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2020年12月17日,星期四

IDMT在继电保护中的优势是什么?

 


在保护性中继中,有两种可用的哲学可以通过按时间分级来有效地实现选择性和协调,两种可用的哲学是: 


  1. 定时限(DTL),或 
  2. 逆最小时间(IDMT)。 


传统上,设计工程师一直将中低压网络视为 从保护的角度来看重要性较低,只需要所谓的简单类型 每个电路上都有IDMT过电流和接地故障继电器。在许多情况下, 变压器比率的选择主要基于负载要求,而继电器设置 总是交给调试工程师来确定。大多数时候, 考虑到下游负载受到保护,选择了继电器设置 无需与上游继电器协调。 


读: Basic Guide in 电源系统 Protection


但是经验 表明完全缺乏对适用于 这些设备。据报道,有许多事故是断路器被绊倒的。 不协调的方式导致广泛的网络中断,导致停机时间更长 次数或未能跳闸而导致过度损坏,延长的恢复时间,并且在某些情况下 cases loss of life. 


在定时滞或DTL中,继电器的定额时间间隔约为 0.5秒网络末端的继电器R3设置为以最快的速度运行 时间,而其上游继电器R2设置为高0.5 s。继电器工作时间增加 如下图所示,每个部分以0.5 s的间隔依次移回源,


定时限或DTL


这种哲学的问题是,离源越近的故障越严重。 故障电流,清除时间越慢–与我们应该做的完全相反 trying to achieve. 


读: 电力系统自动化数据建模中的IEC 61850逻辑节点和数据类


另一方面,如下图所示的逆曲线描述了在较高的故障电流下运行较快而在较低的故障电流下运行较慢,从而为我们提供了所需的功能。这就解释了为什么IDMT理念多年来已成为许多国家的标准做法



尽管没有被许多工程师赞赏,但反正定的广泛使用 最小时间过流和接地故障(IDMT OCEF)继电器作为虚拟鞋底 中低压网络的保护需要进行大量详细的研究和 应用知识,以及高压网络上使用的更复杂的保护系统。  


在系统中应用IDMT


在决定将IDMT中继应用于网络时,必须注意许多要点 be considered. 首先,必须认识到不能孤立地考虑IDMT继电器。他们 必须设置为与上游和下游继电器协调。 


他们非常 目的和存在是形成集成的整个系统的一部分。因此,无论谁 指定这种类型的继电器还应提供以下设置和协调曲线: 设计包的一部分,以表明他知道自己在选择设计时正在做什么 采用。这个非常重要的任务不应该留给别人,一旦设置,设置必须 请勿篡改(即使是操作人员),否则会失去协调。


最小评分间隔


对于计划为中低压网络提供保护的工程师,并希望 为了广泛使用IDMT OCEF中继,以上内容可以总结为: follows: 

  • 设计具有最低等级数的网络。 
  • 根据故障电流选择CT比率– not load current. 
  • 考虑使用1 A次级。 
  • 检查CT磁化曲线的拐点电压和内部电阻。 
  • 将电流表等连接到自己的计量芯上。 
  • 提供继电器设置和协调曲线作为设计包的一部分。 
  • 在机电继电器上选择继电器插头分接设置时要小心。 水龙头越低,负担就越大。 
  • 继电器在正常情况下(如允许的瞬变)不可以启动 过载,启动浪涌和负载重新连接仍然存在 长时间中断后连接。 
  • 也应注意跳闸后负载电流的重新分配 不会导致正常电路上的继电器启动和跳闸。 
  • 变压器上的HV IDMT继电器应使HV和LV断路器均跳闸。 
  • 正常的逆曲线不应选择用于过载保护。而是 使用负特性执行此任务。 
  • 利用现代电子产品提供的其他功能 继电器,例如修复了非常低的负担,集成的高位,断路器故障和母线 阻止保护,事件存储等。但是,请记住,这必须要做 相同的计算练习,用于设置并绘制协调曲线 继电器是电子设计还是机电设计。 
  • 最后,如果开关设备供应商也制造继电器,不要指望它们 作为服务的一部分免费进行保护应用程序设置。 如果需要,请在规范中将其指定为单独的成本项目。 


