ATS és megszakító koordinációs útmutató: Icw és szelektivitás magyarázata

Miért hagyják figyelmen kívül a legtöbb ATS specifikációban a kritikus koordinációs tényezőt?

Automatikus átkapcsoló kapcsoló (ATS) specifikációjakor a legtöbb villamosmérnök a nyilvánvaló paraméterekre összpontosít: folyamatos áramterhelhetőség, átkapcsolási idő és feszültségkompatibilitás. Azonban világszerte több ezer telepítésben rejtőzik egy kritikus mulasztás – a felső áramköri megszakítók és az ATS rövidzárlati ellenállási képessége közötti koordinációs rémálom. Ez a hiány katasztrofális helyzetet teremt hibás működés esetén, amikor egy nem megfelelően összehangolt védelmi séma vagy zavaró lekapcsolásokat okoz, amelyek az egész létesítményt áram nélkül hagyják, vagy egyáltalán nem védi a berendezéseket.

A probléma gyökere a következő elemek közötti komplex kölcsönhatásban rejlik: áramköri megszakító szelektivitási kategóriák, rövid idejű áramállóság (Icw) értékek, és ATS hibaáram tűrése. Amikor a mérnökök szándékos időzítési késleltetéssel rendelkező B kategóriájú áramköri megszakítókat specifikálnak a szelektív koordináció elérése érdekében, olyan helyzetet teremtenek, amelyben az ATS-nek el kell viselnie a teljes hibaáramot ezen a késleltetési időablakon belül – ami gyakran 100 milliszekundumtól 1 másodpercig terjed. A szabványos, 3 ciklusra méretezett ATS egységek egyszerűen nem képesek elviselni ezeket a hosszabb hibaidőtartamokat, ami érintkezőhegesztéshez, ívkárosodáshoz vagy a teljes átkapcsoló kapcsoló meghibásodásához vezet.

Ez az átfogó útmutató olyan mérnöki szintű betekintést nyújt, amelyre szüksége van az ATS-megszakító koordináció elsajátításához, a Category A és B védelmi eszközök közötti különbség megértéséhez, az időalapú szelektivitási elvek helyes alkalmazásához, valamint az áramvédelmi stratégiájához igazodó átkapcsoló kapcsolók specifikálásához – függetlenül attól, hogy kórházak, adatközpontok vagy kritikus ipari létesítmények számára tervez vészhelyzeti energiaellátó rendszereket.

1. rész: Az áramköri megszakító kategóriák és az Icw értékek megértése

1.1 A kategóriájú és B kategóriájú áramköri megszakítók: A koordinációs stratégia alapja

Az IEC 60947-2 szabvány két alapvető védelmi kategóriába sorolja az alacsonyfeszültségű áramköri megszakítókat, amelyek meghatározzák a koordinációs viselkedésüket. A kategóriájú áramköri megszakítók azonnali mágneses kioldó funkciókkal működnek, és nem biztosítanak szándékos rövid idejű késleltetést. Ezek az eszközök – jellemzően öntött házas áramköri megszakítók (MCCB-k) és miniatűr áramköri megszakítók (MCB-k) – úgy vannak kialakítva, hogy a lehető leggyorsabban lekapcsoljanak, amikor hibaáramot észlelnek, általában 10-20 milliszekundumon belül. A kategóriájú megszakítók nem rendelkeznek Icw értékkel, mert arra tervezték őket, hogy megszakítsák, ne pedig elviseljék a rövidzárlati áramokat.

A kategóriájú megszakítókat motoros betápláló áramkörökben, végső elosztó panelekben és áramköri védelemben fogja alkalmazni, ahol a cél a hibák azonnali megszüntetése. A gyors működés védi a kábeleket és a downstream berendezéseket a termikus és mechanikai igénybevételtől, de nem kínál koordinációs rugalmasságot. Ha bárhol hiba lép fel a védett zónában, a kategóriájú megszakító lekapcsol – ennyi.

A B kategóriájú áramköri megszakítók, ezzel szemben állítható rövid idejű késleltetési funkciókat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a kifinomult időalapú koordinációs stratégiákat. Ezek az eszközök – túlnyomórészt légmegszakítók (ACB-k) és bizonyos nagy teljesítményű MCCB-k– programozhatók úgy, hogy szándékosan késleltessék a kioldási válaszukat 0,05 és 1,0 másodperc között, amikor hibaáramot észlelnek. Ez a késleltetési időablak lehetővé teszi, hogy a downstream védelmi eszközök először megszüntessék a hibákat, valódi szelektív koordinációt érve el. A B kategóriájú megszakítóknak rendelkezniük kell egy Icw értékkel, amely igazolja, hogy képesek elviselni a hibaáramot a késleltetési időszak alatt anélkül, hogy károsodnának.

Jellemző	A kategóriájú megszakítók	B kategóriájú megszakítók
Kioldási jellemző	Azonnali (10-20 ms)	Állítható késleltetés (0,05-1,0 s)
Icw névleges érték	Nem biztosított	Kötelező érték
Tipikus típusok	MCB, szabványos MCCB	ACB, fejlett MCCB
Elsődleges használat	Betápláló/ág áramkörök	Fő bejövő, busz összekötő
Koordinációs módszer	Csak áramerősség	Időkésleltetett szelektivitás
Relatív költség	Alsó	Magasabb
Alkalmazási komplexitás	Egyszerű	Koordinációs tanulmányt igényel

Ennek az alapvető különbségnek a megértése elengedhetetlen, amikor áramvédelmet választunk az ATS telepítésekhez, mert a megszakító kategóriája közvetlenül meghatározza az ATS névleges követelményeit és a koordináció összetettségét.

1.2 Mi az az Icw (rövid idejű áramállóság)?

Névleges rövid idejű ellenállási áram (Icw) a maximális RMS szimmetrikus rövidzárlati áramot jelenti, amelyet egy B kategóriájú áramköri megszakító meghatározott ideig képes vezetni anélkül, hogy lekapcsolna, vagy termikus vagy elektrodinamikai károsodást szenvedne. Az IEC 60947-2 szabvány 0,05, 0,1, 0,25, 0,5 és 1,0 másodperces szabványos tesztidőtartamokat határoz meg, miközben a megszakító a hiba alatt zárva marad, és figyeli az érintkezők degradációját, a szigetelés meghibásodását vagy a mechanikai deformációt.

Az igénybevétel ebben az időszakban extrém. Termikusan a hibaáram I²t energiát generál, amely a vezetők, érintkezők és gyűjtősínek hőmérsékletét az áram négyzetének és az időnek a szorzata szerint növeli. Egy 50 kA-es hiba, amely 0,5 másodpercig tart, 1250 MJ/s termikus energiát termel, amelyet el kell nyelni anélkül, hogy túllépné az anyag hőmérsékleti határait. Elektrodinamikailag a hibaáramok által generált mágneses mezők taszító erőket hoznak létre a párhuzamos vezetők között, amelyek meghaladhatják a több tonnát méterenként – ezek az erők nem hajlíthatják meg a gyűjtősíneket, és nem károsíthatják az érintkező szerelvényeket.

