คู่มือการประสานงาน ATS และ Circuit Breaker: คำอธิบาย Icw และ Selectivity

เหตุใดข้อกำหนด ATS ส่วนใหญ่จึงพลาดปัจจัยการประสานงานที่สำคัญ

เมื่อระบุสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS) วิศวกรไฟฟ้าส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่พารามิเตอร์ที่ชัดเจน: พิกัดกระแสต่อเนื่อง เวลาในการถ่ายโอน และความเข้ากันได้ของแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม การละเลยที่สำคัญแฝงตัวอยู่ในการติดตั้งนับพันทั่วโลก นั่นคือฝันร้ายในการประสานงานระหว่างเซอร์กิตเบรกเกอร์ต้นทางและความสามารถในการทนต่อการลัดวงจรของ ATS ช่องว่างนี้จะกลายเป็นหายนะในช่วงสภาวะความผิดพลาด เมื่อรูปแบบการป้องกันที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดการทริปที่ไม่พึงประสงค์ซึ่งทำให้สิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมดดับ หรือล้มเหลวในการปกป้องอุปกรณ์โดยสิ้นเชิง.

ปัญหาหลักอยู่ที่การทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนระหว่าง ประเภทการเลือกเซอร์กิตเบรกเกอร์, พิกัดกระแสทนต่อไฟฟ้าลัดวงจร (Icw), และ ความทนทานต่อกระแสไฟผิดพร่องของ ATS. เมื่อวิศวกรระบุเซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท B ที่มีการหน่วงเวลาโดยเจตนาเพื่อให้เกิดการเลือกประสานงาน พวกเขาจะสร้างสถานการณ์ที่ ATS ต้องทนต่อกระแสไฟผิดพร่องเต็มที่ในช่วงเวลาหน่วงนั้น ซึ่งมักจะอยู่ที่ 100 มิลลิวินาทีถึง 1 วินาที หน่วย ATS ที่มีพิกัดมาตรฐาน 3 ไซเคิลไม่สามารถทนต่อระยะเวลาความผิดพลาดที่ยาวนานเหล่านี้ได้ ซึ่งนำไปสู่การเชื่อมติดของหน้าสัมผัส ความเสียหายจากอาร์ค หรือความล้มเหลวของสวิตช์ถ่ายโอนโดยสมบูรณ์.

คู่มือฉบับสมบูรณ์นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกในระดับวิศวกรรมที่คุณต้องการเพื่อควบคุมการประสานงานระหว่าง ATS และเบรกเกอร์ ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ป้องกันประเภท A และ B ใช้หลักการเลือกตามเวลาอย่างถูกต้อง และระบุสวิตช์ถ่ายโอนที่สอดคล้องกับกลยุทธ์การป้องกันกระแสเกินของคุณ ไม่ว่าคุณจะออกแบบระบบไฟฟ้าฉุกเฉินสำหรับโรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล หรือโรงงานอุตสาหกรรมที่สำคัญ.

ส่วนที่ 1: ทำความเข้าใจประเภทเซอร์กิตเบรกเกอร์และพิกัด Icw

1.1 เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท A เทียบกับประเภท B: รากฐานของกลยุทธ์การประสานงาน

มาตรฐาน IEC 60947-2 แบ่งเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำออกเป็นสองประเภทการป้องกันพื้นฐานที่กำหนดลักษณะการประสานงาน. เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท A ทำงานด้วยฟังก์ชันทริปแม่เหล็กทันทีและไม่มีการหน่วงเวลาไฟฟ้าลัดวงจรโดยเจตนา อุปกรณ์เหล่านี้ ซึ่งโดยทั่วไปคือเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบเคส (MCCB) และเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก (MCB) ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทริปโดยเร็วที่สุดเมื่อตรวจพบกระแสไฟผิดพร่อง โดยปกติภายใน 10-20 มิลลิวินาที เบรกเกอร์ประเภท A ไม่มีพิกัด Icw เนื่องจากได้รับการออกแบบมาเพื่อขัดขวาง ไม่ใช่ทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจร.

คุณจะใช้งานเบรกเกอร์ประเภท A ในวงจรป้อนมอเตอร์ แผงจ่ายไฟขั้นสุดท้าย และการป้องกันวงจรสาขา โดยมีเป้าหมายคือการเคลียร์ความผิดพลาดทันที ลักษณะการทำงานที่รวดเร็วช่วยปกป้องสายเคเบิลและอุปกรณ์ปลายทางจากความเค้นทางความร้อนและทางกล แต่ไม่มีความยืดหยุ่นในการประสานงาน เมื่อเกิดความผิดพลาดที่ใดก็ได้ในโซนที่ได้รับการป้องกัน เบรกเกอร์ประเภท A จะทริป.

เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท B, ในทางตรงกันข้าม จะรวมฟังก์ชันหน่วงเวลาไฟฟ้าลัดวงจรที่ปรับได้ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้กลยุทธ์การประสานงานตามเวลาที่ซับซ้อนได้ อุปกรณ์เหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ (ACB) และประสิทธิภาพสูงบางอย่าง MCCB รถมอเตอร์ไซค์สามารถตั้งโปรแกรมให้หน่วงเวลาการตอบสนองการทริปโดยเจตนาได้ระหว่าง 0.05 ถึง 1.0 วินาทีเมื่อตรวจพบกระแสไฟผิดพร่อง ช่วงเวลาหน่วงนี้ช่วยให้อุปกรณ์ป้องกันปลายทางเคลียร์ความผิดพลาดก่อน ซึ่งจะทำให้เกิดการเลือกประสานงานที่แท้จริง เบรกเกอร์ประเภท B ต้องมีพิกัด Icw ที่รับรองความสามารถในการทนต่อกระแสไฟผิดพร่องในช่วงเวลาหน่วงโดยไม่ได้รับความเสียหาย.

คุณสมบัติ	เบรกเกอร์ประเภท A	เบรกเกอร์ประเภท B
ลักษณะการทริป	ทันที (10-20ms)	หน่วงเวลาที่ปรับได้ (0.05-1.0s)
พิกัด Icw	ไม่ได้ระบุ	พิกัดบังคับ
ประเภททั่วไป	MCB, MCCB มาตรฐาน	ACB, MCCB ขั้นสูง
การใช้งานหลัก	วงจรป้อน/สาขา	ตัวป้อนหลัก, บัส-ไท
วิธีการประสานงาน	ขนาดกระแสเท่านั้น	การเลือกตามเวลาที่หน่วง
ต้นทุนสัมพันธ์	ต่ำกว่า	สูงกว่า
ความซับซ้อนในการใช้งาน	เรียบง่าย	ต้องมีการศึกษาการประสานงาน

การทำความเข้าใจความแตกต่างพื้นฐานนี้เป็นสิ่งสำคัญเมื่อ เลือกการป้องกันวงจรสำหรับการติดตั้ง ATS, เนื่องจากประเภทเบรกเกอร์กำหนดข้อกำหนดพิกัด ATS และความซับซ้อนในการประสานงานโดยตรง.

1.2 Icw (กระแสทนต่อไฟฟ้าลัดวงจร) คืออะไร

กระแสทนต่อไฟฟ้าลัดวงจรที่กำหนด (Icw) แสดงถึงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสมมาตร RMS สูงสุดที่เซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท B สามารถนำไปได้ในช่วงเวลาที่กำหนดโดยไม่ทริปหรือได้รับความเสียหายทางความร้อนหรือทางไฟฟ้า IEC 60947-2 กำหนดระยะเวลาการทดสอบมาตรฐานที่ 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 และ 1.0 วินาที โดยเบรกเกอร์ยังคงปิดอยู่ตลอดช่วงเวลาที่เกิดความผิดพลาดขณะตรวจสอบการเสื่อมสภาพของหน้าสัมผัส ความล้มเหลวของฉนวน หรือการเสียรูปทางกล.

ความเค้นทางกายภาพในช่วงเวลาทนทานนี้รุนแรงมาก ในทางความร้อน กระแสไฟผิดพร่องจะสร้างพลังงาน I²t ที่ให้ความร้อนแก่ตัวนำ หน้าสัมผัส และบัสบาร์ตามกำลังสองของกระแสคูณด้วยเวลา ความผิดพลาด 50kA ที่คงอยู่เป็นเวลา 0.5 วินาทีจะสร้างพลังงานความร้อน 1,250 MJ/s ที่ต้องดูดซับโดยไม่เกินขีดจำกัดอุณหภูมิของวัสดุ ในทางไฟฟ้า สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟผิดพร่องจะสร้างแรงผลักระหว่างตัวนำขนานที่อาจเกินหลายตันต่อเมตร ซึ่งเป็นแรงที่ไม่ต้องงอบัสบาร์หรือทำให้ชุดประกอบหน้าสัมผัสเสียหาย.