可以避免许多问题,并且可以避免性能,效率和安全性 如果设计团队中包括保护工程师,则工厂的改善程度(如果未满) 时间,但至少要对提案进行审核。 Finally, remember – while IDMT继电器是最著名和最便宜的, 实际上,它们是最难设定的继电器。 


参考: 

实用电源系统保护| 下载

作者: 
  • 莱斯·休伊森
  • Mark Brown PrEng,DipEE,理学学士(电子),IDC Technologies,澳大利亚珀斯高级工程师  
  • Ben Ramesh Ramesh and Associates,澳大利亚珀斯
丛书编辑: 
  • Steve Mackay FIE(澳大利亚),CPEng,理学学士(电子),理学学士(荣誉),MBA,政府证书。公司技术总监– IDC Technologies.

2020年11月28日,星期六

如何解释断路器曲线的不同区域

 

断路器
创建人:EATON 


断路器时间-电流 读取特性曲线类似于熔断器曲线。横轴 代表电流,纵轴代表时间 断路器会中断电路。 当使用这种类型的塑壳断路器时,有四个基本 必须理解的曲线注意事项。 


这些是:

  1. 过载区
  2. 瞬时区域

过载区

塑壳断路器的开口 过载区域通常由热敏元件完成,而 电磁线圈通常用于断路器。电子感应 断路器将使用CT。可以看出,过载区域的宽度很大。 公差带,这意味着断路器应在该区域内打开一段 特定的过载电流。


瞬时区域

瞬时跳闸(IT)设置指示 断路器将尽快打开的满负荷额定值的倍数 尽可能。瞬时区域如下曲线所示 并显示在断路器额定值的5倍至10倍之间可调。当。。。的时候 断路器线圈感应到瞬时区域中的过电流,它释放 保持触点闭合的闩锁。




中断评分

断路器的中断额定值至关重要 保护和安全因素。电路的中断额定值 断路器是经测试可中断的最大故障电流 按照测试实验室标准。故障电流超过 额定值的中断会导致断路器和设备的损坏 并可能对人员造成伤害。换句话说,当故障级别超过 断路器的中断额定值,断路器不再是 protective device.



插图:中到高级故障电流–Circuit Breakers


下曲线说明了在90A断路器之前的400A断路器。 在90A断路器的负载侧任何高于1500A的故障都将同时断开 breakers. 





90A断路器通常会在400A断路器之前解锁。 但是,在90A断路器可以分离其触点并清除故障之前 当前,400A断路器已解锁,并且也将打开。 假设90A断路器的负载侧存在4000A短路。 


读: 在电机控制中使用热磁断路器有什么优势?


事件的顺序如下: 

  1. 90A断路器将解锁(A点)并释放断路器机构以启动 实际的开放过程。
  2. 400A断路器将解锁(B点),它也将开始断开 处理。断路器解锁后,它将打开。在解锁点, 过程是不可逆的。 
  3. 在C点,90A断路器将完全中断故障电流。 
  4. 在D点,400A断路器也将完全断开电路。 因此,这是一个非选择性系统,导致完全中断 其他负载由400A断路器保护。

参考: 

库珀·巴斯曼|  Download

2020年11月25日,星期三

为什么额定电压在选择电路保护设备时很重要?

 



对于过电流保护设备(OCPD),这是极其重要的等级。根据其额定电压正确使用过电流保护设备需要该设备的额定电压等于或大于系统电压。 当使用过流保护设备超过其额定电压时,可能没有任何初始指示器。 当额定电压不当的设备试图中断过电流时,通常会产生不利后果,这时它可能会以不安全的方式自毁。 

OCPD额定电压有两种类型: 
  1. 额定直流电压;
  2.  slash voltage rated. 