Miért kritikus az Icw az ATS koordináció szempontjából: Amikor egy felső áramköri B kategóriájú megszakítót 0,2 másodperces rövid idejű késleltetéssel konfigurál a downstream betáplálókkal való szelektivitás elérése érdekében, minden sorba kapcsolt eszköznek – beleértve az ATS-t is – el kell viselnie a hibaáramot a teljes késleltetés alatt. Egy megszakító, amelynek Icw értéke 42 kA 0,5 s-ra, fél másodpercig képes elviselni a 42 000 ampert, de ha az ATS nem rendelkezik ezzel egyenértékű rövid idejű áramállósággal, akkor az a gyenge láncszemmé válik, amely meghibásodik a rendszer megbízhatóságának növelésére tervezett koordinációs sémák alatt.

Megszakító típusa	Tipikus Icw tartomány	Gyakori időértékek	Alkalmazási példa
Nagy teherbírású MCCB	12-50 kA	0,05 s, 0,1 s, 0,25 s	Elosztó kapcsolótábla fő
Légáramkör-megszakító (ACB)	30-100 kA	0,1 s, 0,25 s, 0,5 s, 1,0 s	Szolgáltatási bejárat, busz csatolás
Kompakt ACB	50-85 kA	0,25 s, 0,5 s, 1,0 s	Generátor fő, UPS bemenet

Pro Tipp: A megszakító adatlapján szereplő Icw érték jellemzően a maximális késleltetési időt (gyakran 1,0 s) feltételezi. Ha a koordinációs tanulmány rövidebb késleltetést igényel (pl. 0,1 s), akkor használhat alacsonyabb Icw értékű megszakítót, mivel a termikus igénybevétel I²t 0,1 s-nál lényegesen kisebb, mint 1,0 s-nál. Mindig ellenőrizze, hogy I²t(hiba) < I²cw × t(késleltetés).

1.3 Kapcsolódó értékek: Icu, Ics és Icm

A megszakító rövidzárlati teljesítménye négy egymással összefüggő értéket foglal magában, amelyeket koordinált rendszerként kell értelmezni, nem pedig elszigetelt specifikációkként.

Icu (Végső rövidzárlati megszakítóképesség) meghatározza azt a maximális RMS szimmetrikus zárlati áramot, amelyet a megszakító biztonságosan meg tud szakítani az IEC 60947-2 szabványban meghatározott vizsgálati körülmények között. Az Icu-nál történő megszakítás után a megszakító megsérülhet és alkalmatlan lehet a további használatra, de nem okozhat biztonsági kockázatot. Az Icu-t úgy kell elképzelni, mint a túlélési küszöböt – a megszakító túlélte, de éppen csak. Kritikus fontosságú létesítmények esetében azt szeretné, hogy a rendelkezésre álló zárlati áram minden üzemállapotban jóval az Icu alatt maradjon.

Ics (Üzemi rövidzárlati megszakítóképesség) azt a zárlati áramszintet jelenti, amelynél a megszakító meg tud szakítani, majd folytatni tudja a normál működést teljes teljesítménytartományban. Az IEC szabvány az Ics-t az Icu százalékában határozza meg – jellemzően 25%, 50%, 75% vagy 100%, a megszakító kialakításától és a tervezett alkalmazástól függően. kritikus fontosságú átkapcsoló rendszerek kórházakban, adatközpontokban vagy vészhelyzeti áramellátó berendezésekben az Ics = az Icu 100%-ával rendelkező megszakítók specifikálása biztosítja, hogy még a maximális névleges zárlati események se rontsák a védelmi rendszer integritását.

Icm (Névleges záróáram) meghatározza azt a maximális csúcs pillanatnyi áramot, amelyet a megszakító névleges feszültségen biztonságosan zárhat. Ez az érték kritikus fontosságú az ATS átkapcsolási műveletei és a generátor szinkronizálási szekvenciái során, amikor egy meglévő zárlati állapotba kapcsolhat. Az Icm és az Icu közötti kapcsolat a zárlati hurok teljesítménytényezőjétől függ: Icm = k × Icu, ahol a k értéke 1,5 (nagy impedanciájú, ohmos zárlatok) és 2,2 (kis impedanciájú, induktív zárlatok, amelyek tipikusak az energiarendszerekben) között változik. Egy Icu = 50 kA névleges értékű megszakító esetében cos φ = 0,3 mellett, Icm ≈ 110 kA csúcsérték várható.

Gyakori hiba: A mérnökök gyakran ellenőrzik, hogy a felső szintű megszakító Icu értéke meghaladja-e a rendelkezésre álló zárlati áramot, de nem ellenőrzik az Icw megfelelőségét, ha időzítéseket alkalmaznak. generátor-ATS-hálózati koordinációs sémák, ez a mulasztás katasztrofális lehet – a megszakító túléli a zárlatot (megfelel az Icu-nak), de az ATS érintkezői összehegedtek a 0,3 másodperces késleltetési időablak alatt, mert senki sem ellenőrizte a rövid idejű névleges értékeket.

2. rész: Szelektivitási elvek és koordinációs stratégiák

2.1 Mi a szelektivitás (diszkrimináció)?

Szelektivitás, más néven diszkrimináció vagy koordináció, az túláramvédelmi eszközök stratégiai elrendezését írja le egy elosztórendszerben úgy, hogy csak a zárlat közvetlen felső szintjén lévő védelmi eszköz működjön, míg az összes többi felső szintű eszköz zárva marad. A mérnöki cél az áramkimaradás mértékének minimalizálása – a létesítmény zárlat által érintett lehető legkisebb szakaszának leválasztása, miközben a többi fogyasztó számára biztosítjuk a szolgáltatás folytonosságát.

Vegyünk egy elosztórendszert, amely húsz gyártócellát lát el egyedi betápláló megszakítókon keresztül, amelyeket egy közös főmegszakító táplál. Szelektivitás nélkül egy zárlat az 1. cellában kioldhatja a főmegszakítót, ami mind a húsz cellát áramtalanítja, és leállítja a termelést az egész létesítményben. Megfelelő szelektivitás esetén csak az 1. cella betápláló megszakítója nyílik ki, ami az áramszünetet egy cellára korlátozza, miközben a többi tizenkilenc tovább működik.

Két alapvető mechanizmus teszi lehetővé a szelektivitást: áram szelektivitás (más néven amper szelektivitás vagy nagyság szerinti diszkrimináció) és idő szelektivitás (diszkrimináció szándékos késleltetéssel). A legtöbb koordinált védelmi séma mindkét mechanizmust alkalmazza különböző zárlati áramtartományokban, részleges szelektivitást érve el magas zárlati szinteken, és teljes szelektivitást alacsonyabb áramoknál, ahol a rendszer impedanciája természetesen megkülönbözteti a zárlatok nagyságát különböző helyeken.