เหตุใด Icw จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประสานงาน ATSเมื่อคุณกำหนดค่าเบรกเกอร์ประเภท B ต้นทางที่มีการหน่วงเวลาไฟฟ้าลัดวงจร 0.2 วินาทีเพื่อให้เกิดการเลือกกับตัวป้อนปลายทาง อุปกรณ์ทุกชิ้นในอนุกรม รวมถึง ATS จะต้องทนต่อกระแสไฟผิดพร่องในช่วงเวลาหน่วงทั้งหมดนั้น เบรกเกอร์ที่มีพิกัด Icw = 42kA สำหรับ 0.5 วินาทีสามารถอยู่รอดได้ 42,000 แอมแปร์เป็นเวลาครึ่งวินาที แต่ถ้า ATS ของคุณไม่มีความสามารถในการทนต่อไฟฟ้าลัดวงจรเทียบเท่ากัน มันจะกลายเป็นจุดอ่อนที่ล้มเหลวภายใต้รูปแบบการประสานงานที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ.

Breaker ประเภท	ช่วง Icw ทั่วไป	พิกัดเวลาทั่วไป	โปรแกรมตัวอย่างเช่น
MCCB สำหรับงานหนัก	12-50 kA	0.05s, 0.1s, 0.25s	เมนสวิตช์บอร์ดจ่ายไฟ
เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้า (ACB)	30-100 kA	0.1s, 0.25s, 0.5s, 1.0s	ทางเข้าบริการ, การเชื่อมต่อบัส
ACB ขนาดกะทัดรัด	50-85 kA	0.25s, 0.5s, 1.0s	เมนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, อินพุต UPS

Pro Tipค่า Icw บนแผ่นข้อมูลของเบรกเกอร์โดยทั่วไปจะถือว่าเวลาหน่วงสูงสุด (มักจะเป็น 1.0 วินาที) หากการศึกษาการประสานงานของคุณต้องการเวลาหน่วงที่สั้นกว่า (เช่น 0.1 วินาที) คุณอาจสามารถใช้เบรกเกอร์ที่มีพิกัด Icw ต่ำกว่าได้ เนื่องจากความเค้นทางความร้อน I²t ที่ 0.1 วินาที น้อยกว่าที่ 1.0 วินาทีอย่างมาก ตรวจสอบเสมอว่า I²t(ความผิดพลาด) < I²cw × t(หน่วงเวลา).

1.3 พิกัดที่เกี่ยวข้อง: Icu, Ics และ Icm

ประสิทธิภาพการลัดวงจรของเซอร์กิตเบรกเกอร์เกี่ยวข้องกับพิกัดที่สัมพันธ์กันสี่ประการ ซึ่งต้องทำความเข้าใจในลักษณะที่เป็นระบบที่สอดคล้องกัน ไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะที่แยกจากกัน.

Icu (Ultimate short-circuit breaking capacity) กำหนดค่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรสมมาตร RMS สูงสุดที่เบรกเกอร์สามารถตัดได้อย่างปลอดภัยภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่ระบุใน IEC 60947-2 หลังจากตัดที่ Icu แล้ว เบรกเกอร์อาจเสียหายและไม่เหมาะสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง แต่ต้องไม่ก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย พิจารณาว่า Icu เป็นเกณฑ์ความอยู่รอด—เบรกเกอร์รอดมาได้ แต่แทบจะไม่รอด สำหรับการติดตั้งที่สำคัญ คุณต้องการให้กระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่มีอยู่ต่ำกว่า Icu อย่างมากภายใต้สถานการณ์การทำงานทั้งหมด.

Ics (Service short-circuit breaking capacity) แสดงถึงระดับกระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่เบรกเกอร์สามารถตัดได้ จากนั้นจึงดำเนินการตามปกติอย่างต่อเนื่องโดยที่ความสามารถในการทำงานเต็มรูปแบบยังคงอยู่ มาตรฐาน IEC กำหนด Ics เป็นเปอร์เซ็นต์ของ Icu—โดยทั่วไปคือ 25%, 50%, 75% หรือ 100% ขึ้นอยู่กับการออกแบบเบรกเกอร์และการใช้งานที่ตั้งใจไว้ สำหรับ ระบบสวิตช์ถ่ายโอนที่สำคัญต่อภารกิจ ในโรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล หรือการติดตั้งพลังงานฉุกเฉิน การระบุเบรกเกอร์ที่มี Ics = 100% ของ Icu ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้แต่เหตุการณ์ผิดพร่องที่ได้รับการจัดอันดับสูงสุดก็จะไม่ลดทอนความสมบูรณ์ของระบบป้องกัน.

Icm (Rated making current) ระบุค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดทันทีที่เบรกเกอร์สามารถปิดได้อย่างปลอดภัยที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด พิกัดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในระหว่างการทำงานของการถ่ายโอน ATS และลำดับการซิงโครไนซ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งคุณอาจเปลี่ยนไปใช้สภาวะผิดพร่องที่มีอยู่ ความสัมพันธ์ระหว่าง Icm และ Icu ขึ้นอยู่กับตัวประกอบกำลังของวงจรผิดพร่อง: Icm = k × Icu โดยที่ k มีค่าตั้งแต่ 1.5 (อิมพีแดนซ์สูง ข้อผิดพลาดแบบต้านทาน) ถึง 2.2 (อิมพีแดนซ์ต่ำ ข้อผิดพลาดแบบเหนี่ยวนำทั่วไปในระบบไฟฟ้า) สำหรับเบรกเกอร์ที่ได้รับการจัดอันดับ Icu = 50kA ที่ cos φ = 0.3 คาดว่า Icm ≈ 110kA peak.

ข้อผิดพลาดทั่วไป: วิศวกรมักจะตรวจสอบว่า Icu ของเบรกเกอร์ต้นทางเกินกว่ากระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่มีอยู่ แต่ไม่ตรวจสอบความเพียงพอของ Icw เมื่อใช้การหน่วงเวลา สำหรับ โครงการประสานงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-ATS-ยูทิลิตี้, การละเลยนี้อาจเป็นหายนะ—เบรกเกอร์รอดพ้นจากความผิดพร่อง (ตรงตาม Icu) แต่หน้าสัมผัสที่เชื่อมของ ATS ในระหว่างช่วงเวลาหน่วง 0.3 วินาที เนื่องจากไม่มีใครตรวจสอบพิกัดเวลาสั้นๆ.

ส่วนที่ 2: หลักการเลือกสรรและกลยุทธ์การประสานงาน

2.1 การเลือกสรร (การเลือกปฏิบัติ) คืออะไร

การเลือกสรร, หรือที่เรียกว่าการเลือกปฏิบัติหรือการประสานงาน อธิบายถึงการจัดเรียงเชิงกลยุทธ์ของอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินในระบบจำหน่ายไฟฟ้า โดยที่อุปกรณ์ป้องกันที่อยู่ต้นทางของความผิดพร่องเท่านั้นที่ทำงาน ในขณะที่อุปกรณ์ต้นทางอื่นๆ ทั้งหมดยังคงปิดอยู่ วัตถุประสงค์ทางวิศวกรรมคือการลดขอบเขตของการหยุดชะงักของพลังงาน—แยกส่วนที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้ของการติดตั้งที่ได้รับผลกระทบจากความผิดพร่อง ในขณะที่ยังคงรักษาความต่อเนื่องของบริการไปยังโหลดอื่นๆ ทั้งหมด.

พิจารณาระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่จ่ายไฟให้กับเซลล์การผลิตยี่สิบเซลล์ผ่านเบรกเกอร์ป้อนแต่ละตัว ซึ่งทั้งหมดจ่ายไฟจากเบรกเกอร์หลักทั่วไป หากไม่มีการเลือกสรร ความผิดพร่องของกราวด์ในเซลล์ #7 อาจทำให้เบรกเกอร์หลักสะดุด ทำให้เซลล์ทั้งยี่สิบเซลล์มืดลงและหยุดการผลิตทั่วทั้งโรงงาน ด้วยการเลือกสรรที่เหมาะสม เฉพาะเบรกเกอร์ป้อนของเซลล์ #7 เท่านั้นที่เปิดออก โดยจำกัดการหยุดทำงานไว้ที่เซลล์เดียว ในขณะที่อีกสิบเก้าเซลล์ยังคงทำงานต่อไป.

กลไกพื้นฐานสองอย่างช่วยให้การเลือกสรรเป็นไปได้: การเลือกสรรกระแสไฟฟ้า (เรียกอีกอย่างว่าการเลือกสรรแอมแปร์หรือการเลือกปฏิบัติโดยขนาด) และ การเลือกสรรเวลา (การเลือกปฏิบัติโดยการหน่วงเวลาโดยเจตนา) โครงการป้องกันที่ประสานงานส่วนใหญ่ใช้ทั้งสองกลไกในช่วงกระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่แตกต่างกัน โดยบรรลุการเลือกสรรบางส่วนที่ระดับความผิดพร่องสูง และการเลือกสรรทั้งหมดที่กระแสไฟฟ้าต่ำกว่า ซึ่งอิมพีแดนซ์ของระบบจะแยกความแตกต่างของขนาดความผิดพร่องตามธรรมชาติในตำแหน่งต่างๆ.