对于具有额定直电压(即:600V,480V,240V)的过电流保护设备而言,正确的应用很容易实现,并且已经在测试,列出和标记过程中使用了完整的相间电压进行了性能评估。例如,所有熔断器的额定电压均为直电压,因此无需担心斜线额定值。  

但是,某些机械式过电流保护装置的额定斜切电压为(即480 / 277、240 / 120、600 / 347)。额定极限电压的设备在其应用中受到限制,在考虑使用它们时需要进行额外的评估。下一节将介绍保险丝的额定电压,然后是其他类型设备的斜线额定电压。


过电流 


过电流是过载电流或短路电流。的 过载电流是相对于正常工作电流的过大电流, 但仅限于由 导体以及配电系统的其他组件和负载。作为 顾名思义,短路电流是在正常电流之外流动的电流。 conducting paths.


超载


过载通常是正常电流水平的一到六倍。 通常,它们是由无害的临时浪涌电流引起的 当电动机启动或变压器通电时。这样的过载电流 或瞬态是正常现象。由于它们的持续时间很短,所以任何 温升微不足道,并且对电路组件没有有害影响。 (重要的是,保护装置不要对其做出反应。) 电动机损坏(例如电动机磨损)可能导致连续过载 轴承),过载的设备或一个回路上的负载过多。 


这样 持续的过载具有破坏性,必须通过保护装置将其切断 在它们损坏配电系统或系统负载之前。但是,由于 与短路电流相比,它们的幅度相对较低, 在几秒钟到几分钟内消除过载电流 通常可以防止设备损坏。持续的过载电流会导致 导体和其他组件的过热会导致变质 绝缘,最终可能导致严重的损坏和短路 if not interrupted.


短路 


过载电流发生在中等水平,而短路或 故障电流可能比正常工作大数百倍 当前。高级别故障可能是50,000A(或更大)。如果不切断 在几千分之一秒之内,破坏和破坏就可能 become rampant–可能会严重绝缘损坏,融化 导体,金属蒸发,气体电离,电弧和火灾。 同时,高水平的短路电流会产生巨大的磁场 场应力。母线和其他导体之间的磁力 每线性英尺可以重数百磅;即使是沉重的支撑也可能不会 足以防止它们被扭曲或变形而无法修复。


保险丝保护


保险丝是可靠的过电流保护装置。一种“fusible” link or links 封装在管中并连接到接触端子包括 基本保险丝的基本要素。链接的电阻是如此 低,它只是充当导体。但是,当破坏性电流 发生时,链路会很快融化并断开电路以保护导体 以及其他电路元件和负载。 



现代保险丝稳定 特征。保险丝不需要定期维护或测试。保险丝 具有三个独特的性能特征: 

  1. 现代保险丝有一个极端“high interrupting” rating–会造成很高的故障 电流不破裂。
  2. 正确使用,保险丝可防止“blackouts.”仅断开最接近故障的保险丝,而不会影响上游保险丝(馈线或电源)–fuses thus provide “selective coordination.”(这些术语在后续页面中进行了精确定义。)
  3. 保险丝通过将故障电流保持在较低水平来提供最佳的组件保护 value…They are said to be “current- limiting.”

下载完整文件 这里

参考: 
  • 库珀·巴斯曼

电压不平衡单相时的电动机保护

 

电压不平衡


当所有三相之间的电压不相等时,每相中的电流值也将变得不平衡。根据NEMA,对于电动机和发电机,最大电压不平衡量仅被限制为1%。当发生电压不平衡时,电动机绕组中的电流会逐渐增加,如果持续下去,则会损坏电动机。因此,有必要根据预期的电压不平衡对电动机进行降额。 



如果无法进行降容,并且电压不平衡现象仍然存在,则必须相应降低负载。必须考虑使用此方法以避免损坏设备。


电压不平衡的原因 

  • 连接不相等的单相负载。这就是为什么许多咨询工程师 指定将面板的负载平衡到± 10% between all three phases.
  • 打开增量连接。 
  • 变压器连接断开-引起单相状态。 
  • 变压器排上的分接头设置不正确。  
  • 连接的单相变压器的变压器阻抗(Z) into a “bank” not the same. 
  • 功率因数校正电容器中使用的电容器不相同或其中一些离线

绝缘寿命 电压不平衡对典型T型框架电机绝缘寿命的影响 具有B级绝缘,可在40°加载到100%的C环境温度为 follows:




请注意,使用系数为1.0的电机没有那么多的热量 承受能力与服务系数为1.15的电动机一样。 较旧的大型U形电机由于具有散热能力,因此可以 承受过载情况的时间要长于较新的情况, 较小的T型框架电机。

绝缘等级 


下面显示了不同类别的最高工作温度 of insulation. 
  • A级绝缘= 105°C 
  • B级绝缘= 130°C 
  • F级绝缘= 155°C 
  • H级绝缘= 180°C

参考: 
  • 库珀·巴斯曼

中断额定值和中断容量之间有何区别?