2.2 Áram szelektivitás: Természetes koordináció nagyság szerint

Az áram szelektivitás kihasználja a kábelek és transzformátorok természetes impedanciáját, hogy zárlati áram nagyságbeli különbségeket hozzon létre az elosztási szintek között. Egy 50 méteres betápláló kábel terhelési végénél lévő zárlat lényegesen kisebb áramot vesz fel, mint a betápláló eredeténél lévő zárlat a kábel impedanciája miatt. Ha a felső szintű megszakító pillanatnyi kioldási küszöbét a downstream megszakító által látható maximális zárlati áram fölé állítja, automatikusan szelektivitást ér el – a downstream eszköz alacsonyabb áramoknál kiold, a felső szintű eszköz csak a védett zónájában lévő zárlatokra reagál.

Példa: Egy 400 A-es főmegszakító egy 100 A-es betápláló megszakítót táplál 75 méter 50 mm²-es rézkábelen keresztül. A zárlati áram a főmegszakító helyén elérheti a 35 kA-t, de a kábel impedanciája a maximális zárlati áramot a betápláló megszakító terhelési kapcsain körülbelül 12 kA-ra korlátozza. A főmegszakító pillanatnyi kioldásának 25 kA-re, a betápláló mágneses kioldásának pedig 15 kA-re állítása szelektivitási ablakot hoz létre – minden 25 kA-nál kisebb áramot felvevő zárlatot csak a betápláló megszakító szüntet meg.

Az áram szelektivitás korlátja a szelektivitási határ– az a zárlati áramszint, ahol a felső és alsó szintű eszközök idő-áram görbéi metszik egymást. Ezen áram alatt csak az alsó szintű eszköz működik. Fölötte mindkét eszköz egyszerre kioldhat (szelektivitás elvesztése). Egy tipikus MCCB koordinációs pár esetében a szelektivitási határok 3-15 kA között mozognak, a megszakító névleges értékeitől és a gyártó által megadott szelektivitási táblázatoktól függően.

Részleges szelektivitás akkor áll fenn, ha a koordináció a szelektivitási határig fennmarad, de magasabb zárlati áramoknál megszűnik. Teljes szelektivitás azt jelenti, hogy a koordináció az alsó szintű eszköz teljes megszakítóképességére kiterjed. Azokban a létesítményekben, ahol automatikus átkapcsoló zárlatvédelem garantálnia kell a felső szintű megszakító stabilitását az alsó szintű zárlatok során, a teljes szelektivitást gyakran előírják a specifikációk vagy a szabványok.

2.3 Idő szelektivitás Icw-vel: Szándékos késleltetések tervezése

Az idő szelektivitás szándékos késleltetéseket vezet be a felső szintű védelmi eszközökben, hogy koordinációs ablakot hozzon létre, amely alatt az alsó szintű eszközök először megszüntethetik a zárlatokat. Ez a megközelítés elengedhetetlen, ha az áram szelektivitás önmagában nem tud teljes koordinációt elérni, különösen a nagy zárlati áramszinteken az áramforrás közelében, ahol a szintek közötti impedancia különbség minimális.

Az elv egyszerű: konfigurálja a felső szintű B kategóriájú megszakítót rövid idejű késleltetéssel (jellemzően 0,1 s, 0,2 s vagy 0,4 s), majd állítsa be az alsó szintű megszakítókat fokozatosan rövidebb késleltetésekkel vagy pillanatnyi kioldással. Zárlat esetén a zárlathoz legközelebb eső alsó szintű megszakító 10-30 ms-on belül működik, míg a felső szintű megszakító szándékosan zárva marad az előre beállított késleltetés idejéig. Ha az alsó szintű megszakító sikeresen megszünteti a zárlatot, a felső szintű eszköz soha nem old ki. Ha az alsó szintű eszköz meghibásodik, vagy a zárlat meghaladja a megszakítóképességét, a felső szintű megszakító a késleltetés után működik, tartalék védelmet biztosítva.

Kritikus követelmény: A felső szintű B kategóriájú megszakítónak megfelelő Icw névleges értékkel kell rendelkeznie ahhoz, hogy túlélje a zárlati áramot a teljes késleltetési időszak alatt. Az irányadó egyenlet:

I²t(hiba) < I²cw × t(késleltetés)

Ahol I²t(zárlat) a zárlatból származó hőenergiát (áram négyzete × idő) jelenti, és I²cw × t(késleltetés) a megszakító tűrőképességét jelenti.

Koordinációs szint	Eszköztípus	Kioldási késleltetés beállítása	Szükséges Icw @ 30kA zárlat
3. szint – Fő bejövő	ACB 1600A	0,4s késleltetés	42kA 0,5s-ig
2. szint – Al-elosztás	MCCB 400A	0,2s késleltetés	35kA 0,25s-ig
1. szint – Betápláló	MCCB 100A	Pillanatnyi	Nem alkalmazható (A kategória)

Ebben a kaszkádban egy 30 kA-es zárlatot az 1. szinten a 100 A-es betápláló megszakító szüntet meg 20 ms alatt. A 400 A-es megszakító 0,2 s-et vár (legalább 0,25 s-ig el kell viselnie a 30 kA-t az Icw névleges értéke szerint), látja, hogy a zárlat megszűnt, és zárva marad. Az 1600 A-es főmegszakító 0,4 s-et vár (legalább 0,5 s-ig el kell viselnie a 30 kA-t), szintén zárva marad. Eredmény: csak a zárlatos betápláló veszít áramot.

Gyakori hiba: A mérnökök néha letiltják a pillanatnyi kioldást a főmegszakítón, hogy “javítsák a koordinációt” anélkül, hogy ellenőriznék, hogy az összes sorba kapcsolt berendezés – beleértve az ATS-t is – elviseli-e a meghosszabbított zárlati időtartamot. Ez egy védelmi rést hoz létre, ahol a berendezés károsodik, mielőtt a késleltetett kioldás aktiválódna.

2.4 Szelektivitás kritikus rendszerekben: NEC és életvédelmi követelmények

A National Electrical Code (NEC) 700.28 cikke szelektív koordinációt ír elő a vészhelyzeti rendszer túláramvédelmi eszközei számára, megkövetelve a “koordinációt a túláramvédelmi eszközök és azok névleges értékeinek vagy beállításainak kiválasztásával és telepítésével a teljes rendelkezésre álló túláramtartományra a túlterheléstől a maximális rendelkezésre álló zárlati áramig”. Hasonló követelmények találhatók a NEC 517. cikkében az egészségügyi létesítményekre és a 708. cikkében a kritikus műveletek áramellátó rendszereire vonatkozóan.

Ezek a szabványkövetelmények alapvetően befolyásolják az ATS specifikációs stratégiáit. A szabványnak megfelelő szelektív koordináció eléréséhez a vészhelyzeti áramelosztásban a mérnököknek gyakran le kell tiltaniuk vagy jelentősen késleltetniük kell az ATS-t tápláló felső szintű megszakítók pillanatnyi kioldási funkcióját. Egy főmegszakítót, amely normál esetben 1-2 ciklus (16-32 ms) alatt kioldana egy 40 kA-es zárlat során, be lehet állítani 0,3 másodperces késleltetésre, hogy koordináljon az alsó szintű vészhelyzeti betáplálókkal.

