A Выключатель нагрузки (LBS) Это коммутирующее устройство среднего напряжения, рассчитанное на замыкание и размыкание. ток нагрузки — нормальный рабочий ток цепи под напряжением — при классе напряжения, подтвержденном в утвержденных технических характеристиках оборудования. Эта единственная возможность, переключение нагрузки, является определяющей характеристикой устройства и его основной границей. Понимание того, где проходит эта граница — и куда она не распространяется — является важнейшей отправной точкой для любого инженера или покупателя, работающего с оборудованием распределения среднего напряжения.
Разъединитель нагрузки позволяет оператору открывать или закрывать фидер под напряжением, по которому протекает номинальный ток нагрузки. Это делает возможным секционирование, перераспределение нагрузки и работу в точках соединения без предварительного обесточивания вышестоящего источника. В распределительной системе среднего напряжения эта возможность уменьшает масштабы отключений и позволяет осуществлять контролируемые последовательности переключений.
Граница прерывания — подтвердите перед указанием. Выключатель нагрузки не рассчитан на прерывание. ток повреждения если только в технической документации проекта и данных об оборудовании, утвержденных производителем, эта обязанность не указана явно. МЭК 62271-103 Определяет классы нагрузки для выключателей среднего напряжения; не следует предполагать отключение при коротком замыкании, если конкретное оборудование не имеет подтвержденной номинальной мощности. Инженеры и операторы должны проверять каждый режим отключения на соответствие утвержденным данным оборудования и схеме защиты проекта, прежде чем выбирать или эксплуатировать устройство.
Рис. 01: Иллюстративная схема фидера среднего напряжения, показывающая положение выключателя нагрузки между шиной источника и защитой фидера, расположенного ниже по потоку — положение и номинальные параметры являются специфическими для проекта и должны быть подтверждены по утвержденным однолинейным чертежам.
Выбор правильного коммутирующего устройства требует согласования. требуемые обязанности в подтвержденные возможности устройстваЧетыре типа устройств, наиболее часто встречающиеся в системах распределения среднего напряжения, выполняют частично совпадающие, но различные функции.
| Устройство | Переключение номинальной нагрузки | Изоляция с рейтингом | Номинальная мощность прерывания короткого замыкания | Внутренняя защитная роль |
|---|---|---|---|---|
| Выключатель изоляции/разъединителя | Нет — не должен работать под нагрузкой. | Да — обеспечивает видимый открытый зазор. | Нет | Нет; следует вышестоящей защите. |
| Выключатель предохранителя | Зависит от конструкции и характеристик — уточняйте по утвержденным данным. | Часто да | Только предохранительный элемент, в пределах его допустимого значения I²t. | Защита от перегрузки по току осуществляется предохранителем; режим работы переключателя зависит от модели. |
| Выключатель нагрузки | Да — номинальный ток нагрузки при номинальном напряжении. | Да — изоляция в открытом положении в соответствии с утвержденными данными. | Нет (если иное не указано и не подтверждено сертификатом). | В принципе, никаких; координируется с защитой выше или ниже по течению. |
| Выключатель | Да | Как правило, без стеллажей видимого зазора нет. | Да — номинальный ток отключения при коротком замыкании. | Защита от перегрузки по току и короткого замыкания в соответствии с настройками реле. |
Разъединители только для изоляции Обеспечьте необходимый безопасный рабочий зазор перед техническим обслуживанием. Поскольку они не предназначены для прерывания дугового разряда, их размыкание под нагрузкой сопряжено с риском сильного дугового разряда и повреждения оборудования. Последовательность переключения должна подтверждать, что вся вышестоящая защита разомкнута и проверена, прежде чем будет задействован выключатель, предназначенный только для изоляции. XIYA POWER выключатели Линейка продукции охватывает области применения в условиях изоляции.
Предохранительные выключатели Добавьте элемент защиты от перегрузки по току к функции изоляции. Предохранительный элемент реагирует на длительные перегрузки по току и определенные уровни короткого замыкания в пределах заявленного диапазона ограничения тока; сам корпус выключателя может быть или не быть рассчитан на переключение нагрузки в зависимости от конкретной модели и ее утвержденных данных. Инженеры не должны предполагать возможность переключения нагрузки без подтверждения этого в документации производителя. XIYA POWER выключатели-разъединители предохранителей На странице представлена подробная информация о конкретном продукте.