 

主配电板


许多电气工程师认为中断额定值和中断容量具有相似的含义。因此,当我们将其应用于电气设计或安装时,我们需要了解其主要区别及其作用。 


中断评分


中断额定值是在标准测试条件下,过电流保护装置可以安全中断的最大短路电流。一个人应该注意这个词“在标准测试条件下”这意味着,确定过流保护装置的测试方法以确保其正确应用非常重要。 


中断能力


根据IEEE电气和电子术语标准词典,中断容量是指设备可以中断的额定电压下的电流。 


标准 Test Conditions - 保险丝s


测试分支电路保险丝时,测试电路中不得有任何其他导体。例如,如果保险丝的中断额定值为300 kA,则将测试电路校准为在额定保险丝电压下至少具有300 kA。在测试电路校准期间,使用母线代替保险丝以检查适当的短路电流。然后移去母线并插入保险丝。然后进行测试。如果保险丝通过测试,则保险丝上标有该中断额定值(300 kA)。 


在针对保险丝概述的过程中,在校准短路电流后,没有多余的导体插入测试电路。重要的一点是,保险丝中断的可用短路电流至少等于或大于其标记的中断额定值。 


换句话说,由于对保险丝进行了短路测试(没有额外的导体阻抗),因此其熔断容量等于或大于其标明的熔断额定值。


标准” Test Conditions - 断路器


与保险丝相比,断路器并非如此。这是因为对断路器进行了短路测试(带有额外的导体阻抗),因此断路器的分断能力可能小于断路器的分断额定值。 

当为断路器的中断额定测试校准了测试电路时,断路器不在电路中。在将测试电路验证为适当的短路电流水平之后,将断路器插入电路中。因此,除了断路器之外,允许在校准之后将重要长度的导体添加到电路中。这种额外的导体阻抗会导致短路电流大大降低。 


因此,标有22,000A断路额定值的断路器实际上可能仅具有9,900A的断路能力。


参考: 

  • 库珀·巴斯曼。
下载全文 这里。

2020年11月24日,星期二

保险丝作为电路保护的特征是什么?

保险丝

 

保险丝是用于中断电路的最简单的设备 发生过载或短路。典型的保险丝 如下图所示,它由一个电气元件组成 连接到末端刀片或密封垫圈。元素提供了 通过保险丝的电流路径。元件被封闭在管中 并被填充材料包围。 


国家电气规范®将过电流定义为任何 电流超过设备的额定电流或 导体的载流量。可能是由于过载,短路 电路或接地故障(第100条定义)。 如果过载和短路,则无需电路保护 电路可以消除。不幸的是,过载和短路 确实发生电路。为了保护电路免受这些电流的影响, 保护装置必须确定何时发生故障 开发并自动断开电气设备 来自电压源。


非延时保险丝


非延时保险丝提供出色的短路保护。 短期过载(例如电动机启动电流)可能 会引起非延时保险丝的开路。他们是最好的 用于不受大瞬态浪涌电流影响的电路。 非延时熔断器通常保持其额定值的500% 大约四分之一秒,之后 携带元素融化。这意味着这些保险丝应 不适用于经常有浪涌(起动)的电机电路 电流大于500%。


延时保险丝


延时保险丝提供过载和短路保护。 延时保险丝通常允许五倍于额定电流 最多十秒钟。通常这是足够的时间来允许 电动机启动时不要打开保险丝,除非 overload persists.