Ez megteremti a koordinációs paradoxont: a szabványnak megfelelő szelektivitáshoz szükséges késleltetések az ATS-t olyan hosszabb zárlati expozíciónak teszik ki, amelyet a szokásos 3 ciklusos tűrési értékek nem tudnak túlélni. Az átkapcsoló rövidzárlati értékeinek megértése kötelezővé válik, nem opcionális, a vészhelyzeti rendszerek tervezésénél. Vagy rövid idejű névleges áramú ATS egységeket kell megadnia, amelyek képesek túlélni a koordinációs késleltetést, vagy át kell terveznie a védelmi sémát áramkorlátozó eszközök (biztosítékok) használatával, amelyek időbeli késleltetés nélkül biztosítanak inherens szelektivitást.

Pro Tipp: A vészhelyzeti rendszerek megszakító beállításainak véglegesítése előtt végezzen teljes koordinációs vizsgálatot, amely korlátként tartalmazza az ATS rövidzárlati ellenállási értékét. Sok mérnök túl későn fedezi fel, hogy a választott megszakító beállításokkal az NEC 700.28 szabványnak való megfeleléshez drágább, rövid idejű névleges áramú átkapcsolóra kell váltaniuk – egy olyan változtatási megbízás, amelyet a megfelelő korai fázisú koordinációs elemzéssel el lehetett volna kerülni.

3. rész: Az ATS rövidzárlati értékei és koordinációs követelményei

3.1 Az ATS ellenállási és zárási értékei (WCR): Az alapok megértése

Minden automatikus átkapcsoló rendelkezik egy ellenállási és zárási értékkel (WCR) amely meghatározza azt a maximális várható rövidzárlati áramot, amelyet az átkapcsoló biztonságosan elvisel, ha egy meghatározott túláramvédelmi eszköz (OCPD) védi. Ez az érték nem egy önálló berendezés képessége – ez az ATS és a felfelé irányuló védelem meghatározott típusainak és beállításainak tesztelt és tanúsított kombinációját jelenti.

A szabványos ATS értékek jellemzően a 3 ciklusos ellenállási teszten alapulnak (körülbelül 50 milliszekundum 60 Hz-en), amely során az átkapcsolónak el kell viselnie a hibaáramot, miközben a felfelé irányuló OCPD kinyílik anélkül, hogy az érintkezők összehegednének, a szigetelés meghibásodna vagy mechanikai sérülés keletkezne. A tesztelés az UL 1008 (Átkapcsoló berendezések szabványa) protokollokat követi, amelyek a készüléket a legrosszabb esetre vonatkozó hibaszkénáknak vetik alá, beleértve a meglévő hibákra való zárást és az érintkezők zárva tartása közben fellépő hibákat.

Az ATS gyártójának műszaki adatai jellemzően két formátumban mutatják be a WCR-t:

“Specifikus megszakító” értékek tanúsítják az ATS-t kifejezetten azonosított megszakító modellekkel, értékekkel és kioldási beállításokkal való használatra. Például: “100 kA SCCR, ha Square D Model HDA36100, 100A keret, mágneses kioldás 10×In-re állítva, azonnali kioldás engedélyezve védi.” Ez maximális értéket biztosít, de korlátozza a tervezési rugalmasságot.

“Bármely megszakító” értékek tanúsítják az ATS-t bármely olyan megszakítóval való használatra, amely megfelel a meghatározott jellemzőknek – jellemzően azonnali kioldási képességet és 3 ciklusos kioldást igényel. Például: “42 kA SCCR, ha bármely ≥100A névleges áramú megszakító védi, azonnali kioldással és 3 ciklusos maximális kioldási idővel.” Ez tervezési rugalmasságot kínál, de gyakran csökkentett hibaáram értékekkel.

A kereskedelmi és könnyűipari ATS egységek általános WCR értékei 10 kA és 100 kA közöttiek, a tipikus értékek 22 kA, 42 kA, 65 kA és 85 kA, a keretmérettől és a konstrukciótól függően:

ATS keretméret	Tipikus 3 ciklusos WCR tartomány	Általános OCPD követelmény
30-100A	10-35 kA	Bármely megszakító, azonnali kioldás
150-400A	22-65 kA	Specifikus megszakító vagy áramkorlátozó biztosíték
600-1200A	42-100 kA	Specifikus megszakító dokumentált beállításokkal
1600-3000A	65-200 kA	Tervezett koordináció, gyakran biztosítékkal

Pro Tipp: A “bármely megszakító” kifejezés némileg félrevezető – valójában azt jelenti, hogy “bármely megszakító azonnali kioldással, amely 3 ciklus alatt vagy rövidebb idő alatt kiold”. Ez kizárja a rövid idejű késleltetéssel konfigurált B kategóriájú megszakítókat, ami sok mérnököt meglepetésként ér, amikor szelektív koordinációt próbálnak elérni.

3.2 Rövid idejű névleges áramú ATS: Mérnöki megoldások az időzített koordinációhoz

A szándékos időbeli késleltetést alkalmazó B kategóriájú megszakítókkal való koordináció lehetővé tétele érdekében az ATS gyártók rövid idejű névleges áramú átkapcsolókat kínálnak, amelyeket arra teszteltek, hogy meghatározott hibaáramokat kibővített időtartamig, akár 30 ciklusig (0,5 másodpercig) elviseljenek. Ezek a speciális egységek szigorú tesztelésen esnek át az UL 1008 rendelkezései szerint, amelyek ellenőrzik az érintkezők integritását, az ívoltási képességet és a szerkezeti stabilitást olyan tartós hibakörülmények között, amelyek tönkretennék a szabványos átkapcsolókat.

A tipikus rövid idejű értékek egy idő-áram kapcsolatot követnek, ahol a magasabb áramok rövidebb ideig tolerálhatók:

• 30 kA 0,3 másodpercig (18 ciklus)
• 42 kA 0,2 másodpercig (12 ciklus)
• 50 kA 0,1 másodpercig (6 ciklus)

A rövid idejű névleges áramú ATS egységek mérnöki kompromisszumai jelentősek. A konstrukció nehezebb érintkező szerelvényeket igényel továbbfejlesztett érintkező anyagokkal (gyakran ezüst-volfrám ötvözetek), megnövelt érintkező nyomórugó erőket az elektromágneses taszítás ellenállására, robusztus ívoltókat fejlett oltással és megerősített keretszerkezeteket az elektrodinamikai erők elviselésére. Ezek a fejlesztések jellemzően 30-60%-kal növelik az ATS költségét a szabványos 3 ciklusos névleges áramú megfelelőkhöz képest, és 20-40%-kal növelhetik a fizikai méreteket.

