:

Struje preopterećenja

Trajna prekomjerna struja uzrokovana spajanjem prekomjernih opterećenja, kao što je istovremeno pokretanje više teških motora ili neočekivano mehaničko naprezanje. Iako je obično manje veličine, oko 1,2 do 5 puta nazivne struje, toplinska akumulacija može pogoršati izolaciju vodiča tijekom vremena ako se stanje ne prekine.

Struje kratkog spoja

Iznenadne, ekstremno visoke struje kvara, koje često prelaze desetke kiloampera, uzrokovane izravnim kratkim spojevima faza na fazu ili faza na uzemljenje. Kratki spojevi proizvode ogromne elektrodinamičke sile i toplinske udare koji mogu trenutačno oštetiti unutarnje strukture rasklopnog uređaja.

Udarne struje

Prolazni skokovi struje koji se javljaju tijekom početnog uključivanja induktivnih opterećenja kao što su transformatori i veliki AC motori. Zaštitni uređaji moraju razlikovati prolazne udarne struje od stvarnih kvarova kako bi spriječili neželjeno okidanje.

2. Odabir pravih prekostrujnih zaštitnih uređaja (OCPD)

Odabir pravilno koordiniranih i nazivnih zaštitnih uređaja prva je linija obrane u zaštiti NN rasklopnih uređaja.

Zračni prekidači (ACB) i prekidači s lijevanim kućištem (MCCB)

Prekidači su primarni aktivni zaštitni elementi u modernim NN razvodnim ormarima.

Zračni prekidači (ACB)

Zračni prekidači obično se postavljaju kao glavni dolazni prekidači ili napojni prekidači visokog kapaciteta, obično ocijenjeni od 630 A do 4000 A ili više.

Napredni ACB imaju okidačke jedinice temeljene na mikroprocesoru (ETU), omogućujući precizno podešavanje dugotrajnog kašnjenja (L), kratkotrajnog kašnjenja (S), trenutnog (I) i postavki zaštite od kvara na zemlji (G). Ova konfiguracija zaštite LSIG omogućuje inženjerima postizanje točnije koordinacije zaštite.

Prekidači s lijevanim kućištem (MCCB)

MCCB su idealni za zaštitu podrazvoda i grana. MCCB s elektroničkim isključivanjem mogu pružiti visoku prekidnu sposobnost (Icu/Ics) za otklanjanje ozbiljnih nizvodnih kvarova, istovremeno pomažući u zaštiti uzvodnih sabirnica i distribucijske opreme.

Osigurači visokog kapaciteta pucanja (HRC).

HRC osigurači ostaju isplativo i iznimno brzo rješenje za zaštitu od kratkog spoja. Kada teče ultra visoka struja kratkog spoja, unutarnji element osigurača se topi u vrlo kratkom razdoblju, prekidajući kvar prije nego što vršna struja kratkog spoja (Ipk) dosegne svoj teorijski maksimum.

HRC osigurači često su upareni s prekidačima opterećenja u pomoćnim i posebnim zaštitnim krugovima.

Matrica za brzi odabir uređaja

3. Strukturna zaštita i zaštita odjeljaka u NN rasklopnim uređajima

Ispravna unutarnja arhitektura pomaže u sprječavanju kaskadnog prelaska lokalnih električnih kvarova, lučnih događaja i nakupljanja topline u potpune kvarove centrale.

Moderna kompletna sklopna postrojenja niskog napona koja se izvlače (izvlače), kao što su modularna sklopna postrojenja serije GCS, GCK i MNS, uključuju fizičku odvojenost i zaštitne mjere dizajnirane prema primjenjivim IEC i GB standardima.

Modularne izvlačne funkcionalne jedinice

U sklopnim uređajima izvlačnog tipa, kao što su GCS i MNS sustavi, svaki napojni krug smješten je unutar neovisne funkcionalne jedinice s ladicom.

Ako se prekostrujni kvar ili unutarnji luk dogodi unutar jedne ladice, metalne i izolacijske barijere otporne na plamen mogu pomoći u izolaciji područja kvara i ograničiti njegov utjecaj na susjedne funkcionalne jedinice i glavni sustav sabirnica.

Toplinska i dinamička nosivost sabirnice

Glavne bakrene sabirnice moraju biti odgovarajuće dimenzionirane prema potrebnoj vršnoj podnosivoj struji (Ipk) i kratkotrajnoj podnosivoj struji (Icw).

Visokokvalitetne bakrene sabirnice, u kombinaciji s odgovarajućom faznom izolacijom i mehaničkom potporom, pomažu u sprječavanju prekomjerne deformacije uzrokovane snažnim elektromagnetskim silama koje nastaju tijekom uvjeta kratkog spoja.

Učinkovito odvođenje topline i toplinska ventilacija

Kontinuirani rad pod visokom strujom stvara toplinu kroz I²R gubitke. Pravilan dizajn razvodnog uređaja stoga zahtijeva učinkovito odvođenje topline i ventilaciju.

Napredni razvodni ormarići mogu sadržavati odredbe za rasterećenje tlaka i ventilacijske kanale kako bi pomogli u kontroli temperature kućišta i smanjili rizik od prekomjernog toplinskog stresa tijekom neprekidnog rada.

