Kaip įvertinti sunkiųjų pramonės elektros stotyčių „Trumpojo jungimo atlaikymo“ (Icw) charakteristikas.

Trumpojo jungimo atlaikymo reitingų svarba pramonės elektros sistemoje

Didelės galios pramoniniai energijos tiekimo įrenginiai, pvz., tie, kurie maitina kasybos veiklas, chemijos gamyklas ir milžiniškus gamybos objektus, veikia aukštos energijos elektros tinkluose. Šiose aplinkybėse elektros sauga yra aukščiausios svarbos. Kai įvyksta elektros gedimas, pvz., trumpasis jungimas po pagrindinės skirstomosios šinės, išsisklaidoma didžiulė energijos kiekis. Trumpojo jungimo įvykis gali sukelti sroves, kurios yra dešimtis ar šimtus kartų didesnės už įprastą objekto veikimo srovę. Šis milžiniškas srovės šuolis sukelia ekstremalią mechaninę ir šiluminę įtampą visiems elektros grandinės komponentams, įskaitant jungiklių įrangą, automatinius jungiklius, šines ir keitiklius. Kad būtų išvengta katastrofiško įrangos sunaikinimo, sprogimų ir personalo sužeidimų, sistemos inžinieriai turi atidžiai įvertinti ir nurodyti visos elektros infrastruktūros trumpojo jungimo atlaikymo (Icw) charakteristiką.

Icw apibrėžimas: mechaninės, šiluminės ir elektrinės įtampos ribos

Trumpojo jungimo atlaikymo srovė (Icw) yra standartinis rodiklis, apibrėžtas tarptautinėmis inžinerinėmis organizacijomis, pvz., Tarptautine elektrotechnine komisija (IEC 61439). Icw reikšmė nurodo maksimalią efektyviąją (r.m.s. – root-mean-square) trumpojo jungimo srovę, kurią komponentas ar montuojama įranga gali saugiai atlaikyti nustatytą laikotarpį (paprastai 1,0 sekundės, nors kartais nurodoma 0,5 arba 3,0 sekundėms), nepakenkdama nuolatinai ir neprarandant saugos. Norint įvertinti Icw, inžinieriams būtina suprasti du skirtingus trumpojo jungimo poveikius elektrinėms sistemoms:

• Šiluminis krūvis: didelė srovė sukelia šilumą eksponentiniu tempu, proporcingą srovės kvadratui (I²t). Per milisekundes laidininkų temperatūra gali pakilti iki šimtų laipsnių Celsijaus, dėl ko gali susilysti izoliacija, susilpnėti vario mechaniniai sujungimai ir sugesti montavimo plokštės pagrindai.
• Mechaninis įtempimas: trumpojo jungimo sąlygomis gretimi laidininkai, kuriais teka didelės srovės, patiria milžiniškas elektromagnetines jėgas. Šios jėgos gali lenkti vario šynus, išplėšti kabelius iš jų montavimo laikiklių ir sunaikinti konstrukcinius korpusus. Didžiausia jėga yra proporcinga didžiausios srovės (Ipk) kvadratui, kuri AC sistemose gali būti iki 2,2 kartų didesnė už efektyviąją srovę.

Tinkamas Icw reitingas užtikrina, kad elektrinės įrangos įrenginiai išlaikys tiek staigų šiluminį smūgį, tiek smarkias mechanines jėgas, kol aukštesniojo lygio apsauginiai įrenginiai (pvz., greitaveikiantys grandinės pertraukikliai ar saugos įtaisai) pašalins gedimą.

Avarinės srovės talpos skaičiavimas ir sistemos rizikos vertinimas

Pramoninės elektrinės reikiamo Icw reitingo nustatymas yra tikslus matematinis procesas. Sistemos inžinieriai turi atlikti išsamią visos įmonės elektros tinklo trumpojo jungimo analizę. Ši analizė apima keletą pagrindinių etapų:

• 1 žingsnis: Nustatykite naudingosios galios trumpojo jungimo galia. Gaukite maksimalią galimą trumpojo jungimo srovę (Isc) iš vietinės elektros energijos tiekėjo bendrojo prijungimo taške. Tai sudaro pradinį skaičiavimų pagrindą.
• 2 žingsnis: Apskaičiuokite šaltinio varžą. Modeliuokite visų aukštesniųjų lygių komponentų elektrinę varžą, įskaitant naudingosios galios linijas, transformatorines pastotis, aukštos įtampos transformatorius ir vietinius generatorius. Mažesnė sistemos varža lemia didesnę galimą trumpojo jungimo gedimo srovę.
• 3 žingsnis: Įvertinkite vietinių variklių indėlį. Sunkiose pramonės įmonėse dideli elektros varikliai, veikiantys gedimo metu, trumpam gali veikti kaip generatoriai ir grąžinti papildomą srovę į trumpąjį jungimą. Inžinieriai turi pridėti šį variklių indėlį prie apskaičiuotos trumpojo jungimo srovės.
• 4 žingsnis: Nustatykite galimą trumpojo jungimo srovę. Apskaičiuokite maksimalią efektyvią (r.m.s.) trumpojo jungimo srovę kiekviename kritiniame magistralės ir elektros energijos skirstymo taške įmonėje. Šių taškų montuojamų jungiklių įrenginių ir komponentų Icw reitingas turi būti didesnis už šias apskaičiuotas galimas trumpojo jungimo sroves su tinkamu saugos atsargu (paprastai 10–20 procentų).