A rendelkezésre állás egy másik korlátozás. A legtöbb gyártó a rövid idejű értékeket nagyobb keretekre (≥400A) korlátozza, ahol a fizikai méret lehetővé teszi a megerősített konstrukciót. Egyes értékek csak hárompólusú konfigurációkban érhetők el egyfázisú alkalmazásokhoz, mivel bonyolult az egyenletes rövid idejű ellenállás elérése a négypólusú kialakításoknál, ahol a nulla pólus eltérő hőterhelési mintákkal szembesül.

Mikor kell rövid idejű névleges áramú ATS-t megadni: Kritikus alkalmazások, amelyek szelektív koordinációt igényelnek az NEC 700.28 cikkelye (vészhelyzeti rendszerek), az NEC 517 cikkelye szerinti egészségügyi intézmények, a III/IV. szintű megbízhatósági követelményekkel rendelkező adatközpontok vagy bármely olyan telepítés esetén, ahol automatikus átkapcsoló koordináció időzített megszakítókkal szükséges a kritikus terhelések szolgáltatásának folytonosságának fenntartásához.

3.3 Az ATS koordinációja megszakítókkal: Döntési keretrendszer

Az ATS és a felfelé irányuló OCPD közötti koordinációs kapcsolat nemcsak a hibavédelem megfelelőségét határozza meg, hanem a rendszer megbízhatóságát is normál és vészhelyzeti üzemelés során. A döntési keretrendszer megértése megakadályozza a költséges specifikációs hibákat.

1. forgatókönyv: A kategóriájú megszakító felfelé (azonnali kioldás)

Ez a legegyszerűbb és leggyakoribb koordinációs esetet képviseli. A felfelé irányuló A kategóriájú megszakító azonnali mágneses kioldással működik, és 1-3 ciklus (16-50 ms) alatt kioldja a hibákat. Az ATS specifikációs követelménye egyszerű:

ATS WCR ≥ Az ATS helyén rendelkezésre álló hibaáram

Ha a rövidzárlati számítások 35 kA-t jeleznek az ATS-nél, akkor adjon meg egy ATS-t legalább 35 kA WCR-rel a választott megszakító típushoz (specifikus vagy “bármely megszakító”). Az ATS-nek nem kell rövid idejű névleges áramúnak lennie, mivel a hiba a szabványos 3 ciklusos tesztablakon belül kiold.

2. forgatókönyv: B kategóriájú megszakító időbeli késleltetéssel (szelektív koordináció)

Ez a forgatókönyv jelentős bonyodalmakat okoz. A felfelé irányuló B kategóriájú megszakító rövid idejű késleltetéssel (jellemzően 0,1 s és 0,5 s között) van konfigurálva a lefelé irányuló betáplálókkal való koordinációhoz. E késleltetés során az ATS-nek el kell viselnie a teljes hibaáramot anélkül, hogy a megszakító megszakítást biztosítana.

A specifikációs követelmények a következők:

1. Az ATS-nek rövid idejű névleges áramúnak kell lennie amely megegyezik vagy meghaladja a megszakító késleltetési beállítását
2. Az ATS rövid idejű áramértéke ≥ A rendelkezésre álló hibaáram
3. A megszakító Icw értéke ≥ A rendelkezésre álló hibaáram a késleltetés időtartamára
4. Ellenőrizze az I²t energiát²: I²tcw(megszakító) × t(késleltetés) ÉS I²t²t(hiba) < I²cw(ATS) × t(érték)²t(hiba) < I²: Egy mérnök egy 600A-es ATS-t ad meg, amelyet egy 800A-es ACB véd, 0,3 másodperces rövid idejű késleltetéssel a lefelé irányuló koordinációhoz. Az ATS helyén rendelkezésre álló hibaáram a közműforrásból 42 kA. Szükséges specifikációk:

Példa: An engineer specifies a 600A ATS protected by an 800A ACB configured with 0.3s short-time delay for downstream coordination. Available fault current at the ATS location is 42kA from the utility source. Required specifications:

• ATS: Minimum 42kA rövid ideig tartó áramtűrés 0,3 másodpercig (vagy magasabb érték rövidebb idővel, ha az I²t elemzés megfelelőnek találja)²ACB: Icw ≥ 42kA minimum 0,3 másodpercig (Icw = 50kA 0,5 másodpercig megfelelő lenne)
• Ellenőrizze: (42kA)
• × 0,3s = 529 MJ/s < megszakító és ATS I²t képességei² Döntési tényező²A kategóriájú védelem

B kategóriájú késleltetett védelem	ATS névleges típusa	Standard 3 ciklusú WCR
Rövid idejű névleges WCR szükséges	Koordinációs komplexitás	Komplex – I²t elemzést igényel
30-60%-kal magasabb a rövid idejű ATS-eknél	Egyszerű	Tervezési kockázat2Alacsony – standard alkalmazás
Relatív költség	Alsó	Magasabb – részletes tanulmányt igényel
Kisebb kereskedelmi, lakossági	Kórházak, adatközpontok, vészhelyzeti rendszerek	3.4 Gyakori koordinációs hibák: Mi romlik el a gyakorlatban
Alkalmazási példa	5. ábra: Egymás melletti elemzés, amely a koordinációs eltérés következményeit mutatja. Balra: A rövid idejű névleges ATS sértetlenül túléli a késleltetett hibaelhárítást. Jobbra: Egy standard 3 ciklusú ATS katasztrofálisan meghibásodik, amikor a névleges 50 ms-os időablakon túlnyúló hibaáramoknak van kitéve.	Több száz ATS telepítés és koordinációs tanulmány áttekintése után több visszatérő hiba merül fel, amelyek veszélyeztetik a biztonságot és a megbízhatóságot:

1. hiba: Standard 3 ciklusú ATS használata késleltetett áramköri megszakítóval

2. hiba: Elégtelen SCCR dokumentáció a terepi jelöléseken

. A NEC 110.24 előírja a rendelkezésre álló hibaáram terepi jelölését a szervizberendezéseken. Az ATS telepítéseknél a terepi jelölésnek figyelembe kell vennie az ATS függőségét a felső áramköri védelmi eszközök (OCPD) jellemzőitől. Sok telepítés helytelenül csak a számított hibaáramot jelöli meg anélkül, hogy dokumentálná, hogy az ATS névleges értéke csak meghatározott megszakító beállításokkal érvényes. Amikor a karbantartó személyzet később módosítja a megszakító beállításait (esetleg engedélyezi a korábban letiltott azonnali kioldást), érvénytelenítik az ATS névleges értékét anélkül, hogy ezt észrevennék.. 3. hiba: A NEC 700.28 szelektív koordinációs követelményeinek figyelmen kívül hagyása a vészhelyzeti rendszerek esetében.