2.2 การเลือกสรรกระแสไฟฟ้า: การประสานงานตามธรรมชาติโดยขนาด

การเลือกสรรกระแสไฟฟ้าใช้ประโยชน์จากอิมพีแดนซ์ตามธรรมชาติของสายเคเบิลและหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อสร้างความแตกต่างของขนาดกระแสไฟฟ้าผิดพร่องระหว่างระดับการจำหน่ายไฟฟ้า ความผิดพร่องที่ปลายโหลดของสายเคเบิลป้อนขนาด 50 เมตรดึงกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าความผิดพร่องที่จุดเริ่มต้นของสายเคเบิลป้อนอย่างมากเนื่องจากอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิล การตั้งค่าเกณฑ์การตัดทันทีของเบรกเกอร์ต้นทางให้สูงกว่ากระแสไฟฟ้าผิดพร่องสูงสุดที่เบรกเกอร์ปลายทางจะเห็น คุณจะได้รับการเลือกสรรโดยอัตโนมัติ—อุปกรณ์ปลายทางจะตัดที่กระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่า อุปกรณ์ต้นทางจะตอบสนองต่อความผิดพร่องในโซนที่ได้รับการป้องกันเท่านั้น.

ตัวอย่าง: เบรกเกอร์หลัก 400A จ่ายไฟให้กับเบรกเกอร์ป้อน 100A ผ่านสายเคเบิลทองแดง 50 มม.² ยาว 75 เมตร กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ตำแหน่งเบรกเกอร์หลักอาจสูงถึง 35kA แต่อิมพีแดนซ์ของสายเคเบิลจำกัดกระแสไฟฟ้าผิดพร่องสูงสุดที่ขั้วต่อโหลดของเบรกเกอร์ป้อนไว้ที่ประมาณ 12kA การตั้งค่าการตัดทันทีของเบรกเกอร์หลักที่ 25kA และการตัดด้วยแม่เหล็กของป้อนที่ 15kA จะสร้างหน้าต่างการเลือกสรร—ความผิดพร่องใดๆ ที่ดึงน้อยกว่า 25kA จะถูกล้างโดยเบรกเกอร์ป้อนเพียงอย่างเดียว.

ข้อจำกัดของการเลือกสรรกระแสไฟฟ้าคือ ขีดจำกัดการเลือกสรร—ระดับกระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่เส้นโค้งเวลา-กระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ต้นทางและปลายทางตัดกัน ต่ำกว่ากระแสไฟฟ้านี้ เฉพาะอุปกรณ์ปลายทางเท่านั้นที่ทำงาน เหนือกระแสไฟฟ้านี้ อุปกรณ์ทั้งสองอาจสะดุดพร้อมกัน (การสูญเสียการเลือกสรร) สำหรับคู่การประสานงาน MCCB ทั่วไป ขีดจำกัดการเลือกสรรมีตั้งแต่ 3-15kA ขึ้นอยู่กับพิกัดเบรกเกอร์และตารางการเลือกสรรที่ผู้ผลิตจัดหาให้.

การเลือกสรรบางส่วน มีอยู่เมื่อมีการรักษาการประสานงานจนถึงขีดจำกัดการเลือกสรร แต่สูญเสียไปที่กระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่สูงกว่า. การเลือกสรรทั้งหมด หมายถึงการประสานงานขยายไปถึงความสามารถในการตัดทั้งหมดของอุปกรณ์ปลายทาง สำหรับการติดตั้งที่ การป้องกันความผิดพร่องของสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ ต้องรับประกันความเสถียรของเบรกเกอร์ต้นทางในระหว่างความผิดพร่องปลายทาง การเลือกสรรทั้งหมดมักจะได้รับคำสั่งตามข้อกำหนดหรือข้อกำหนดของรหัส.

2.3 การเลือกสรรเวลาด้วย Icw: การหน่วงเวลาโดยเจตนาทางวิศวกรรม

การเลือกสรรเวลาแนะนำการหน่วงเวลาโดยเจตนาในอุปกรณ์ป้องกันต้นทางเพื่อสร้างหน้าต่างการประสานงานในระหว่างที่อุปกรณ์ปลายทางสามารถล้างความผิดพร่องก่อนได้ แนวทางนี้มีความจำเป็นเมื่อการเลือกสรรกระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบรรลุการประสานงานทั้งหมดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ระดับกระแสไฟฟ้าผิดพร่องสูงใกล้กับแหล่งพลังงาน ซึ่งความแตกต่างของอิมพีแดนซ์ระหว่างระดับต่างๆ มีน้อยที่สุด.

หลักการนี้ตรงไปตรงมา: กำหนดค่าเบรกเกอร์ประเภท B ต้นทางด้วยการหน่วงเวลาสั้นๆ (โดยทั่วไปคือ 0.1 วินาที 0.2 วินาที หรือ 0.4 วินาที) จากนั้นตั้งค่าเบรกเกอร์ปลายทางด้วยการหน่วงเวลาที่สั้นลงเรื่อยๆ หรือการตัดทันที เมื่อเกิดความผิดพร่อง เบรกเกอร์ปลายทางที่อยู่ใกล้กับความผิดพร่องมากที่สุดจะทำงานภายใน 10-30 มิลลิวินาที ในขณะที่เบรกเกอร์ต้นทางตั้งใจที่จะปิดค้างไว้สำหรับการหน่วงเวลาที่ตั้งไว้ล่วงหน้า หากเบรกเกอร์ปลายทางล้างความผิดพร่องได้สำเร็จ อุปกรณ์ต้นทางจะไม่สะดุด หากอุปกรณ์ปลายทางล้มเหลวหรือความผิดพร่องเกินความสามารถในการตัด เบรกเกอร์ต้นทางจะทำงานหลังจากหน่วงเวลา ให้การป้องกันสำรอง.

ข้อกำหนดที่สำคัญ: เบรกเกอร์ประเภท B ต้นทางต้องมีพิกัด Icw ที่เพียงพอเพื่อรอดพ้นจากกระแสไฟฟ้าผิดพร่องในช่วงเวลาหน่วงทั้งหมด สมการควบคุมคือ:

ฉัน²t(ความผิดพลาด) < I²I²cw × t(delay)

โดยที่ I²t(fault)²t(fault) แสดงถึงพลังงานความร้อนจากความผิดพร่อง (กระแสไฟฟ้ายกกำลังสอง × เวลา) และ I²²cw × t(delay) แสดงถึงความสามารถในการทนต่อของเบรกเกอร์.

ระดับการประสานงาน	ประเภทอุปกรณ์	การตั้งค่าการหน่วงเวลาการตัด	Icw ที่ต้องการ @ ความผิดพร่อง 30kA
ระดับ 3 – ผู้รับหลัก	ACB 1600A	หน่วงเวลา 0.4 วินาที	42kA เป็นเวลา 0.5 วินาที
ระดับ 2 – การจำหน่ายย่อย	MCCB 400A	หน่วงเวลา 0.2 วินาที	35kA เป็นเวลา 0.25 วินาที
ระดับ 1 – ป้อน	MCCB 100A	ทันที	ไม่สามารถใช้ได้ (ประเภท A)

ในการเรียงซ้อนนี้ ความผิดพร่อง 30kA ที่ระดับ 1 จะถูกล้างโดยเบรกเกอร์ป้อน 100A ใน 20 มิลลิวินาที เบรกเกอร์ 400A รอ 0.2 วินาที (ต้องทนต่อ 30kA อย่างน้อย 0.25 วินาทีตามพิกัด Icw) เห็นความผิดพร่องถูกล้าง และยังคงปิดอยู่ เบรกเกอร์หลัก 1600A รอ 0.4 วินาที (ต้องทนต่อ 30kA อย่างน้อย 0.5 วินาที) ก็ยังคงปิดอยู่เช่นกัน ผลลัพธ์: เฉพาะป้อนที่ผิดพร่องเท่านั้นที่สูญเสียพลังงาน.

ข้อผิดพลาดทั่วไป: วิศวกรบางครั้งปิดใช้งานการตัดทันทีบนเบรกเกอร์หลักเพื่อ “ปรับปรุงการประสานงาน” โดยไม่ได้ตรวจสอบว่าอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมทั้งหมด—รวมถึง ATS—สามารถทนต่อระยะเวลาความผิดพร่องที่ขยายออกไปได้หรือไม่ สิ่งนี้สร้างช่องว่างในการป้องกันที่ความเสียหายของอุปกรณ์เกิดขึ้นก่อนที่การตัดที่หน่วงเวลาจะเปิดใช้งาน.

2.4 การเลือกสรรในระบบที่สำคัญ: ข้อกำหนด NEC และความปลอดภัยในชีวิต

ประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) มาตรา 700.28 กำหนดให้มีการประสานงานแบบเลือกสรรสำหรับอุปกรณ์กระแสเกินของระบบฉุกเฉิน โดยกำหนดให้ “การประสานงานสำเร็จได้โดยการเลือกและการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินและพิกัดหรือการตั้งค่าสำหรับช่วงกระแสเกินที่มีอยู่ทั้งหมดตั้งแต่โอเวอร์โหลดจนถึงกระแสไฟฟ้าผิดพร่องสูงสุดที่มีอยู่” ข้อกำหนดที่คล้ายกันมีอยู่ใน NEC มาตรา 517 สำหรับสถานพยาบาล และมาตรา 708 สำหรับระบบไฟฟ้าปฏิบัติการที่สำคัญ.