Автоматические выключатели Они рассчитаны на замыкание и размыкание токов короткого замыкания до номинального тока отключения короткого замыкания, а их интерфейс с защитным реле обеспечивает автоматическое отключение. Это подходящее устройство там, где требуется автоматическое устранение неисправностей. См. продукцию XIYA POWER. Автоматические выключатели диапазон для соответствующих рейтингов.
Выключатели нагрузки Они занимают специфическую нишу: ручное или моторизованное переключение тока нагрузки в сочетании с изоляцией, без встроенной функции устранения неисправностей. Они подходят там, где требуются функции перераспределения нагрузки, секционирования или нормально разомкнутых соединений, а также там, где устройства защиты выше или ниже по цепи обеспечивают независимое устранение неисправностей. Подтверждение того, что реле и автоматический выключатель выше по цепи устранят неисправности в течение номинального кратковременного времени работы устройства LBS, является обязательным этапом проектирования, а не предположением по умолчанию.
Рис. 02: Иллюстративный поперечный разрез выключателя нагрузки, показывающий изолированную камеру прерывателя и механизм его работы — фактические конструктивные детали могут различаться в зависимости от конструкции производителя и класса напряжения; для получения информации о конкретном оборудовании обратитесь к руководству производителя.
Рис. 03: Иллюстративное сравнение условий работы устройств — режим изоляции, режим переключения нагрузки и режим прерывания короткого замыкания — показывающее, что для каждого из них требуется различная подтвержденная возможность устройства, а не универсальная функция переключения.
Применение каждого выключателя нагрузки требует учета специфических для проекта параметров, которые невозможно обобщить для всех объектов. Следующие категории представляют собой минимальный объем подтвержденных данных, которые проектная группа должна собрать перед выбором или установкой выключателя нагрузки.
Номинальное максимальное напряжение, номинальный нормальный ток, номинальный кратковременный выдерживаемый ток и номинальный пиковый выдерживаемый ток должны быть подтверждены данными об оборудовании, утвержденными производителем, и сопоставлены с однолинейной схемой проекта и исследованием уровня короткого замыкания системы. Использование порогового значения напряжения, рассчитанного ниже доступного уровня короткого замыкания, — даже в течение короткого промежутка времени до срабатывания защиты вышестоящего уровня, — создает риск отказа оборудования во время возникновения короткого замыкания.
Выключатели нагрузки могут управляться вручную, с пружинным механизмом для локального управления или с электроприводом для дистанционного управления. В случаях, когда требуется дистанционное управление, управляющее напряжение, протокол связи и блокировочная проводка должны соответствовать проекту SCADA или системы защиты. Для механизмов с электроприводом требуется подтвержденное наличие управляющего питания и, во многих случаях, логика защиты от перекачивания и подтверждения положения, определенная в утвержденной схеме проводки.
Диапазон температур окружающей среды, высота над уровнем моря, класс влажности и степень загрязнения — как определено в проектной спецификации — определяют, является ли стандартная ограждающая конструкция достаточной или требуются специальные покрытия, нагреватели или герметичная газоизолированная конструкция. Поправочные коэффициенты, учитывающие высоту над уровнем моря, применяются к уровням изоляции выше 1,000 м и должны быть подтверждены на основе утвержденного исследования по координации изоляции.
Выключатель нагрузки не срабатывает автоматически при токе короткого замыкания. Схема защиты — как правило, это автоматический выключатель выше по цепи с реле перегрузки по току — должна быть подтверждена как обеспечивающая сброс тока короткого замыкания в течение номинального кратковременного времени работы выключателя нагрузки. Если схема включает предохранители ниже по цепи, необходимо проверить согласование предохранителя и выключателя нагрузки: предохранитель должен сработать до превышения тепловых и механических пределов выключателя нагрузки. Документирование этого согласования в графике настроек защиты и исследовании согласования реле является требованием проектного проектирования.