. A mérnökök néha standard elosztóvédelmi gyakorlatokat alkalmaznak a vészhelyzeti rendszerekre anélkül, hogy felismernék, hogy a NEC 700.28 szelektív koordinációt ír elő. Az ebből eredő tervezés azonnali kioldást használ minden megszakítón (nincs szelektivitás), vagy csak a túlterhelési tartományban ér el szelektivitást, de rövidzárlati körülmények között nem (részleges szelektivitás). A kódmegfelelőségi hibák az ellenőrzés során költséges újratervezést igényelnek.. 4. hiba: A generátor és a közműforrás impedancia különbségeinek figyelmen kívül hagyása.

. A készenléti generátorból származó rendelkezésre álló hibaáram általában 4-10-szer alacsonyabb, mint a közműszolgáltatásból származó, a generátor szubtranziens reaktanciája miatt. Egy 65 kA névleges megszakítóval védett ATS 52 kA-t láthat a közműből, de csak 15 kA-t a generátorból. A mérnökök néha az ATS névleges értékeit kizárólag a közmű hiba szintjei alapján határozzák meg, majd a generátor terhelési tesztelése során felfedezik, hogy a. generátorforrás koordináció.

különböző idő-áram koordinációs kihívásokat teremt, amelyek külön elemzést igényelnek.. : Mielőtt véglegesítene bármilyen ATS specifikációt egy kritikus alkalmazáshoz, végezzen el egy teljes koordinációs tanulmányt, amely tartalmazza mind a közmű, mind a generátor hibaforrásait, modellezi az összes védelmi eszköz idő-áram görbéjét, beleértve a megszakító késleltetési beállításait, ellenőrzi az ATS áramtűrési képességeit a legrosszabb esetekre, és dokumentálja az OCPD beállításokat, amelyek fenntartják a validált koordinációt. Ezt a tanulmányt egy engedéllyel rendelkező PE-nek kell hitelesítenie, és be kell illeszteni a projektzáró dokumentumokba. 4. rész: Gyakorlati specifikációs és tervezési stratégiák 4.1 Lépésről lépésre koordinációs folyamat: Mérnöki módszertan.

Pro TippA sikeres ATS-megszakító koordináció szisztematikus elemzést igényel egy bevált módszertan követésével. Íme az a mérnöki folyamat, amely megbízható eredményeket biztosít:.

1. lépés: Számítsa ki a rendelkezésre álló hibaáramot az ATS helyén

Végezzen rövidzárlati elemzést a rendelkezésre álló hibaáram felhasználásával a szervizbejáratnál, a transzformátor szekunder oldalán vagy a generátor kapcsainál, majd számítsa ki a hibaáramot a javasolt ATS helyén, figyelembe véve a kábel impedanciáját, a transzformátor impedanciáját és a forrás impedanciáját. Elemezze külön a közmű és a generátor forrásokat, mivel ezek drámaian eltérő hibaáram szinteket mutatnak. Használjon ipari szabvány szoftvert (SKM PowerTools, ETAP, EASYPOWER) vagy kézi számítási módszereket az IEEE 141 (Red Book) szerint.

2. lépés: Határozza meg a szelektív koordinációs követelményeket

Tekintse át az alkalmazandó kódokat (NEC 700, 517, 708. cikk), a tulajdonos követelmény specifikációit és a működési kritikus elemzést. Határozza meg, hogy a szelektív koordináció kötelező (vészhelyzeti rendszerek, egészségügy), ajánlott (kritikus folyamatok) vagy opcionális (általános elosztás). Dokumentálja a szükséges koordinációs szintet: teljes szelektivitás (minden hibaáram) vagy részleges szelektivitás (a szelektivitási határig).

3. lépés: Válassza ki a felső OCPD típusát és beállításait.

A koordinációs követelmények alapján válassza ki a megfelelő védelmi stratégiát:

Ha az azonnali kioldás elfogadható.

: Az A kategóriájú megszakító megfelelő – egyszerűbb és alacsonyabb költségű. Folytassa a 4. lépéssel a standard ATS névleges értékének ellenőrzésével.

Ha időzítésre van szükség a szelektivitáshoz

• : B kategóriájú megszakító szükséges. Határozza meg a szükséges késleltetési beállításokat (0,1s, 0,2s, 0,4s) a downstream eszközökkel végzett koordinációs tanulmány alapján. Ellenőrizze, hogy a megszakító rendelkezik-e megfelelő Icw névleges értékkel a kiválasztott késleltetéshez a rendelkezésre álló hibaáramnál. Vegye figyelembe, hogy rövid idejű névleges ATS-re lesz szükség.4. lépés: Illessze az ATS névleges értékét az OCPD jellemzőihez.
• Keresztellenőrizze az OCPD kiválasztását az ATS névleges értékeivel:Késleltetett OCPD → Rövid idejű névleges ATS szükséges.

: Válasszon ATS-t, amelynek rövid idejű áramtűrési névleges értéke ≥ a rendelkezésre álló hibaáram és az időzítési névleges értéke ≥ a megszakító késleltetési beállítása. Példa: A 0,2 másodperces megszakító késleltetéshez minimum 0,2 másodperces rövid idejű névleges értékű ATS szükséges (vagy magasabb áramerősség rövidebb idővel, ha az I²t elemzés validálja).

Azonnali OCPD → Standard 3 ciklusú ATS elfogadható

• : Ellenőrizze, hogy az ATS WCR ≥ a rendelkezésre álló hibaáram a specifikus vagy "bármely megszakító" névleges kategóriához, amely megfelel az OCPD kiválasztásának.5. lépés: Ellenőrizze a downstream koordinációs láncot²Győződjön meg arról, hogy a teljes elosztórendszer a közműszolgáltatástól az ATS-en át a terhelési betáplálókig minden szinten fenntartja a koordinációt. Ábrázolja az idő-áram görbéket minden sorba kapcsolt eszközhöz. Ellenőrizze a megfelelő időbeli elválasztást (minimum 0,1s a szomszédos szintek között) és az áramerősség elválasztását (arány ≥ 1,6:1 az áramerősség szelektivitásához). Ellenőrizze, hogy nincsenek-e görbe metszéspontok a működési hibaáram tartományon belül.
• 4.2 Mérnöki bevált gyakorlatok: Szakmai szabványokEzen gyakorlatok megvalósítása megkülönbözteti a professzionális mérnöki munkát a specifikációs rulettől:.

Mindig végezzen átfogó rövidzárlati tanulmányt az ATS és az OCPD-k specifikálása előtt

. Soha ne hagyatkozzon ökölszabály becslésekre vagy "tipikus" értékekre. A rendelkezésre álló hibaáram drámaian változik a közmű kapacitása, a transzformátor mérete, a kábel hossza és a forrás impedanciája alapján. Egy 20%-os hiba az impedancia számításában 30%-os hibát okozhat a hibaáramban, ami potenciálisan érvényteleníti az összes védelmi eszköz névleges értékét.