ข้อกำหนดของรหัสเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อกลยุทธ์ข้อกำหนด ATS เพื่อให้บรรลุการประสานงานแบบเลือกสรรที่สอดคล้องกับรหัสในการจำหน่ายไฟฟ้าฉุกเฉิน วิศวกรมักจะต้องปิดใช้งานหรือหน่วงเวลาฟังก์ชันการตัดทันทีบนเบรกเกอร์ต้นทางที่จ่ายไฟให้กับ ATS อย่างมาก เบรกเกอร์หลักที่โดยปกติจะตัดใน 1-2 รอบ (16-32 มิลลิวินาที) ในระหว่างความผิดพร่อง 40kA อาจถูกตั้งค่าให้หน่วงเวลา 0.3 วินาทีเพื่อประสานงานกับป้อนฉุกเฉินปลายทาง.

สิ่งนี้สร้างความขัดแย้งในการประสานงาน: การหน่วงเวลาที่จำเป็นสำหรับการเลือกสรรที่สอดคล้องกับรหัสทำให้ ATS สัมผัสกับความผิดพร่องที่ขยายออกไปซึ่งพิกัดการทนต่อ 3 รอบมาตรฐานไม่สามารถอยู่รอดได้. ทำความเข้าใจพิกัดการลัดวงจรของสวิตช์ถ่ายโอน กลายเป็นข้อบังคับ ไม่ใช่ทางเลือก ในการออกแบบระบบฉุกเฉิน คุณต้องระบุหน่วย ATS ที่มีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงเวลาสั้นๆ ที่สามารถอยู่รอดได้ในช่วงเวลาหน่วงของการประสานงาน หรือออกแบบแผนการป้องกันใหม่โดยใช้อุปกรณ์จำกัดกระแสไฟฟ้า (ฟิวส์) ที่ให้การเลือกเฟ้นโดยธรรมชาติโดยไม่มีการหน่วงเวลา.

Pro Tip: ก่อนที่จะสรุปการตั้งค่าเบรกเกอร์สำหรับระบบฉุกเฉิน ให้ดำเนินการศึกษาการประสานงานที่สมบูรณ์ซึ่งรวมถึงอัตราการทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของ ATS เป็นข้อจำกัด วิศวกรจำนวนมากค้นพบสายเกินไปว่าการบรรลุข้อกำหนด NEC 700.28 ด้วยการตั้งค่าเบรกเกอร์ที่เลือกนั้นต้องมีการอัปเกรดเป็นสวิตช์ถ่ายโอนที่มีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงเวลาสั้นๆ ที่มีราคาแพงกว่า ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงคำสั่งที่สามารถหลีกเลี่ยงได้ด้วยการวิเคราะห์การประสานงานในช่วงเริ่มต้นที่เหมาะสม.

ส่วนที่ 3: อัตราการทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของ ATS และข้อกำหนดในการประสานงาน

3.1 อัตราการทนทานและปิดของ ATS (WCR): ทำความเข้าใจพื้นฐาน

สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติทุกตัวมี อัตราการทนทานและปิด (WCR) ที่กำหนดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้สูงสุดที่สวิตช์ถ่ายโอนสามารถทนได้อย่างปลอดภัยเมื่อได้รับการป้องกันโดยอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน (OCPD) ที่ระบุ อัตรานี้ไม่ใช่ความสามารถของอุปกรณ์แบบสแตนด์อโลน แต่แสดงถึงการรวมกันที่ผ่านการทดสอบและรับรองของ ATS กับประเภทและการตั้งค่าเฉพาะของการป้องกันต้นทาง.

อัตรา ATS มาตรฐานโดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับ การทดสอบการทนทาน 3 ไซเคิล (ประมาณ 50 มิลลิวินาทีที่ 60Hz) ซึ่งสวิตช์ถ่ายโอนจะต้องทนต่อกระแสไฟฟ้าผิดพร่องในขณะที่ OCPD ต้นทางเปิดโดยไม่ได้รับความเสียหายจากการเชื่อมติดของหน้าสัมผัส ความล้มเหลวของฉนวน หรือความเสียหายทางกล การทดสอบเป็นไปตามโปรโตคอล UL 1008 (มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์สวิตช์ถ่ายโอน) ที่ทำให้อุปกรณ์ต้องเผชิญกับสถานการณ์ความผิดพร่องที่เลวร้ายที่สุด รวมถึงการปิดไปยังความผิดพร่องที่มีอยู่และความผิดพร่องที่เกิดขึ้นในขณะที่หน้าสัมผัสปิดอยู่.

ข้อมูลทางเทคนิคของผู้ผลิต ATS โดยทั่วไปจะนำเสนอ WCR ในสองรูปแบบ:

“อัตรา ”เบรกเกอร์เฉพาะ" รับรอง ATS สำหรับการใช้งานกับรุ่นเบรกเกอร์ การจัดอันดับ และการตั้งค่าทริปที่ระบุไว้อย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น: “SCCR 100kA เมื่อได้รับการป้องกันโดย Square D รุ่น HDA36100, เฟรม 100A, ทริปแม่เหล็กตั้งค่าที่ 10×In โดยเปิดใช้งานทริปทันที” สิ่งนี้ให้อัตราสูงสุด แต่จำกัดความยืดหยุ่นในการออกแบบ.

“อัตรา ”เบรกเกอร์ใดก็ได้" รับรอง ATS สำหรับการใช้งานกับเบรกเกอร์ใดๆ ที่ตรงตามลักษณะเฉพาะที่ระบุ โดยทั่วไปต้องมีความสามารถในการทริปทันทีและการเคลียร์ 3 ไซเคิล ตัวอย่างเช่น: “SCCR 42kA เมื่อได้รับการป้องกันโดยเบรกเกอร์ใดๆ ที่มีอัตรา ≥100A พร้อมทริปทันทีและเวลาเคลียร์สูงสุด 3 ไซเคิล” สิ่งนี้ให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบ แต่บ่อยครั้งที่อัตรากระแสไฟฟ้าผิดพร่องลดลง.

ค่า WCR ทั่วไปสำหรับหน่วย ATS เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมเบาอยู่ในช่วง 10kA ถึง 100kA โดยมีอัตราทั่วไปที่ 22kA, 42kA, 65kA และ 85kA ขึ้นอยู่กับขนาดเฟรมและการก่อสร้าง:

ขนาดเฟรม ATS	ช่วง WCR 3 ไซเคิลทั่วไป	ข้อกำหนด OCPD ทั่วไป
30-100A	10-35 kA	เบรกเกอร์ใดก็ได้, ทริปทันที
150-400A	22-65 kA	เบรกเกอร์เฉพาะหรือฟิวส์จำกัดกระแสไฟฟ้า
600-1200เอ	42-100 kA	เบรกเกอร์เฉพาะที่มีการตั้งค่าที่บันทึกไว้
1600-3000A	65-200 kA	การประสานงานทางวิศวกรรม มักจะใช้ฟิวส์

Pro Tip: คำว่า “เบรกเกอร์ใดก็ได้” ค่อนข้างทำให้เข้าใจผิด ซึ่งจริงๆ แล้วหมายถึง “เบรกเกอร์ใดๆ ที่มีการทริปทันทีซึ่งเคลียร์ใน 3 ไซเคิลหรือน้อยกว่า” ซึ่งไม่รวมเบรกเกอร์ประเภท B ที่กำหนดค่าด้วยการหน่วงเวลาในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่ทำให้วิศวกรหลายคนประหลาดใจเมื่อพวกเขาพยายามที่จะบรรลุการประสานงานแบบเลือกเฟ้น.

3.2 ATS ที่มีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ: โซลูชันทางวิศวกรรมสำหรับการประสานงานที่หน่วงเวลา

เพื่อให้สามารถประสานงานกับเบรกเกอร์ประเภท B ที่ใช้การหน่วงเวลาโดยเจตนา ผู้ผลิต ATS เสนอ สวิตช์ถ่ายโอนที่มีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ทดสอบเพื่อทนต่อกระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่ระบุในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้นถึง 30 ไซเคิล (0.5 วินาที) หน่วยเฉพาะทางเหล่านี้ได้รับการทดสอบอย่างเข้มงวดตามข้อกำหนด UL 1008 ที่ตรวจสอบความสมบูรณ์ของหน้าสัมผัส ความสามารถในการขัดขวางส่วนโค้ง และความเสถียรทางโครงสร้างในระหว่างสภาวะความผิดพร่องที่ยั่งยืนซึ่งจะทำลายสวิตช์ถ่ายโอนมาตรฐาน.

อัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ โดยทั่วไปเป็นไปตามความสัมพันธ์ระหว่างเวลาและกระแสไฟฟ้า โดยที่กระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าจะได้รับการยอมรับในช่วงเวลาที่สั้นกว่า:

• 30kA เป็นเวลา 0.3 วินาที (18 ไซเคิล)
• 42kA เป็นเวลา 0.2 วินาที (12 ไซเคิล)
• 50kA เป็นเวลา 0.1 วินาที (6 ไซเคิล)

ข้อดีข้อเสียทางวิศวกรรมสำหรับหน่วย ATS ที่มีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ นั้นมีนัยสำคัญ การก่อสร้างต้องใช้ชุดประกอบหน้าสัมผัสที่หนักกว่าพร้อมวัสดุหน้าสัมผัสที่ได้รับการปรับปรุง (มักจะเป็นโลหะผสมเงิน-ทังสเตน) แรงสปริงแรงดันหน้าสัมผัสที่เพิ่มขึ้นเพื่อต้านทานการผลักด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า รางดับอาร์กที่แข็งแกร่งพร้อมการดับขั้นสูง และโครงสร้างเฟรมเสริมแรงเพื่อทนต่อแรงทางไฟฟ้าพลศาสตร์ การปรับปรุงเหล่านี้โดยทั่วไปจะเพิ่มต้นทุน ATS ขึ้น 30-60% เมื่อเทียบกับอุปกรณ์เทียบเท่าที่มีอัตรา 3 ไซเคิลมาตรฐาน และอาจเพิ่มขนาดทางกายภาพขึ้น 20-40%.