Механические и электрические блокировки предотвращают неправильную последовательность действий. К распространенным типам блокировок относятся: предотвращение замыкания заземляющего выключателя на поврежденном фидере при использовании заземляющих выключателей или защитных блокирующих контактов; предотвращение отсоединения кабеля или шины во время замыкания заземляющего выключателя; и обеспечение невозможности замыкания заземляющих выключателей, пока заземляющий выключатель остается подключенным к источнику напряжения. Требуемая логика блокировок зависит от конкретного проекта и должна быть подробно описана в утвержденном графике блокировок.
При приемке установки выключателя нагрузки используются ровно четыре источника документации: спецификация проектакоторый определяет номинальные режимы работы и требования к блокировке, которым должно соответствовать оборудование; Руководство OEMкоторый определяет зазоры при установке, моменты затяжки, регулировку механизма и пределы эксплуатации; данные испытаний изоляциичто подтверждает соответствие уровней устойчивости к промышленной частоте и импульсным воздействиям утвержденному исследованию координации изоляции после монтажа; и протокол заводских и полевых испытаний, которая предоставляет документальное подтверждение плановых и типовых испытаний, проведенных до и после установки. Ни один другой источник не может заменить эти четыре документа при утверждении оборудования для ввода в эксплуатацию.
Следующая таблица содержит явно наглядный Данная информация не отражает какой-либо конкретный объект, событие, измерение или результат испытаний. Она предназначена для того, чтобы помочь инженерным и закупочным группам сформулировать первоначальные вопросы перед взаимодействием с поставщиком или сервисным специалистом.
| Симптом | Первый тест | Вероятная причина | Следующее действие |
|---|---|---|---|
| Выключатель не размыкается под нагрузкой; рукоятка не перемещается до конца. | Проверьте механизм, индикатор пружинного заряда и выравнивание рычагов. | Пружина не заряжена, кулачок изношен или механизм заедает. | Обратитесь к руководству производителя; не прилагайте чрезмерных усилий к механизму; перед осмотром отключите источник питания. |
| Видимые следы ожогов или отложения на контактах прерывателя. | Проверьте индикатор износа контактов на соответствие пределам износа, указанным производителем в руководстве. | Контактная эрозия, превышающая номинальные циклы прерывания. | Замените прерыватель в соответствии с процедурой производителя; просмотрите журнал рабочих циклов. |
| Сопротивление изоляции ниже проектной спецификации по результатам плановых испытаний. | Выполните испытание на устойчивость к воздействию промышленной частоты в соответствии с процедурой ведения протокола испытаний проекта. | Загрязнение поверхности, проникновение влаги или повреждения от следов. | Очистите и высушите в соответствии с инструкциями производителя; повторите проверку изоляции; сообщите о проблеме, если неисправность повторится. |
| Механизм с электроприводом не реагирует на команду дистанционного закрытия. | Проверьте управляющее напряжение на клемме механизма; проверьте состояние реле обратной связи положения. | Сбой питания, неисправность проводки или активная блокировка защиты от перекачки | Перед повторным включением управления восстановите управляющее питание или снимите блокировку в соответствии с утвержденным графиком блокировок. |
При запросе коммерческого предложения на выключатель нагрузки среднего напряжения предоставьте следующие данные, относящиеся к конкретному проекту. Компания XIYA POWER выключатели нагрузки С помощью этой входной структуры можно указать линейку продукции.
| Поле ввода запроса на коммерческое предложение (RFQ) | Пример формата | Заметки |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение (кВ) | 12 / 24 / 36 кВ | Подтверждение на основании исследования координации теплоизоляции. |
| Номинальный рабочий ток (А) | 630 А / 1250 А | Подтвердите данные исследования потоков нагрузки; учтите запас на рост. |
| Номинальный кратковременный выдерживаемый ток (кА, длительность) | 16 кА / 1 с | Должен быть равен или превышать допустимый уровень неисправности в точке установки. |
| Номинальный пиковый выдерживаемый ток (кА) | пиковый ток 40 кА | Получено на основе анализа уровня неисправности; сверьте с техническими характеристиками производителя. |
| тип рабочего механизма | Ручной / пружинный / моторный привод | Подтвердите требования к интеграции SCADA. |
| Напряжение в системе управления | 24 В постоянного тока / 110 В постоянного тока / 230 В переменного тока | Подберите подходящий источник питания к имеющейся на станции батарее или ИБП. |
| Тип корпуса и класс защиты IP | Для использования внутри и снаружи помещений; IP54 | Экологические требования проекта |
| Количество полюсов | 3-полюсный / однополюсный | Подтвердите в настройках сети. |
| Требуется заземляющий выключатель. | Да / Нет; номинальный ток (кА) | В соответствии с требованиями проекта по заземлению и безопасности |
| Применяемый стандарт | МЭК 62271-103 | Подтвердите издание и любые национальные отклонения в соответствии со спецификацией проекта. |
| Необходимая документация | Протоколы типовых испытаний, сертификаты плановых испытаний, руководство производителя, чертежи. | Укажите формат (PDF, DWG) и язык доставки. |
Рис. 04: Иллюстративный контрольный список документов для запроса коммерческого предложения и утверждения покупателем выключателя нагрузки среднего напряжения, показывающий типы документов, необходимых от спецификации до ввода в эксплуатацию — фактический список документов зависит от конкретного проекта.