Dokumentálja az OCPD típusát, beállításait és az ATS névleges értékének kapcsolatát az építési dokumentumokban

. Hozzon létre egy védelmi koordinációs jelentést, amely kifejezetten kimondja: "Az XYZ típusú ATS 65 kA SCCR névleges értéke CSAK akkor érvényes, ha az ABC típusú, 800A keretű megszakító védi, a következő beállításokkal: Ir=0,9×In, Isd=8×Ir, tsd=0,2s, Ii=KI (azonnali letiltva)." Illessze be ezt az információt az egyvonalas diagramokba és a panel ütemtervekbe. Jelölje meg a berendezést a NEC 110.24 szerint, a függőséget feltüntetve.

Vegye figyelembe a jövőbeli terhelésnövekedést és a hiba szint változásait. Never rely on rule-of-thumb estimates or “typical” values. Available fault current varies dramatically based on utility capacity, transformer size, cable length, and source impedance. A 2% error in impedance calculation can produce a 30% error in fault current, potentially invalidating all protective device ratings.

Document OCPD type, settings, and ATS rating relationship in construction documents. Create a protection coordination report that explicitly states: “ATS Model XYZ rated 65kA SCCR is valid ONLY when protected by Breaker Model ABC, 800A frame, with settings: Ir=0.9×In, Isd=8×Ir, tsd=0.2s, Ii=OFF (instantaneous disabled).” Include this information on one-line diagrams and panel schedules. Field-mark equipment per NEC 110.24 with dependency noted.

Consider future load growth and fault level changes. A hálózati hibaáram megnövekedhet, ha az alállomásokat korszerűsítik, vagy további termelés kapcsolódik a közelben. A védelmi eszközök névleges értékeit a számított értékek felett 20-30%-os tartalékkal adja meg, hogy a berendezés cseréje nélkül is el lehessen viselni a jövőbeni ésszerű növekedést.

Használja a gyártó koordinációs táblázatait és tesztelési adatait. Ne feltételezze a koordináció meglétét pusztán a görbeábrázolás alapján – az energiaszelektivitás és az áramkorlátozó jellemzők olyan módon befolyásolják a koordinációt, amelyet az idő-áram görbék nem mutatnak meg. Hivatkozzon a gyártó által biztosított szelektivitási táblázatokra, amelyek a tesztelt kombinációkat dokumentálják, vagy kérjen gyári tesztelési adatokat egyedi alkalmazásokhoz.

A helyszínen ellenőrizze, hogy a telepített OCPD beállítások megfelelnek-e a tervezési szándéknak. Az építési minőségellenőrzésnek tartalmaznia kell annak ellenőrzését, hogy az elektronikus kioldóegységek a koordinációs tanulmány szerint vannak-e programozva, nem pedig a gyári alapértelmezéseken hagyva. Egyetlen helytelen késleltetési beállítás érvényteleníti a hónapokig tartó mérnöki koordinációs elemzést.

4.3 Költség-haszon elemzés: Intelligens kompromisszumok

A rövid idejű névleges ATS egységek prémium áron kaphatók – jellemzően 30-60%-kal a hasonló, standard névleges modellek felett. Mikor van ennek a beruházásnak mérnöki és gazdasági értelme?

Kötelező beruházási forgatókönyvek ahol a rövid idejű névleges ATS nem alku tárgya:

• NEC 700.28 szelektív koordinációs megfelelőséget igénylő vészhelyzeti energiaellátó rendszerek
• Egészségügyi intézmények a NEC 517. cikke szerint (betegellátási területek)
• Kritikus műveleti energiaellátó rendszerek (COPS) a NEC 708. cikke szerint
• Küldetéskritikus adatközpontok III/IV. szintű megbízhatósági specifikációkkal
• Bármely olyan alkalmazás, ahol az alkalmazandó kódok vagy szerződéses specifikációk kifejezetten szelektív koordinációt írnak elő

Magas értékű beruházási forgatókönyvek ahol a rövid idejű névleges ATS működési előnyöket biztosít:

• Gyártóüzemek, ahol a termelés leállása meghaladja a 10 000 Ft/órát
• Kereskedelmi épületek sokféle bérlővel, ahol a hibaelkülönítés megakadályozza a több bérlőt érintő áramszüneteket
• Campuselosztó rendszerek, ahol a részleges működés fenntartása hibák esetén nagy értékkel bír
• Létesítmények több generátorkészlettel, ahol generátor párhuzamosítási stratégiák profitálnak a koordinált védelemből

Alternatív stratégiák amelyek alacsonyabb költséggel is megfelelő védelmet nyújthatnak:

Áramkorlátozó biztosítékok felfelé: A Class J, L vagy RK1 biztosítékok a korlátozó jellemzőik révén inherens szelektivitást biztosítanak időbeli késleltetés nélkül. Az ATS előtt elhelyezett biztosítékos leválasztó lehetővé teheti a standard névleges ATS használatát, miközben kiváló koordinációt ér el. Kompromisszum: A biztosítékok egyszer használatos eszközök, amelyeket működés után ki kell cserélni, míg a megszakítók visszaállnak.

Magasabb impedanciájú források: A szándékosan magasabb impedanciájú generátorok vagy transzformátorok specifikálása csökkenti az ATS-nél rendelkezésre álló hibaáramot, ami potenciálisan lehetővé teszi a standard névleges érték megfelelőnek bizonyulását még mérsékelt megszakító késleltetések esetén is. Kompromisszum: A magasabb impedancia növeli a feszültségesést, és befolyásolhatja a motorindítási képességet.

Zónaszelektív reteszelés (ZSI): A megszakító kioldóegységek közötti fejlett kommunikáció intelligens szelektivitást tesz lehetővé, ahol a lefelé lévő megszakítók “visszatartó” jeleket küldenek a felfelé lévő eszközöknek hibák esetén. Ez csökkentheti a szükséges késleltetési időket, ami potenciálisan lehetővé teszi a standard ATS névleges értékeket. Kompromisszum: Megnövekedett rendszerkomplexitás és magasabb megszakító költségek.

4.4 VIOX mérnöki támogatás: Műszaki erőforrások és koordinációs szolgáltatások

A VIOX Electric elismeri, hogy az ATS-megszakító koordináció a készenléti energiaellátó rendszer tervezésének egyik legtechnikailag kihívást jelentő aspektusát képviseli. Mérnöki csapatunk átfogó támogatási szolgáltatásokat nyújt annak biztosítására, hogy az Ön specifikációi megfeleljenek a biztonsági előírásoknak és a működési megbízhatóságnak is.

Műszaki erőforrás könyvtárunk részletes alkalmazási útmutatókat tartalmaz, amelyek a következőket fedik le megszakító névleges értékének alapjai, átkapcsoló kapcsoló kiválasztási kritériumai, és generátor-ATS integrációs stratégiák. Ezek az erőforrások biztosítják a tájékozott berendezés kiválasztásához és a rendszer tervezéséhez szükséges műszaki mélységet.

Összetett koordinációs kihívások esetén a VIOX mérnöki konzultációs szolgáltatásokat kínál, amelyek magukban foglalják a rövidzárlati elemzés ellenőrzését, az idő-áram koordinációs tanulmányokat, az SCCR validálást és a NEC szelektív koordinációs megfelelőségi felülvizsgálatát. Alkalmazási mérnökeink közvetlenül együttműködnek az Ön tervezőcsapatával olyan védelmi rendszerek kidolgozásában, amelyek egyensúlyt teremtenek a biztonság, a megbízhatóság és a költséghatékonyság között az Ön egyedi alkalmazási követelményeihez.