ความพร้อมใช้งานเป็นข้อจำกัดอีกประการหนึ่ง ผู้ผลิตส่วนใหญ่จำกัดอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ไว้ที่เฟรมขนาดใหญ่กว่า (≥400A) ซึ่งขนาดทางกายภาพรองรับการก่อสร้างเสริมแรงได้ อัตราบางอย่างมีให้เฉพาะในการกำหนดค่าสามขั้วสำหรับการใช้งานเฟสเดียวเท่านั้น เนื่องจากความซับซ้อนในการบรรลุการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ที่สม่ำเสมอในการออกแบบสี่ขั้วที่ขั้วกลางต้องเผชิญกับรูปแบบความเค้นทางความร้อนที่แตกต่างกัน.

เมื่อใดควรระบุ ATS ที่มีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ: การใช้งานที่สำคัญที่ต้องการการประสานงานแบบเลือกเฟ้นตาม NEC Article 700.28 (ระบบฉุกเฉิน) สถานพยาบาลภายใต้ NEC Article 517 ศูนย์ข้อมูลที่มีข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือระดับ III/IV หรือการติดตั้งใดๆ ที่ การประสานงานสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ กับเบรกเกอร์ที่หน่วงเวลาเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความต่อเนื่องของบริการไปยังโหลดที่สำคัญ.

3.3 การประสานงาน ATS กับเบรกเกอร์: กรอบการตัดสินใจ

ความสัมพันธ์ในการประสานงานระหว่าง ATS และ OCPD ต้นทางไม่เพียงแต่กำหนดความเพียงพอของการป้องกันความผิดพร่องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความน่าเชื่อถือของระบบในระหว่างการทำงานปกติและฉุกเฉินด้วย การทำความเข้าใจกรอบการตัดสินใจจะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการระบุข้อกำหนดที่มีค่าใช้จ่ายสูง.

สถานการณ์ที่ 1: เบรกเกอร์ประเภท A ต้นทาง (ทริปทันที)

นี่แสดงถึงกรณีการประสานงานที่ง่ายที่สุดและพบได้บ่อยที่สุด เบรกเกอร์ประเภท A ต้นทางทำงานด้วยทริปแม่เหล็กทันที เคลียร์ความผิดพร่องใน 1-3 ไซเคิล (16-50ms) ข้อกำหนดเฉพาะของ ATS นั้นตรงไปตรงมา:

ATS WCR ≥ กระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่ใช้ได้ที่ตำแหน่ง ATS

หากการคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรระบุว่ามี 35kA ที่ ATS ให้ระบุ ATS ที่มี WCR ขั้นต่ำ 35kA สำหรับประเภทเบรกเกอร์ที่เลือก (เฉพาะหรือ “เบรกเกอร์ใดก็ได้”) ATS ไม่จำเป็นต้องมีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากความผิดพร่องจะเคลียร์ภายในหน้าต่างการทดสอบ 3 ไซเคิลมาตรฐาน.

สถานการณ์ที่ 2: เบรกเกอร์ประเภท B ที่มีการหน่วงเวลา (การประสานงานแบบเลือกเฟ้น)

สถานการณ์นี้มีความซับซ้อนอย่างมาก เบรกเกอร์ประเภท B ต้นทางได้รับการกำหนดค่าด้วยการหน่วงเวลาในช่วงเวลาสั้นๆ (โดยทั่วไปคือ 0.1 วินาทีถึง 0.5 วินาที) เพื่อประสานงานกับฟีดเดอร์ปลายทาง ในระหว่างการหน่วงเวลานี้ ATS จะต้องทนต่อกระแสไฟฟ้าผิดพร่องเต็มที่โดยไม่มีการขัดขวางจากเบรกเกอร์.

ข้อกำหนดเฉพาะกลายเป็น:

1. ATS ต้องมีอัตราการทนทานต่อกระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ที่ตรงหรือเกินการตั้งค่าการหน่วงเวลาของเบรกเกอร์
2. อัตรากระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ของ ATS ≥ กระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่ใช้ได้
3. อัตรา Icw ของเบรกเกอร์ ≥ กระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่ใช้ได้ สำหรับระยะเวลาการหน่วงเวลา
4. ตรวจสอบ I²t พลังงาน²: I²tcw(เบรกเกอร์) × t(หน่วงเวลา) AND I²t²t(ความผิดพลาด) < I²cw(ATS) × t(อัตรา)²t(ความผิดพลาด) < I²: วิศวกรระบุ ATS 600A ที่ได้รับการป้องกันโดย ACB 800A ที่กำหนดค่าด้วยการหน่วงเวลาในช่วงเวลาสั้นๆ 0.3 วินาทีสำหรับการประสานงานปลายทาง กระแสไฟฟ้าผิดพร่องที่ใช้ได้ที่ตำแหน่ง ATS คือ 42kA จากแหล่งจ่ายไฟ ข้อกำหนดเฉพาะที่จำเป็น:

ตัวอย่าง: 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: ทนกระแสลัดวงจรขั้นต่ำ 42kA เป็นเวลา 0.3 วินาที (หรือพิกัดที่สูงกว่าโดยใช้เวลาน้อยกว่า หากการวิเคราะห์ I²t ยืนยันว่าเพียงพอ)²ACB: Icw ≥ 42kA เป็นเวลาขั้นต่ำ 0.3 วินาที (Icw = 50kA เป็นเวลา 0.5 วินาที ถือว่าเพียงพอ)
• ตรวจสอบ: (42kA)²
• × 0.3s = 529 MJ/s < ความสามารถของเบรกเกอร์และ ATS I²t² ปัจจัยการตัดสินใจ²การป้องกันประเภท A

การป้องกันแบบหน่วงเวลาประเภท B	ประเภทพิกัด ATS	WCR แบบมาตรฐาน 3 ไซเคิล
ต้องมี WCR ที่มีพิกัดกระแสลัดวงจร	ความซับซ้อนในการประสานงาน	ซับซ้อน—ต้องมีการวิเคราะห์ I²t
30-60% สูงกว่าสำหรับ ATS ที่มีกระแสลัดวงจร	เรียบง่าย	ความเสี่ยงในการออกแบบ2ต่ำ—การใช้งานมาตรฐาน
ต้นทุนสัมพันธ์	ต่ำกว่า	สูงกว่า—ต้องมีการศึกษาโดยละเอียด
อาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก, ที่พักอาศัย	โรงพยาบาล, ศูนย์ข้อมูล, ระบบฉุกเฉิน	3.4 ข้อผิดพลาดทั่วไปในการประสานงาน: สิ่งที่ผิดพลาดในการปฏิบัติจริง
โปรแกรมตัวอย่างเช่น	รูปที่ 5: การวิเคราะห์แบบเทียบเคียงแสดงให้เห็นถึงผลที่ตามมาของการประสานงานที่ไม่ตรงกัน ด้านซ้าย: ATS ที่มีพิกัดกระแสลัดวงจรสามารถทนต่อการเคลียร์ฟอลต์ที่ล่าช้าได้อย่างสมบูรณ์ ด้านขวา: ATS แบบมาตรฐาน 3 ไซเคิลล้มเหลวอย่างร้ายแรงเมื่อสัมผัสกับกระแสฟอลต์ที่เกินกว่าช่วงพิกัด 50ms	หลังจากตรวจสอบการติดตั้ง ATS และการศึกษาการประสานงานหลายร้อยรายการ พบข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นซ้ำๆ หลายประการที่ส่งผลเสียต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ:

ข้อผิดพลาดที่ 1: การใช้ ATS แบบมาตรฐาน 3 ไซเคิลกับเบรกเกอร์ต้นทางแบบหน่วงเวลา

ข้อผิดพลาดที่ 2: เอกสาร SCCR ไม่เพียงพอบนเครื่องหมายภาคสนาม

NEC 110.24 กำหนดให้มีการทำเครื่องหมายกระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้บนอุปกรณ์บริการ สำหรับการติดตั้ง ATS การทำเครื่องหมายภาคสนามต้องคำนึงถึงการพึ่งพาคุณลักษณะ OCPD ต้นทางของ ATS การติดตั้งจำนวนมากทำเครื่องหมายเฉพาะกระแสฟอลต์ที่คำนวณได้โดยไม่ได้ระบุว่าพิกัด ATS จะใช้ได้เฉพาะกับการตั้งค่าเบรกเกอร์ที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น เมื่อเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาแก้ไขการตั้งค่าเบรกเกอร์ในภายหลัง (อาจเปิดใช้งานทริปทันทีที่ก่อนหน้านี้ถูกปิดใช้งาน) พวกเขาจะทำให้พิกัด ATS เป็นโมฆะโดยไม่รู้ตัว. ข้อผิดพลาดที่ 3: การละเลยข้อกำหนดการประสานงานแบบเลือก NEC 700.28 สำหรับระบบฉุกเฉิน.