保险丝等级


保险丝具有特定的安培额定值,这是连续的 保险丝的载流能力。保险丝的安培数, 一般而言,不应超过 电路。例如,如果导体的额定电流为10安培, 可以选择的最大保险丝是10安培。 在某些特定情况下,安培额定值 允许大于当前的承载能力 电路。例如,电机和焊机电路可能超过 导体载流量允许涌入电流和占空比 在NEC规定的范围内。

保险丝的额定电压必须至少等于电路 电压。保险丝的额定电压可以高于 电路电压,但绝不能降低。例如600伏的保险丝 可以在480伏电路中使用。 250伏保险丝不能 用于480伏电路。

保险丝还根据其可中断的故障电流水平进行评级。这称为安培中断 容量(AIC)。使用保险丝时,必须选择一个 可以承受最大的潜在短路电流 可能会出现在所选应用程序中。保险丝可以 如果故障电流超过额定值,将导致破裂,造成广泛的损害 保险丝中断额定值。

UL保险丝分类


保险丝分为限流和非限流 根据其操作和构造限制等级 特征。具有特征或尺寸的保险丝 用于剔除另一个额定电流相同的保险丝 但具有较低的中断额定值,则被认为是限流熔断器。保险商实验室(UL)成立并 标准化基本性能和物理规格 制定其安全测试程序。这些标准有 产生了不同类别的额定电压为600的低压熔断器 伏特或更低。下表列出了各种UL保险丝类别。

UL保险丝分类


参考: 
  • 硅酸盐

2020年11月17日,星期二

如何选择过流保护装置?

电路保护装置

一条标准规则是,必须使用能够自动操作以防止对人和牲畜造成伤害和对设备(包括电缆)造成损害的设备,保护所有电气设备免于过流或短路。因此,过电流设备必须具有足够的分断能力,并且其构造应使其能够在没有危险的情况下中断电源。另外,电缆必须能够承受这些过电流而不会损坏。 


故障电流

由于电缆或设备故障而产生故障电流。电流突然增加,可能是电缆额定值的1O或20倍,电流受到电源阻抗,电缆阻抗,故障阻抗和返回路径阻抗的限制。电流应保持短时间,因为过电流设备应工作。


过载电流

电缆或设备故障不会引起过载电流。之所以会出现这种情况,是因为增加了额外的负载已增加了电流。仅在可能出现过载的情况下才需要过载保护。尽管需要故障保护,但对于提供固定负载的电路将不需要它。


例如,当必须根据新的负载标准检查电路的适当性时,除非更换花洒,否则提供7.2 kW花洒的电路负载不会增加。供应许多建筑物的配电线路可能会由于在所提供的建筑物之一中安装附加机械而过载。 

过载电流可能是电缆额定值的1.5到2倍,而故障电流可能是电缆额定值的10到20倍。 评级。小于设备额定值的1 .2至1 .6倍的过载不太可能导致设备工作。 

英国标准7671和IEC 60364要求对每个电路进行设计,以免长时间出现小的过载。通常电路中的一个设备同时提供故障保护和过载保护。电机电路中的过电流设备是一个常见的例外,其中电路起点的过电流设备可提供针对故障电流的保护,而电机启动器将提供针对过载的保护。


选择保护装置


选择的保护设备的类型取决于许多因素,包括:
  • 负载的性质或类型
  • 在安装点的预期故障电流P1
  • 任何现有设备
  • 安装的用户,因为断路器比螺栓固定更容易复位­ type HRC 保险丝.

分断能力


过电流保护装置(保险丝或断路器)可以中断的最大电流是有限制的。这称为额定短路容量或分断容量。 BS 7671和IEC 60364要求在整个安装的每个相关点确定短路和接地故障条件下的预期故障电流。这意味着必须在安装开关设备的每个点上确定最大故障电流,以确保开关设备具有足够的额定值来中断故障电流。

断路器 有两个短路能力  ratings. 
  • Ics =是故障电流的值,在该电流值之前,设备可以安全运行,并在发生故障后保持合适的状态和可维修的状态。 
  • Icn =是设备无法安全中断故障的值。在如此大的故障中,这可能导致爆炸的危险,甚至更糟的是,触点焊接而不会中断故障。
在这两个额定值之间发生的任何故障将被安全地中断,但是该设备可能需要更换。

断路器,保护装置的选择,保险丝,短路电路,过电流,过电流,显示选择过电流保护装置。

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