Lépjen kapcsolatba a VIOX műszaki támogatásával, hogy megbeszélje az átkapcsoló kapcsoló koordinációs kihívásait, és hozzáférjen mérnöki erőforrásainkhoz. Elkötelezettek vagyunk annak biztosítására, hogy készenléti energiaellátó rendszerei megbízható teljesítményt nyújtsanak, amikor a kritikus terhelések megszakítás nélküli működést igényelnek.

---

GYIK

K1: Mi a különbség az A és a B kategóriájú megszakítók között?

Az A kategóriájú megszakítók azonnali kioldással működnek, és nincs szándékos rövid idejű késleltetés – úgy tervezték őket, hogy a lehető leggyorsabban (általában 10-20 ms) megszüntessék a hibákat. A B kategóriájú megszakítók állítható rövid idejű késleltetésekkel (0,05-1,0 s) konfigurálhatók az időalapú szelektív koordináció engedélyezéséhez, és Icw névleges értékekkel rendelkeznek, amelyek igazolják, hogy képesek ellenállni a hibaáramoknak a késleltetési időszak alatt. Az A kategóriájú megszakítókat betáplálókhoz és áramkörökhöz használják; A B kategóriájú megszakítókat a fő bejövő és busz-összekötő pozíciókban alkalmazzák, ahol koordinációra van szükség.

Q2: Minden automatikus átkapcsolónak van Icw névleges értéke?

Nem. Csak a rövid idejű névleges ATS egységek rendelkeznek Icw specifikációkkal. A standard ATS egységek 3 ciklusra (50 ms) vannak névlegesítve, és nem rendelkeznek Icw névleges értékekkel, mivel azonnali kioldású védelemmel való használatra tervezték őket, amely a hibákat a 3 ciklusos ablakon belül megszünteti. Ha az alkalmazás időzített késleltetésű megszakítókkal való koordinációt igényel, akkor rövid idejű névleges ATS-t kell megadnia, amelynek Icw névleges értéke megfelel a koordinációs késleltetési követelményeknek.

K3: Használhatok-e szabványos, 3 ciklusú ATS-t késleltetett megszakítóval?

Nem – ez egy veszélyes eltérés, ami az ATS meghibásodásához vezet. Egy szabványos, 3 ciklusos ATS-t úgy tesztelnek, hogy körülbelül 50 milliszekundumig ellenálljon a zárlati áramnak, amíg a felső megszakító leold. Ha a felső megszakítót 0,2 másodperces (200 milliszekundumos) késleltetéssel konfigurálja a szelektív koordináció érdekében, az ATS a névleges ellenállási időtartamának négyszereséig van kitéve a zárlati áramnak, ami érintkezőhegesztést, ívkárosodást vagy katasztrofális meghibásodást okozhat. Az időzített megszakítók rövidzárlati áramra méretezett ATS egységeket igényelnek.

Q4: Hogyan számolhatom ki, hogy az ATS-em kibírja-e a rövidzárlati áramot a megszakító koordinációja során?

Ellenőrizze, hogy a hibából származó hőenergia (I²t) kisebb-e, mint a megszakító és az ATS ellenállási képessége: I²cw(ATS) × t(névleges érték). Példa: 40 kA-es hiba 0,3 s-os megszakító késleltetéssel I²t = (40 kA)² × 0,3 s = 480 MJ/s-ot eredményez. Az ATS-nek legalább 40 kA-es rövid idejű névleges értékkel kell rendelkeznie ≥ 0,3 s-ig, és a megszakítónak legalább 40 kA-es Icw-vel kell rendelkeznie legalább 0,3 s-ig. Mindig tartalmazzon 10-20%-os biztonsági tartalékot ezekben a számításokban.²K5: Mit jelent a "szelektív koordináció" az ATS telepítéseknél?²t(hiba) < I²cw(ATS) × t(érték)²t(hiba) < I²A rövid idejű névleges ATS kötelező, ha: (1) A felfelé lévő megszakító szándékos időbeli késleltetéseket (B kategóriájú megszakító) használ a szelektív koordinációhoz, vagy (2) a NEC vagy a szerződéses specifikációk kifejezetten szelektív koordinációt írnak elő vészhelyzeti, egészségügyi vagy kritikus műveleti energiaellátó rendszerekhez. Ajánlott minden olyan küldetéskritikus alkalmazáshoz is, ahol a maximális szolgáltatásfolytonosság fenntartása hibák esetén olyan működési értéket biztosít, amely igazolja a 30-60%-os költségprémiumot.²Ipari 600A-es ATS telepítés látható érintkezőkkel és felfelé lévő megszakítókkal egy elektromos elosztó helyiségben² Az A és B kategóriájú megszakítók műszaki összehasonlítása, amely bemutatja a belső alkatrészeket, a kioldási jellemzőket és az Icw névleges értékeket.

A megszakító érintkező szerelvényének közeli képe, amely bemutatja az ívoltást és a hőelosztást

A szelektív koordináció azt jelenti, hogy az ATS utáni elosztórendszerben bárhol fellépő hiba esetén csak a hiba közvetlen közelében lévő védelmi eszköz működik – az ATS előtti megszakító zárva marad, fenntartva az áramellátást minden fogyasztónak, kivéve a hibás ágat. Ez megfelelő megszakítótípusok, névleges értékek és beállítások kiválasztását igényli, összhangban az ATS rövidzárlati ellenállási képességével. A NEC 700.28 cikke előírja a szelektív koordinációt a vészhelyzeti rendszerekhez, ami gyakran a rövid ideig terhelhető ATS egységek iránti igényt generálja.

K6: Mikor van szükség rövid idejű névleges áramú ATS-re?

Műszaki ábra, amely bemutatja az ATS megszakító szelektív koordinációját időbeli késleltetésekkel és Icw névleges értékekkel.

Q7: Hogyan befolyásolja a generátor forrásimpedanciája az ATS koordinációt?

A generátorforrások jellemzően 4-10-szer alacsonyabb zárlati áramot produkálnak, mint a közművi források a szubtranziens reaktancia miatt. Ez két különálló koordinációs forgatókönyvet hoz létre, amelyeket külön kell elemezni – egyet a közművi forrásból származó zárlatokra (magasabb áram, potenciálisan súlyosabb), egyet pedig a generátorforrásból származó zárlatokra (alacsonyabb áram, eltérő koordinációs követelmények). Az ATS-ének a maximális zárlati áramra kell méretezve lennie mindkét forrásból, és a koordinációs tanulmánynak ellenőriznie kell a szelektivitást mindkét forgatókönyv esetén. Egyes telepítések eltérő megszakító beállításokat vagy kettős névleges értékű eszközöket igényelnek a különbség áthidalására.