Prekomjerna struja ostaje jedan od primarnih uzroka katastrofalnih električnih kvarova, termičke deformacije i neočekivanih zastoja u radu u niskonaponskim (NN) sistemima distribucije električne energije. Kao pouzdano Nacionalno visokotehnološko preduzeće specijalizirano za opremu za prijenos i distribuciju energije, Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. je projektirao robusne sklopove niskonaponskih sklopnih uređaja dizajniranih da izdrže kritične struje kvara i osiguraju kontinuitet rada.

Bilo da upravljate distribucijom električne energije za industrijska postrojenja, komercijalne komplekse ili komunalne podstanice, razumijevanje kako efikasno implementirati zaštitu od prekomjerne struje za vašu niskonaponsku rasklopnu opremu je od vitalnog značaja.

U ovom sveobuhvatnom vodiču ćemo raščlaniti mehanizme prekomjerne struje, procijeniti izbor zaštitnih uređaja, detaljnu strukturnu zaštitu u modularnoj rasklopnoj jedinici i skicirati primjenjive protokole održavanja.

1. Razumijevanje uzroka prekomjerne struje u niskonaponskim razvodnim pločama

Prekomjerna struja se javlja kad god električna struja premašuje nazivni kapacitet rukovanja kontinuiranom strujom (In) komponenti rasklopnog uređaja ili sistema sabirnica. Da bi dizajnirali efikasnu zaštitnu shemu, sistemski inženjeri moraju razlikovati tri različita tipa stanja prekomjerne struje:

Struje preopterećenja

Trajna prekomjerna struja uzrokovana povezivanjem prekomjernih opterećenja, kao što je istovremeno pokretanje više teških motora ili neočekivano mehaničko naprezanje. Iako je tipično niže veličine, oko 1,2 do 5 puta nazivne struje, akumulacija topline može vremenom degradirati izolaciju provodnika ako se stanje ne prekine.

Struje kratkih spojeva

Iznenadne, ekstremno velike struje kvara, koje često prelaze desetine kiloampera, uzrokovane direktnim kratkim spojem faza-faza ili faza-zemlja. Kratki spojevi proizvode ogromne elektrodinamičke sile i toplotne udare koji trenutno mogu oštetiti unutrašnje strukture rasklopnog uređaja.

Inrush Currents

Prolazni skokovi struje koji se javljaju tokom 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 neugodno okidanje.

2. Odabir pravih uređaja za zaštitu od prekomjerne struje (OCPD)

Odabir pravilno koordinisanih i ocijenjenih zaštitnih uređaja prva je linija odbrane u zaštiti NN rasklopnih uređaja.

Vazdušni prekidači (ACB) i prekidači u kalupu (MCCB)

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

Zračni prekidači (ACB)

Vazdušni prekidači se obično instaliraju kao glavni ulazni prekidači ili napojni prekidači velikog kapaciteta, obično ocijenjeni od 630A do 4000A ili više.

Napredni ACB imaju mikroprocesorske okidačke jedinice (ETU), koje omogućavaju precizno podešavanje postavki dugotrajne odgode (L), kratkotrajne odgode (S), trenutne (I) i zaštite od zemljospoja (G). Ova LSIG konfiguracija zaštite omogućava inženjerima da postignu precizniju koordinaciju zaštite.

Prekidači u kalupu (MCCB)

MCCB su idealni za zaštitu poddistribucija i grana. MCCB s elektroničkim okidanjem mogu pružiti visoku prekidnu moć (Icu/Ics) za uklanjanje ozbiljnih kvarova nizvodno, dok pomažu u zaštiti uzvodnih sabirnica i opreme za distribuciju.

Osigurači visokog kapaciteta pucanja (HRC).

HRC osigurači ostaju isplativo i izuzetno brzo rješenje za zaštitu od kratkog spoja. Kada teče ultra-visoka struja kratkog spoja, unutrašnji osigurač se topi u vrlo kratkom periodu, prekidajući kvar prije nego što vršna struja kratkog spoja (Ipk) dostigne svoj teoretski maksimum.

HRC osigurači su često upareni sa prekidačima opterećenja u pomoćnim i specifičnim zaštitnim krugovima.

Brza matrica za odabir uređaja

3. Strukturna i kompartmentalna zaštita u NN rasklopnim uređajima

Odgovarajuća interna arhitektura pomaže u sprečavanju lokalnih električnih kvarova, pojave luka i nagomilavanja topline od kaskadne u potpune kvarove na centrali.

Moderna izvlačiva (izvlačenje) niskonaponska kompletna rasklopna oprema, kao što su GCS, GCK i MNS serije modularnih rasklopnih uređaja, uključuje fizičku razgradnju i zaštitne mjere dizajnirane u skladu s primjenjivim IEC i GB standardima.

Modularne funkcionalne jedinice na izvlačenje

U rasklopnim uređajima sa izvlačenjem, kao što su GCS i MNS sistemi, svaki napojni krug je smešten unutar nezavisne funkcionalne jedinice fioke.

Ako dođe do prekomjernog kvara ili unutrašnjeg luka unutar jedne ladice, metalne i izolacijske barijere otporne na plamen mogu pomoći da se izoluje područje kvara i ograniči njegov utjecaj na susjedne funkcionalne jedinice i glavni sistem sabirnica.