บางครั้งวิศวกรใช้แนวทางการป้องกันการกระจายกำลังไฟฟ้าแบบมาตรฐานกับระบบฉุกเฉินโดยไม่ตระหนักว่า NEC 700.28 กำหนดให้มีการประสานงานแบบเลือก การออกแบบที่เป็นผลลัพธ์ใช้ทริปทันทีบนเบรกเกอร์ทั้งหมด (ไม่มีการเลือก) หรือบรรลุการเลือกเฉพาะในช่วงโอเวอร์โหลดเท่านั้น แต่ไม่ใช่ภายใต้สภาวะไฟฟ้าลัดวงจร (การเลือกบางส่วน) ความล้มเหลวในการปฏิบัติตามข้อกำหนดของรหัสระหว่างการตรวจสอบต้องมีการออกแบบใหม่ที่มีค่าใช้จ่ายสูง. ข้อผิดพลาดที่ 4: ไม่ได้คำนึงถึงความแตกต่างของอิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทียบกับแหล่งจ่ายไฟจากการไฟฟ้า.

กระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองโดยทั่วไปจะต่ำกว่าจากแหล่งจ่ายไฟจากการไฟฟ้า 4-10 เท่าเนื่องจากรีแอกแตนซ์ซับทรานเซียนต์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ATS ที่ได้รับการป้องกันโดยเบรกเกอร์พิกัด 65kA อาจเห็น 52kA จากการไฟฟ้า แต่เพียง 15kA จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า บางครั้งวิศวกรกำหนดพิกัด ATS โดยพิจารณาจากระดับฟอลต์ของการไฟฟ้าเท่านั้น จากนั้นค้นพบระหว่างการทดสอบโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าว่า. การประสานงานแหล่งจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า.

สร้างความท้าทายในการประสานงานเวลา-กระแสที่แตกต่างกันซึ่งต้องมีการวิเคราะห์แยกต่างหาก. : ก่อนที่จะสรุปข้อกำหนด ATS ใดๆ สำหรับการใช้งานที่สำคัญ ให้ทำการศึกษาการประสานงานที่สมบูรณ์ซึ่งรวมถึงแหล่งฟอลต์ทั้งจากการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สร้างแบบจำลองเส้นโค้งเวลา-กระแสของอุปกรณ์ป้องกันทั้งหมด รวมถึงการตั้งค่าการหน่วงเวลาของเบรกเกอร์ ตรวจสอบความสามารถในการทนกระแสของ ATS สำหรับสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด และจัดทำเอกสารการตั้งค่า OCPD ที่รักษาการประสานงานที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว การศึกษาครั้งนี้ควรได้รับการประทับตราโดย PE ที่ได้รับใบอนุญาตและรวมอยู่ในเอกสารปิดโครงการ ส่วนที่ 4: กลยุทธ์การออกแบบและข้อกำหนดเชิงปฏิบัติ 4.1 กระบวนการประสานงานทีละขั้นตอน: ระเบียบวิธีทางวิศวกรรม.

Pro Tipการประสานงาน ATS-เบรกเกอร์ที่ประสบความสำเร็จต้องมีการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบตามระเบียบวิธีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว นี่คือกระบวนการทางวิศวกรรมที่รับประกันผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้:.

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณกระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้ ณ ตำแหน่ง ATS

ดำเนินการวิเคราะห์ไฟฟ้าลัดวงจรโดยใช้กระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้ที่ทางเข้าบริการ, ทุติยภูมิของหม้อแปลง หรือขั้วต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นคำนวณกระแสฟอลต์ ณ ตำแหน่ง ATS ที่เสนอ โดยคำนึงถึงอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิล, อิมพีแดนซ์ของหม้อแปลง และอิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟ วิเคราะห์แหล่งจ่ายไฟจากการไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแยกกัน เนื่องจากมีระดับกระแสฟอลต์ที่แตกต่างกันอย่างมาก ใช้ซอฟต์แวร์มาตรฐานอุตสาหกรรม (SKM PowerTools, ETAP, EASYPOWER) หรือวิธีการคำนวณด้วยมือตาม IEEE 141 (Red Book)

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดข้อกำหนดการประสานงานแบบเลือก

ตรวจสอบรหัสที่เกี่ยวข้อง (NEC Articles 700, 517, 708), ข้อกำหนดของเจ้าของ และการวิเคราะห์ความสำคัญในการปฏิบัติงาน กำหนดว่าการประสานงานแบบเลือกเป็นภาคบังคับ (ระบบฉุกเฉิน, การดูแลสุขภาพ), แนะนำ (กระบวนการที่สำคัญ) หรือเป็นทางเลือก (การกระจายกำลังไฟฟ้าทั่วไป) จัดทำเอกสารระดับการประสานงานที่จำเป็น: การเลือกทั้งหมด (กระแสฟอลต์ทั้งหมด) หรือการเลือกบางส่วน (สูงสุดถึงขีดจำกัดการเลือก)

ขั้นตอนที่ 3: เลือกประเภทและการตั้งค่า OCPD ต้นทาง.

ตามข้อกำหนดการประสานงาน ให้เลือกกลยุทธ์การป้องกันที่เหมาะสม:

หากยอมรับได้สำหรับทริปทันที.

: เบรกเกอร์ประเภท A เหมาะสม—ง่ายกว่าและต้นทุนต่ำกว่า ดำเนินการต่อในขั้นตอนที่ 4 พร้อมการตรวจสอบพิกัด ATS แบบมาตรฐาน

หากต้องการการหน่วงเวลาเพื่อการเลือก

• : ต้องใช้เบรกเกอร์ประเภท B กำหนดการตั้งค่าการหน่วงเวลาที่จำเป็น (0.1 วินาที, 0.2 วินาที, 0.4 วินาที) ตามการศึกษาการประสานงานกับอุปกรณ์ปลายทาง ตรวจสอบว่าเบรกเกอร์มีพิกัด Icw ที่เพียงพอสำหรับการหน่วงเวลาที่เลือกที่กระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้ ตระหนักว่าจำเป็นต้องใช้ ATS ที่มีพิกัดกระแสลัดวงจรขั้นตอนที่ 4: จับคู่พิกัด ATS กับคุณลักษณะ OCPD.
• อ้างอิงโยงการเลือก OCPD กับพิกัด ATS:OCPD แบบหน่วงเวลา → ต้องใช้ ATS ที่มีพิกัดกระแสลัดวงจร.

: เลือก ATS ที่มีพิกัดทนกระแสลัดวงจร ≥ กระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้ และพิกัดเวลา ≥ การตั้งค่าการหน่วงเวลาของเบรกเกอร์ ตัวอย่าง: การหน่วงเวลาเบรกเกอร์ 0.2 วินาที ต้องใช้ ATS ที่มีพิกัดกระแสลัดวงจรขั้นต่ำ 0.2 วินาที (หรือพิกัดกระแสที่สูงกว่าโดยใช้เวลาน้อยกว่า หากการวิเคราะห์ I²t ยืนยัน)

OCPD แบบทันที → ATS แบบมาตรฐาน 3 ไซเคิลยอมรับได้

• : ตรวจสอบ WCR ของ ATS ≥ กระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้สำหรับประเภทพิกัดเฉพาะหรือ "เบรกเกอร์ใดๆ" ที่ตรงกับการเลือก OCPD ของคุณขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบห่วงโซ่การประสานงานปลายทาง²ยืนยันว่าระบบการกระจายกำลังไฟฟ้าทั้งหมดตั้งแต่แหล่งจ่ายไฟจากการไฟฟ้าผ่าน ATS ไปจนถึงฟีดเดอร์โหลด รักษาการประสานงานในทุกระดับ พล็อตเส้นโค้งเวลา-กระแสสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดที่ต่ออนุกรมกัน ตรวจสอบการแยกเวลาที่เพียงพอ (ขั้นต่ำ 0.1 วินาทีระหว่างระดับที่อยู่ติดกัน) และการแยกขนาดกระแส (อัตราส่วน ≥ 1.6:1 สำหรับการเลือกกระแส) ตรวจสอบว่าไม่มีการตัดกันของเส้นโค้งเกิดขึ้นในช่วงกระแสฟอลต์ที่ใช้งาน.
• 4.2 แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดทางวิศวกรรม: มาตรฐานวิชาชีพการนำแนวทางปฏิบัติเหล่านี้ไปใช้จะแยกความแตกต่างระหว่างวิศวกรรมมืออาชีพกับการคาดเดาข้อกำหนด:.

ดำเนินการศึกษาไฟฟ้าลัดวงจรที่ครอบคลุมเสมอก่อนที่จะระบุ ATS และ OCPD

อย่าพึ่งพาค่าประมาณตามกฎเกณฑ์หรือค่า "ทั่วไป" กระแสฟอลต์ที่ใช้งานได้แตกต่างกันอย่างมากตามความจุของการไฟฟ้า, ขนาดหม้อแปลง, ความยาวสายเคเบิล และอิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟ ข้อผิดพลาด 20% ในการคำนวณอิมพีแดนซ์สามารถสร้างข้อผิดพลาด 30% ในกระแสฟอลต์ ซึ่งอาจทำให้พิกัดอุปกรณ์ป้องกันทั้งหมดเป็นโมฆะ.