Только при наличии утвержденных данных и сертификатов типовых испытаний конкретного оборудования, которые явно подтверждают номинальную способность к отключению короткого замыкания. Стандартные выключатели нагрузки рассчитаны только на прерывание тока нагрузки. Прерывание короткого замыкания осуществляется автоматическим выключателем или токоограничивающим предохранителем, расположенными выше или ниже по цепи, в соответствии с номинальным временем выдерживания выключателя нагрузки. Схема защиты должна быть подтверждена на основе утвержденных данных оборудования, прежде чем делать какие-либо предположения о способах устранения короткого замыкания.
Разъединительный выключатель — также называемый выключателем отключения — рассчитан на обеспечение безопасного, видимого открытого зазора для отключения при техническом обслуживании, но его ни в коем случае нельзя использовать во время протекания тока в цепи. Выключатель нагрузки рассчитан на размыкание и замыкание цепи при нормальном токе нагрузки. Использование выключателя только для размыкания под нагрузкой чревато сильным искрением и повреждением оборудования. Это различие должно быть подтверждено паспортной табличкой устройства и данными утвержденного оборудования, а не выведено только из внешнего вида.
В случае, когда фидер защищает нижестоящий фидер, предохранитель должен отводить ток короткого замыкания в течение номинального кратковременного времени действия выключателя нагрузки, чтобы выключатель нагрузки не подвергался воздействию тока короткого замыкания, превышающего его тепловые и механические пределы. Это соответствие проверяется в исследовании координации времени и тока, в котором на одной оси отображаются как характеристика плавления предохранителя, так и предельная устойчивость выключателя нагрузки. Результаты должны быть задокументированы в утвержденном исследовании координации защиты до принятия установки на эксплуатацию.
Минимальный комплект документации состоит из четырех источников: утвержденной проектной спецификации, подтверждающей требуемые номинальные нагрузки и требования к блокировке; руководства производителя, подтверждающего требования к установке и эксплуатационные пределы; данных испытаний изоляции, подтверждающих уровни устойчивости после установки; и протоколов заводских и полевых испытаний, подтверждающих завершение и подписание необходимых плановых и типовых испытаний. Никакое устное подтверждение или предположение не заменяет эти документы при утверждении ввода в эксплуатацию.
Нет. Электроприводной выключатель нагрузки получает команду дистанционного открытия или закрытия и выполняет однократное переключение под действием тока нагрузки. Автоматический повторный выключатель — это устройство класса автоматических выключателей, которое обнаруживает неисправность, срабатывает, а затем выполняет запрограммированную последовательность повторного включения для восстановления питания после кратковременной неисправности — функции, требующие номинальной способности к отключению короткого замыкания. Электроприводной выключатель нагрузки может участвовать в схеме секционирования, управляемой SCADA, но он не обеспечивает обнаружение неисправностей, автоматическое срабатывание или повторное включение, если не сопряжен с отдельными защитными устройствами и не подтвержден в проекте.
Все указанные в данной статье параметры, рекомендации по применению, описания блокировок и требования к документации носят исключительно общий образовательный характер. Перед выбором, установкой или эксплуатацией любого коммутационного устройства необходимо подтвердить все значения и требования в соответствии со спецификацией проекта, утвержденными данными об оборудовании, руководством производителя и применимыми стандартами.