Toplinski i dinamički otporni kapacitet sabirnice

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

Visokokvalitetne bakrene sabirnice, u kombinaciji sa odgovarajućom faznom izolacijom i mehaničkom potporom, pomažu u sprečavanju prekomerne deformacije uzrokovane jakim elektromagnetnim silama koje nastaju u uslovima kratkog spoja.

Učinkovito odvođenje topline i toplinsko odzračivanje

Trajni rad velike struje stvara toplotu kroz I²R gubitke. Pravilan dizajn rasklopnog uređaja stoga zahtijeva efikasno odvođenje topline i ventilaciju.

Napredni razvodni ormari mogu uključiti odredbe za rasterećenje pritiska i ventilacijske kanale kako bi pomogli u kontroli temperature kućišta i smanjili rizik od prekomjernog toplinskog stresa tokom kontinuiranog rada.

4. Dizajn sistema i zaštitna koordinacija (selektivnost)

Zaštitni uređaji ne mogu efikasno raditi u izolaciji. Dobro dizajnirana mreža za distribuciju električne energije koristi selektivnu koordinaciju, također poznatu kao diskriminacija, kako bi se osiguralo da zaštitni uređaj najbliži kvaru radi prvi kad god je to praktično.

Vremensko-strujna koordinacija

Uzvodni ACB se mogu konfigurirati s odgovarajućim vremenskim odgodama kratkog spoja kako bi se omogućilo nizvodnim MCCB-ima da prvo obrišu lokalizirane greške grananja.

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

Precizni proračuni opterećenja i kratkog spoja

Integratori sistema treba da izračunaju očekivanu struju kratkog spoja na ulaznim terminalima rasklopnog uređaja.

Odabrana prekidna sposobnost opreme mora biti prikladna za potencijalni nivo kvara. Za prekidače, relevantne nazivne prekidne sposobnosti, kao što su Icu i Ics, treba procijeniti prema primjenjivom standardu proizvoda i uvjetima primjene.

Zaštita od zemljospoja i nulte sekvence

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

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

5. Preventivno održavanje i praćenje u realnom vremenu

Pouzdanost sistema zaštite od prekomjerne struje u velikoj mjeri ovisi o rutinskom održavanju i kontinuiranom praćenju stanja.

Termovizijske i infracrvene revizije

Redovno pregledavajte spojeve sabirnica, završne krajeve kablova, spojeve prekidača i sklopove kontakata koristeći infracrvenu termografiju.

Termička slika može pomoći u identifikaciji labavih veza, abnormalnog otpora kontakta, neravnoteže faze i lokaliziranog pregrijavanja prije nego što se ovi uvjeti razviju u ozbiljne kvarove opreme.

Sekundarni kontakt i revizija mehaničkih ladica

Za razvodne uređaje na izvlačenje, povremeno pregledajte mehanizme za umetanje fioka, primarne kontaktne kopče, sekundarne upravljačke utikače za ožičenje i mehanizme za blokiranje.

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

Smart Power Monitoring i IoT integracija

Nadogradnja NN razvodnih ploča s digitalnim mjeračima snage i mrežnim temperaturnim senzorima omogućava praćenje faznih struja, neutralne struje i temperature sabirnica u realnom vremenu.

Automatski pragovi alarma mogu upozoriti operatere na abnormalne uslove opterećenja, neravnotežu struje i pregrijavanje u ranoj fazi, omogućavajući korektivne mjere prije nego što se preopterećenje razvije u ozbiljniju grešku.

Partner s Gangheng Electric za pouzdana rješenja za NN sklopne uređaje

Ublažavanje rizika od prekomerne struje zahteva visokokvalitetnu proizvodnju, precizan inženjering sabirnica, pouzdane zaštitne uređaje i rigorozno testiranje.

Kao proizvođač sa certifikatom ISO 9001, ISO 14001 i CQC sa više od 20 godina stručnosti, Zhejiang Gangheng Electric Co., Ltd. isporučuje potpuno prilagodljive sklopove niskonaponskih sklopnih uređaja za industrijske, komercijalne, infrastrukturne i komunalne aplikacije.

Naša rješenja niskonaponskih sklopnih uređaja uključuju:

• GCS tip niskonaponski kompletni razvodni uređaj

• GCK tip niskonaponski kompletni razvodni uređaj

• Modularni razvodni ormari serije MNS

• GGD niskonaponski fiksni sklopovi razvodnih uređaja

Bilo da vam je potreban prilagođeni inženjering, usklađenost sa standardima IEC i GB, brzi rokovi isporuke ili individualne konstrukcije za globalne EPC projekte, naš inženjerski tim može podržati vaše zahtjeve projekta.

Kontaktirajte Gangheng Electric

Želite nadograditi svoju sigurnost u distribuciji električne energije?

Kontaktirajte Gangheng Electric Engineering Tim danasza detaljne tehničke konsultacije ili ponudu projekta.

Reference

-Priručnik o distribuciji električne energije, George J. Anders

• Standardi za niskonaponsku rasklopnu i upravljačku opremu, IEC 60947 - x serija
  -Preko - strujna zaštita u električnim sistemima, IEEE transakcije za isporuku energije