จัดทำเอกสารประเภท OCPD, การตั้งค่า และความสัมพันธ์ของพิกัด ATS ในเอกสารการก่อสร้าง

สร้างรายงานการประสานงานการป้องกันที่ระบุไว้อย่างชัดเจนว่า: "ATS รุ่น XYZ ที่มีพิกัด SCCR 65kA จะใช้ได้เฉพาะเมื่อได้รับการป้องกันโดยเบรกเกอร์รุ่น ABC, เฟรม 800A, โดยมีการตั้งค่า: Ir=0.9×In, Isd=8×Ir, tsd=0.2s, Ii=OFF (ปิดใช้งานทันที)" รวมข้อมูลนี้ไว้ในไดอะแกรมเส้นเดียวและตารางแผง ทำเครื่องหมายอุปกรณ์ภาคสนามตาม NEC 110.24 โดยระบุการพึ่งพา

พิจารณาการเติบโตของโหลดในอนาคตและการเปลี่ยนแปลงระดับฟอลต์. 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. กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจากระบบสาธารณูปโภคอาจเพิ่มขึ้น หากมีการอัพเกรดสถานีย่อย หรือมีการเชื่อมต่อการผลิตไฟฟ้าเพิ่มเติมในบริเวณใกล้เคียง ระบุพิกัดอุปกรณ์ป้องกันโดยมีส่วนต่าง 20-30% เหนือค่าที่คำนวณได้ เพื่อรองรับการเติบโตในอนาคตที่สมเหตุสมผล โดยไม่ต้องเปลี่ยนอุปกรณ์.

ใช้อ้างอิงตารางการประสานงานและข้อมูลการทดสอบของผู้ผลิต. อย่าคิดว่ามีการประสานงานโดยพิจารณาจากการพล็อตเส้นโค้งเพียงอย่างเดียว - การเลือกพลังงานและลักษณะการจำกัดกระแสส่งผลต่อการประสานงานในรูปแบบที่เส้นโค้งเวลา-กระแสไม่สามารถเปิดเผยได้ อ้างอิงตารางการเลือกที่ผู้ผลิตจัดเตรียมให้ ซึ่งบันทึกชุดค่าผสมที่ผ่านการทดสอบ หรือขอข้อมูลการทดสอบจากโรงงานสำหรับการใช้งานเฉพาะ.

ตรวจสอบภาคสนามว่าการตั้งค่า OCPD ที่ติดตั้งตรงกับความตั้งใจในการออกแบบ. การควบคุมคุณภาพการก่อสร้างต้องรวมถึงการตรวจสอบว่าหน่วยทริปอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการตั้งโปรแกรมตามการศึกษาการประสานงาน ไม่ได้ปล่อยไว้ที่ค่าเริ่มต้นจากโรงงาน การตั้งค่าความล่าช้าที่ไม่ถูกต้องเพียงครั้งเดียวจะทำให้การวิเคราะห์การประสานงานทางวิศวกรรมหลายเดือนเป็นโมฆะ.

4.3 การวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์: การแลกเปลี่ยนที่ชาญฉลาด

หน่วย ATS ที่มีพิกัด Short-time มีราคาสูงกว่า - โดยทั่วไป 30-60% เหนือรุ่นที่มีพิกัดมาตรฐานเทียบเท่า การลงทุนนี้สมเหตุสมผลทางวิศวกรรมและเศรษฐกิจเมื่อใด

สถานการณ์การลงทุนภาคบังคับ ที่ซึ่ง ATS ที่มีพิกัด Short-time ไม่สามารถต่อรองได้:

• ระบบไฟฟ้าฉุกเฉินที่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการประสานงานแบบเลือกสรร NEC 700.28
• สถานพยาบาลภายใต้ NEC Article 517 (พื้นที่ดูแลผู้ป่วย)
• ระบบไฟฟ้าปฏิบัติการวิกฤต (COPS) ตาม NEC Article 708
• ศูนย์ข้อมูลที่สำคัญต่อภารกิจที่มีข้อกำหนดความน่าเชื่อถือระดับ Tier III/IV
• การใช้งานใดๆ ที่รหัสที่บังคับใช้หรือข้อกำหนดของสัญญา กำหนดให้มีการประสานงานแบบเลือกสรรอย่างชัดเจน

สถานการณ์การลงทุนที่มีมูลค่าสูง ที่ซึ่ง ATS ที่มีพิกัด Short-time ให้ประโยชน์ในการดำเนินงาน:

• โรงงานผลิตที่เวลาหยุดทำงานในการผลิตเกิน 10,000 บาท/ชั่วโมง
• อาคารพาณิชย์ที่มีผู้เช่าหลากหลาย ซึ่งการแยกข้อผิดพลาดช่วยป้องกันการหยุดทำงานของผู้เช่าหลายราย
• ระบบจำหน่ายในมหาวิทยาลัย ที่ซึ่งการรักษาการดำเนินงานบางส่วนระหว่างเกิดข้อผิดพลาดมีมูลค่าสูง
• สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายชุด โดยที่ กลยุทธ์การขนานเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ได้รับประโยชน์จากการป้องกันที่ประสานงานกัน

กลยุทธ์ทางเลือก ที่อาจให้การป้องกันที่เพียงพอในราคาที่ต่ำกว่า:

ฟิวส์จำกัดกระแสไฟฟ้าต้นทาง: ฟิวส์ Class J, L หรือ RK1 ให้การเลือกโดยธรรมชาติผ่านลักษณะการจำกัดพลังงานโดยไม่มีการหน่วงเวลา การตัดการเชื่อมต่อแบบฟิวส์ต้นทางของ ATS อาจทำให้สามารถใช้ ATS ที่มีพิกัดมาตรฐานได้ ในขณะที่ยังคงได้รับการประสานงานที่ยอดเยี่ยม ข้อดีข้อเสีย: ฟิวส์เป็นอุปกรณ์แบบใช้ครั้งเดียวที่ต้องเปลี่ยนหลังการทำงาน ในขณะที่เบรกเกอร์รีเซ็ตได้.

แหล่งจ่ายที่มีอิมพีแดนซ์สูงกว่า: การระบุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือหม้อแปลงที่มีอิมพีแดนซ์สูงกว่าโดยเจตนา จะช่วยลดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ ATS ซึ่งอาจทำให้พิกัดมาตรฐานเพียงพอ แม้จะมีการหน่วงเวลาของเบรกเกอร์เพียงเล็กน้อย ข้อดีข้อเสีย: อิมพีแดนซ์ที่สูงขึ้นจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าตก และอาจส่งผลต่อความสามารถในการสตาร์ทมอเตอร์.

Zone selective interlocking (ZSI): การสื่อสารขั้นสูงระหว่างหน่วยทริปเบรกเกอร์ ช่วยให้สามารถเลือกได้อย่างชาญฉลาด โดยที่เบรกเกอร์ปลายทางส่งสัญญาณ “ยับยั้ง” ไปยังอุปกรณ์ต้นทางระหว่างเกิดข้อผิดพลาด ซึ่งสามารถลดเวลาหน่วงที่ต้องการ ซึ่งอาจทำให้พิกัด ATS มาตรฐานเป็นไปได้ ข้อดีข้อเสีย: ความซับซ้อนของระบบที่เพิ่มขึ้นและต้นทุนเบรกเกอร์ที่สูงขึ้น.

4.4 การสนับสนุนด้านวิศวกรรมของ VIOX: แหล่งข้อมูลทางเทคนิคและบริการประสานงาน

VIOX Electric ตระหนักดีว่าการประสานงาน ATS-เบรกเกอร์ เป็นหนึ่งในด้านที่ท้าทายทางเทคนิคมากที่สุดของการออกแบบระบบไฟฟ้าสำรอง ทีมวิศวกรของเราให้บริการสนับสนุนที่ครอบคลุม เพื่อให้มั่นใจว่าข้อกำหนดของคุณบรรลุทั้งการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน.

คลังทรัพยากรทางเทคนิคของเราประกอบด้วยคู่มือการใช้งานโดยละเอียดที่ครอบคลุม หลักการพื้นฐานของการให้คะแนนเซอร์กิตเบรกเกอร์, เกณฑ์การเลือกสวิตช์ถ่ายโอน, และ กลยุทธ์การรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-ATS. แหล่งข้อมูลเหล่านี้ให้ความลึกทางเทคนิคที่จำเป็นสำหรับการเลือกอุปกรณ์และการออกแบบระบบอย่างชาญฉลาด.

สำหรับความท้าทายในการประสานงานที่ซับซ้อน VIOX เสนอบริการให้คำปรึกษาด้านวิศวกรรม ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบการวิเคราะห์การลัดวงจร การศึกษาการประสานงานเวลา-กระแส การตรวจสอบ SCCR และการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดการประสานงานแบบเลือกสรรของ NEC วิศวกรแอปพลิเคชันของเราทำงานโดยตรงกับทีมออกแบบของคุณ เพื่อพัฒนาระบบป้องกันที่สร้างสมดุลระหว่างความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และความคุ้มค่า สำหรับข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะของคุณ.