4. Dizajn sustava i zaštitna koordinacija (selektivnost)

Zaštitni uređaji ne mogu učinkovito djelovati izolirano. Dobro osmišljena mreža za distribuciju električne energije koristi selektivnu koordinaciju, također poznatu kao diskriminacija, kako bi osigurala da zaštitni uređaj najbliži kvaru radi prvi kad god je to praktično.

Vremensko-strujna koordinacija

Uzvodni automatski prekidači mogu se konfigurirati s odgovarajućim vremenskim odgodama kratkog spoja kako bi se omogućilo nizvodnim automatskim prekidačima da prvo očiste lokalizirane kvarove grane.

Ovaj pristup pomaže u sprječavanju nepotrebnog prekida rada cijelog postrojenja kada se kvar pojavi na relativno malom nizvodnom krugu.

Točni proračuni opterećenja i kratkog spoja

Integratori sustava trebaju izračunati očekivanu struju kratkog spoja na ulaznim terminalima rasklopnog uređaja.

Odabrana prekidna sposobnost opreme mora biti prikladna za moguću razinu kvara. Za prekidače, relevantne nazivne prekidne moći, kao što su Icu i Ics, treba ocijeniti u skladu s primjenjivim standardom proizvoda i uvjetima primjene.

Zaštita od zemljospoja i nulte sekvence

Strujni transformatori nulte sekvence (CT) mogu se uključiti u odgovarajuće zaštitne sheme za otkrivanje struja zemljospoja.

Kada je pravilno projektirana i koordinirana, zaštita od zemljospoja može pomoći u otkrivanju abnormalnog curenja ili struja kvara i pokrenuti prekid kruga prije nego što se lokalizirani kvar razvije u ozbiljniji električni kvar.

5. Preventivno održavanje i praćenje u stvarnom vremenu

Pouzdanost sustava prekostrujne zaštite uvelike ovisi o redovnom održavanju i kontinuiranom praćenju stanja.

Termovizijske i infracrvene revizije

Redovito provjeravajte spojeve sabirnica, završetke kabela, spojeve prekidača i kontaktne sklopove koristeći infracrvenu termografiju.

Toplinska slika može pomoći u prepoznavanju labavih spojeva, abnormalnog kontaktnog otpora, fazne neravnoteže i lokalnog pregrijavanja prije nego što se ti uvjeti razviju u ozbiljne kvarove opreme.

Revizije sekundarnih kontakata i mehaničkih ladica

Za izvlačne razvodne uređaje, povremeno pregledajte mehanizme za umetanje ladica, primarne kontaktne kopče, utikače sekundarnog kontrolnog ožičenja i mehanizme za zaključavanje.

Prašinu i onečišćenje treba ukloniti na odgovarajući način, a električne kontaktne površine treba održavati u skladu sa zahtjevima proizvođača opreme za održavanje.

Pametno praćenje napajanja i integracija interneta stvari

Naknadno opremanje LV razvodnih ploča digitalnim mjeračima snage i mrežnim senzorima temperature omogućuje praćenje faznih struja, neutralne struje i temperatura sabirnica u stvarnom vremenu.

Automatizirani pragovi alarma mogu upozoriti operatere na nenormalne uvjete opterećenja, trenutnu neravnotežu i pregrijavanje u ranoj fazi, omogućujući korektivne radnje prije nego što se preopterećenje razvije u ozbiljniju grešku.

Partner s tvrtkom Gangheng Electric za pouzdana rješenja niskonaponskih sklopnih uređaja

Ublažavanje rizika od prekostrujne struje zahtijeva visokokvalitetnu proizvodnju, precizan inženjering sabirnica, pouzdane zaštitne uređaje i rigorozna ispitivanja.

Kao ISO 9001, ISO 14001 i CQC certificirani proizvođač s više od 20 godina stručnosti, Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. isporučuje potpuno prilagodljive niskonaponske rasklopne sklopove za industrijske, komercijalne, infrastrukturne i komunalne aplikacije.

Naša rješenja za niskonaponske rasklopne uređaje uključuju:

• Niskonaponski sklopni uređaj tipa GCS

• Niskonaponski sklopni uređaj tipa GCK

• Modularni razvodni ormari serije MNS

• GGD niskonaponski fiksni sklopni sklopovi

Bilo da vam je potreban prilagođeni inženjering, usklađenost s IEC i GB standardima, brzi rasporedi isporuke ili prilagođene izrade pojedinačnih jedinica za globalne EPC projekte, naš inženjerski tim može podržati vaše projektne zahtjeve.

Kontaktirajte Gangheng Electric

Želite li poboljšati sigurnost distribucije električne energije?

Kontaktirajte tim Gangheng Electric Engineering još danasza detaljne tehničke konzultacije ili ponudu projekta.

Reference

- Priručnik za distribuciju električne energije, George J. Anders

• Standardi za niskonaponsku sklopnu i upravljačku opremu, IEC 60947 - serija x
  -Over - strujna zaštita u električnim sustavima, IEEE Transakcije pri isporuci energije