Jungiklių įrenginių ir grandinės apsaugos priemonių su tinkamu Icw parinkimas

Kai galimos trumpojo jungimo srovės jau nustatytos, inžinieriai turi pasirinkti komponentus, kurie atitinka arba viršija šiuos reikalavimus. Įvertindami jungiklių įrenginius ir grandinės apsaugos priemones, turėtų būti atsižvelgiama į šiuos aspektus:

• Suderinta apsauga (pasirinktinumas): Norint sumažinti prastovas, sistema turi būti suprojektuota su pasirinktine suderinimu. Tai reiškia, kad žemiau esančioje grandinėje įvykus gedimui turėtų išsijungti tik tiesiogiai virš jo esantis grandinės pertraukiklis, o likusios objekto dalys turėtų likti maitinamos. Tam, kad tai veiktų, aukščiau esantys pertraukikliai gedimo metu tam tikrą laiką turi likti uždaryti, t. y. jie turi turėti aukštą Icw reitingą, kad galėtų atlaikyti srovę, kol žemiau esantys pertraukikliai išsijungs.
• Integruota šinų tvirtinimo sistema: sunkiosios apkrovos jungiamųjų įrenginių skyduose fizinės varinės šinos turi būti pritvirtintos stipriomis izoliacinėmis atramomis (šinų atramos), kurios turi būti nustatytos atlaikyti apskaičiuotas mechanines jėgas (Ipk). Įsitikinkite, kad jungiamųjų įrenginių komplektai buvo fizikiškai tipiškai išbandyti, kad patvirtintų jų nustatytus Icw ribinius rodiklius.
• Aplinkos temperatūros sumažinimas: Aukšta aplinkos temperatūra pramoniniuose korpusuose gali sumažinti vario laidų šiluminį saugos margą. Jei įranga veikia karštoje ir neventiliuojamoje aplinkoje, inžinieriai turi taikyti atitinkamus sumažinimo koeficientus Icw reikšmėms.

JYINS sunkiosios naudotos elektros infrastruktūros integravimas aukštos nuotėkos aplinkose

JYINS yra pirmaujantis aukštos patikimumo energijos konvertavimo ir grandinės apsaugos sistemų gamintojas, kurios sukurtos reikalaučiaiems B2B taikymams. Mūsų sunkiosios naudotos pramoninės jungiklių įrangos, specialiai sukurti grandinės pertraukikliai ir energijos skirstymo vienetai suprojektuoti taip, kad atitiktų pramonėje aukščiausius saugos standartus.

JYINS produktai išsamiai testuojami akredituotose didelės galios bandymų laboratorijose. Šiuose bandymuose mūsų jungiklių įrangos komplektai veikiami simuliuotomis trumpojo jungimo srovėmis iki 50 kA arba 100 kA visą sekundę, kad būtų patvirtinta, jog mūsų konstrukcijos, šiukšlinės magistralės ir izoliuoti tvirtinimai lengvai ištveria realaus pasaulio gedimo sąlygas.

Mūsų pažangūs grandinės pertraukikliai turi greitus magnetinius išjungimo mechanizmus, kurie pašalina rimtus trumpuosius jungimus per mažiau nei 10 milisekundžių, taip žymiai sumažindami visą praleistą šiluminę energiją (I²t). Šis greitas nutraukimas apsaugo nuo žalos žemesniuosius laidus, didelės našumo invertorius ir jautrią valdymo įrangą, sumažindamas remonto sąnaudas ir minimaliai ribodamas eksploatacijos prastovas.

Atitikties standartai: IEC 61439 ir UL 891 reikalavimai

Norint užtikrinti visuotinę atitiktį ir saugą, B2B pirkėjai privalo nurodyti, kad visi elektros stoties komponentai atitinka pagrindinius tarptautinius standartus. Svarbiausi standartai, susiję su trumpojo jungimo atlaikymo charakteristikomis, yra:

• IEC 61439-1/-2: Šis standartas nustato žemosios įtampos jungiklių įrangos ir valdymo įrangos rinkinių reikalavimus, nustatydams bandymų metodus ir saugos koeficientus, skirtus patikrinti Icw, Ipk ir šilumines charakteristikas.
• UL 891: Šiame standarte nustatyti uždarosios konstrukcijos jungtys, naudojamos Šiaurės Amerikoje, taip pat nurodomos mechaninės tvirtumo ir elektros saugos ribos, reikalingos apsaugai nuo trumpųjų jungimų.

Integruodami į savo sunkiosios pramonės energijos tiekimo stočių JYINS sertifikatuotą jungiamąją įrangą ir grandinės apsaugos sistemas, saugos pareigūnai ir sistemos inžinieriai gali būti tikri, kad jų objektai apsaugoti įranga, kuri sukurta atlaikyti labiausiai reikalaujamus elektros gedimus. Mūsų inžinerijos ekspertų komanda pasirengusi padėti B2B klientams atlikti trumpųjų jungimų skaičiavimus, apsaugos koordinavimo tyrimus ir parinkti specialią įrangą, kad būtų užtikrinta saugi, patikima ir labai patikima energijos tiekimo sistema.