ติดต่อฝ่ายสนับสนุนด้านเทคนิคของ VIOX เพื่อหารือเกี่ยวกับความท้าทายในการประสานงานสวิตช์ถ่ายโอนของคุณ และเข้าถึงแหล่งข้อมูลทางวิศวกรรมของเรา เรามุ่งมั่นที่จะทำให้มั่นใจว่าระบบไฟฟ้าสำรองของคุณให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ เมื่อโหลดที่สำคัญต้องการการทำงานที่ไม่หยุดชะงัก.

---

คำถามที่พบบ่อย

Q1: อะไรคือความแตกต่างระหว่างเซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท A และประเภท B

เบรกเกอร์ประเภท A ทำงานด้วยทริปทันทีและไม่มีการหน่วงเวลา Short-time โดยเจตนา - ได้รับการออกแบบมาเพื่อเคลียร์ข้อผิดพลาดให้เร็วที่สุด (โดยทั่วไปคือ 10-20ms) เบรกเกอร์ประเภท B สามารถกำหนดค่าด้วยการหน่วงเวลา Short-time ที่ปรับได้ (0.05-1.0 วินาที) เพื่อเปิดใช้งานการประสานงานแบบเลือกสรรตามเวลา และมีพิกัด Icw ที่รับรองความสามารถในการทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในช่วงเวลาหน่วง เบรกเกอร์ประเภท A ใช้สำหรับฟีดเดอร์และวงจรสาขา เบรกเกอร์ประเภท B ถูกนำไปใช้ที่ตัวป้อนหลักและตำแหน่ง Bus-tie ที่จำเป็นต้องมีการประสานงาน.

Q2: สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติทุกตัวมีค่า Icw หรือไม่?

ไม่ใช่ เฉพาะหน่วย ATS ที่มีพิกัด Short-time เท่านั้นที่มีข้อกำหนด Icw หน่วย ATS มาตรฐานได้รับการจัดอันดับสำหรับการทนต่อ 3 ไซเคิล (50ms) และไม่มีพิกัด Icw เนื่องจากได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้กับการป้องกันทริปทันทีที่เคลียร์ข้อผิดพลาดภายในหน้าต่าง 3 ไซเคิล หากแอปพลิเคชันของคุณต้องการการประสานงานกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีการหน่วงเวลา คุณต้องระบุ ATS ที่มีพิกัด Short-time พร้อมพิกัด Icw ที่ตรงกับข้อกำหนดการหน่วงเวลาในการประสานงานของคุณ.

Q3: ฉันสามารถใช้ ATS แบบ 3 ไซเคิลมาตรฐานกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่มีการหน่วงเวลาได้หรือไม่?

ไม่ได้—นี่คือการจับคู่ที่ไม่ถูกต้องซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของ ATS ATS แบบ 3 ไซเคิลมาตรฐานได้รับการทดสอบเพื่อให้ทนต่อกระแสไฟฟ้าผิดพลาดได้ประมาณ 50 มิลลิวินาทีในขณะที่เบรกเกอร์ต้นทางตัดวงจร หากคุณกำหนดค่าเบรกเกอร์ต้นทางให้มีความล่าช้า 0.2 วินาที (200 มิลลิวินาที) เพื่อการประสานงานแบบเลือกสรร ATS จะสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าผิดพลาดเป็นเวลานานกว่าพิกัดที่ทนได้ถึงสี่เท่า ทำให้เกิดการเชื่อมติดของหน้าสัมผัส ความเสียหายจากอาร์ค หรือความล้มเหลวอย่างร้ายแรง เบรกเกอร์ที่มีการหน่วงเวลาต้องใช้หน่วย ATS ที่ได้รับการจัดอันดับเวลาสั้น ๆ.

Q4: ฉันจะคำนวณได้อย่างไรว่า ATS ของฉันสามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างการประสานงานของเบรกเกอร์ได้หรือไม่

ตรวจสอบว่าพลังงานความร้อน (I²t) จากข้อผิดพลาดน้อยกว่าความสามารถในการทนต่อของทั้งเบรกเกอร์และ ATS: I²t < Icw²(ATS) × t(rating) ตัวอย่าง: ข้อผิดพลาด 40kA ที่มีการหน่วงเวลาเบรกเกอร์ 0.3 วินาที สร้าง I²t = (40kA)² × 0.3s = 480 MJ/s ATS ของคุณต้องมีพิกัด Short-time ≥ 40kA สำหรับ ≥ 0.3 วินาที และเบรกเกอร์ของคุณต้องมี Icw ≥ 40kA สำหรับขั้นต่ำ 0.3 วินาที รวมส่วนต่างด้านความปลอดภัย 10-20% ในการคำนวณเหล่านี้เสมอ²Q5: "การประสานงานแบบเลือกสรร" หมายถึงอะไรสำหรับการติดตั้ง ATS²t(ความผิดพลาด) < I²cw(ATS) × t(อัตรา)²t(ความผิดพลาด) < I²ATS ที่มีพิกัด Short-time เป็นข้อบังคับเมื่อ: (1) เซอร์กิตเบรกเกอร์ต้นทางใช้การหน่วงเวลาโดยเจตนา (เบรกเกอร์ประเภท B) สำหรับการประสานงานแบบเลือกสรร หรือ (2) ข้อกำหนด NEC หรือสัญญา กำหนดให้มีการประสานงานแบบเลือกสรรอย่างชัดเจนสำหรับระบบไฟฟ้าฉุกเฉิน การดูแลสุขภาพ หรือการปฏิบัติงานที่สำคัญ นอกจากนี้ยังแนะนำสำหรับการใช้งานที่สำคัญต่อภารกิจใดๆ ที่การรักษาความต่อเนื่องของบริการสูงสุดระหว่างเกิดข้อผิดพลาด ให้มูลค่าการดำเนินงานที่สมเหตุสมผลกับส่วนต่างต้นทุน 30-60%²การติดตั้ง ATS อุตสาหกรรม 600A พร้อมหน้าสัมผัสที่มองเห็นได้และเซอร์กิตเบรกเกอร์ต้นทางในห้องจำหน่ายไฟฟ้า² การเปรียบเทียบทางเทคนิคของเซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภท A กับประเภท B ที่แสดงส่วนประกอบภายใน ลักษณะการทริป และพิกัด Icw.

ภาพระยะใกล้ของชุดประกอบหน้าสัมผัสเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่แสดงการดับอาร์คและการกระจายความร้อน

การเลือกสรรการทำงานประสานงานหมายความว่า ในระหว่างที่เกิดความผิดพร่องที่ใดก็ได้ในระบบจำหน่ายที่อยู่ปลายน้ำของ ATS อุปกรณ์ป้องกันที่อยู่ต้นน้ำของความผิดพร่องนั้นจะทำงานเท่านั้น—เบรกเกอร์ต้นน้ำของ ATS จะยังคงปิดอยู่ ทำให้จ่ายไฟให้กับโหลดทั้งหมด ยกเว้นวงจรสาขาที่เกิดความผิดพร่อง สิ่งนี้ต้องการการเลือกประเภท, พิกัด และการตั้งค่าของเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เหมาะสม ซึ่งประสานงานกับความสามารถในการทนต่อการลัดวงจรของ ATS ข้อกำหนด NEC Article 700.28 กำหนดให้มีการเลือกสรรการทำงานประสานงานสำหรับระบบฉุกเฉิน ซึ่งมักจะผลักดันข้อกำหนดสำหรับหน่วย ATS ที่มีพิกัดเวลาสั้น.

Q6: เมื่อใดที่จำเป็นต้องใช้ ATS ที่มีอัตรากระแสไฟทนทานต่อการลัดวงจรในช่วงเวลาสั้นๆ?

แผนภาพทางเทคนิคที่แสดงการประสานงานแบบเลือกสรรของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ATS พร้อมการหน่วงเวลาและพิกัด Icw.

Q7: อิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีผลต่อการประสานงานของ ATS อย่างไร

โดยทั่วไปแล้ว แหล่งจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะมีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรต่ำกว่าแหล่งจ่ายไฟจากการไฟฟ้า 4-10 เท่า เนื่องจากการตอบสนองต่อกระแสชั่วขณะ (subtransient reactance) ทำให้เกิดสถานการณ์การประสานงานที่แตกต่างกันสองแบบ ซึ่งต้องวิเคราะห์แยกกัน ได้แก่ สถานการณ์สำหรับความผิดพลาดจากแหล่งจ่ายไฟจากการไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้าสูงกว่า อาจรุนแรงกว่า) และสถานการณ์สำหรับความผิดพลาดจากแหล่งจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้าต่ำกว่า ข้อกำหนดการประสานงานที่แตกต่างกัน) ATS ของคุณต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดจากแหล่งจ่ายไฟใดแหล่งจ่ายไฟหนึ่ง และการศึกษาการประสานงานของคุณต้องตรวจสอบการเลือก (selectivity) ภายใต้ทั้งสองสถานการณ์ การติดตั้งบางอย่างอาจต้องมีการตั้งค่าเบรกเกอร์ที่แตกต่างกัน หรืออุปกรณ์ที่มีอัตราคู่ (dual-rated devices) เพื่อรองรับความแตกต่างนี้.