Измерение систем распределения энергии (часть 2)
Продолжение с первой части: Измерение систем распределения энергии (1)
Типы контуров
Схема распределения
Измерение маршрутов и устройств кабелей следует за максимальными токами нагрузки, которые следует ожидать на этом уровне распределения.
Как правило:
I b max = Σ установленная емкость x коэффициент одновременности
Коммутационные / защитные устройства и соединительная линия должны быть согласованы с защитой от перегрузки и короткого замыкания.
Чтобы обеспечить защиту от перегрузки, необходимо соблюдать стандартизованные обычные (не) токи срабатывания, относящиеся к устройствам в приложении. Проверка, основанная только на номинальном токе устройства или заданном значении I r, будет недостаточной.
Основные правила обеспечения защиты от перегрузки:
Номинальное действующее правило
Нерегулируемое защитное оборудование
I b ≤ I n ≤ I z
Номинальный ток I n выбранного устройства должен находиться между рассчитанным максимальным током I b нагрузки и максимальным допустимым током нагрузки I z выбранной среды передачи (кабель или шина).
Регулируемое защитное оборудование
I b ≤ I r ≤ I z
Номинальный ток I r размыкания перегрузки должен быть между вычисленным максимальным током I b нагрузки и максимально допустимым током нагрузки I z выбранной среды передачи (кабель или шина).
Правило отключения отключения
I 2 ≤ 1, 45 x I z
Максимально допустимый ток нагрузки I z выбранной среды передачи (кабель или сборная шина) должен быть выше обычного тока отключения I 2 - / 1.45 выбранного устройства.
Испытуемое значение I 2 стандартизировано и варьируется в зависимости от типа и характеристик применяемого защитного оборудования.
Основные правила обеспечения защиты от короткого замыкания:
Энергия короткого замыкания
K 2 S 2 ≥ I 2 t
(K = коэффициент материала, S = поперечное сечение)
Количество энергии, которая освобождается при возникновении короткого замыкания, и вплоть до момента ее очистки автоматически, должно быть меньше энергии, которую может переносить среда передачи как максимум, или будет нанесен непоправимый урон. В качестве стандарта это основное правило применяется в диапазоне времени до макс. 5 с.
При 100 мс времени прерывания короткого замыкания необходимо учитывать пропущенную энергию защитного устройства (согласно спецификации изготовителя оборудования).
Когда используются устройства с отключающим устройством, необходимо проверить соблюдение этого правила на всей кривой характеристического устройства. Простая проверка в диапазоне максимального тока короткого замыкания (I k max) не всегда достаточна, в частности, когда используются запаздывания с задержкой.
Время короткого замыкания
t a (I k min) ≤ 5 с
Результирующее время размыкания выбранного защитного оборудования должно гарантировать, что рассчитанный минимальный ток короткого замыкания I k min в конце линии передачи или защищенной линии автоматически очищается максимум за 5 с.
Защита от перегрузки и короткого замыкания необязательно должна предоставляться одним и тем же устройством. При необходимости эти две цели защиты могут быть реализованы комбинацией устройств. Также можно было бы рассмотреть использование отдельных переключающих защитных устройств, то есть в начале и конце кабельного маршрута. Как правило, устройства, применяемые в конце кабельного маршрута, могут обеспечить защиту от перегрузки только для этой линии.
Конечные схемы
Метод координации защиты от перегрузки и короткого замыкания практически идентичен для распределительных и конечных схем. Помимо защиты от перегрузки и короткого замыкания, защита жизни людей также важна для всех схем.
Защита от поражения электрическим током
t a (I k1 min) ≤ t a perm
Если возникает 1-фазная ошибка на земле (I k1 мин), результирующее время разрыва тока t a для выбранного защитного оборудования должно быть короче максимально допустимого времени разрыва t a perm, которое требуется для этой схемы в соответствии с IEC 60364- 4-41 / DIN VDE 0100-410 для обеспечения защиты людей.
Поскольку требуемое максимальное время размыкания тока изменяется в зависимости от номинального напряжения системы и типа нагрузки (стационарные и нестационарные нагрузки), требования защиты относительно минимального времени разрыва t a perm могут переноситься из одной цепи нагрузки в другие цепи. Альтернативно, эта цель защиты также может быть достигнута путем наблюдения максимального напряжения касания.
Поскольку конечные схемы часто характеризуются длинными линиями питания, на их размер часто влияет максимальное допустимое падение напряжения.
Что касается выбора переключающих защитных устройств, важно иметь в виду, что длинные соединительные линии характеризуются высокими импедансами и, следовательно, сильным затуханием рассчитанных токов короткого замыкания.
В зависимости от режима работы системы (соединение разомкнуто, соединение замкнуто) и источник питания (трансформатор или генератор) защитное оборудование и его настройки должны быть настроены для наихудшего сценария для токов короткого замыкания.
В отличие от схем питания или распределения, когда выбор высококачественного устройства отключения считается очень важным, особых требований к защитному оборудованию конечных цепей в отношении степени селективности не требуется.
Обычно достаточным является использование отключающего устройства с характеристиками LI.
Резюме
В принципе, сам процесс измерения легко понять и может быть выполнен с использованием простых средств. Его сложность заключается в приобретении технических данных о требуемых продуктах и системах. Эти данные можно найти в различных технических стандартах и правилах, а также в многочисленных каталогах продуктов.
Важным аспектом в этом контексте является кросс-контурная манипуляция размерными компонентами из-за их технических данных. Одним из таких аспектов является вышеупомянутое наследование минимальных временного размыкания цепи нестационарной нагрузки для других стационарных нагрузочных или распределительных цепей.
Другим аспектом является взаимное влияние расчета размеров и сети (короткое замыкание), например, для использования устройств ограничения тока с коротким замыканием.
Кроме того, сложность вопроса возрастает, когда необходимо учитывать различные национальные стандарты или методы установки для определения размеров.
Ссылка: Siemens - Руководство по электропитанию Edition 7.0 (раздел «Коммутационные устройства и подстанции»)