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低壓電器智能化時代到來 創新才能使企業成長

發布時間:2017-08-21     來源:福太勒(杭州)電氣有限公司

大勢所趨,低壓電器智能化

在過去,我們所說的低壓電器一般只是指能實現某種功能或某幾種功能的元器件,產品縱向一體化的發展趨勢要求企業從系統性出發,整合所有配電、保護、控制等元器件,為目標行業客戶提供穩定可靠的解決方案,同時對于特定行業有針對性地提高額定電壓和產品性能。隨著互聯網、物聯網、工業4.0、智能電網、智能家居等各種技術的發展,低壓電器產品除了要綠色環保、節能節材、符合相關網絡通信協議及EMC測試條件外,也要求需要具備網絡互聯功能。


合理選型,確保用電安全

ATSE尤其重要的功能與作用成為低壓配電系統中不可缺少的重要組成部分,直接影響著各種用電場所的安全與可靠,合理選型一直是業內爭論的話題。吳總結合多年的開發應用經驗,在工程設計中如何合理選用ATSE給出了如下見地:

(1)轉換時間與應用場合、負載類別有關。

ATSE總動作時間由3部分組成:①人為延時(可調,躲避電網閃變干擾,一般為100ms);②操作機構響應時間(不可調,一般電磁鐵操作機構轉換速度快);③觸頭轉換時間(三位置ATSE的觸頭轉換時間可調,二位置ATSE不可調,二位置ATSE快于三位置ATSE)。

ATSE的轉換速度越快,其對驅動機構的設計、控制器采樣及電氣控制部分的要求越高,在相同的機械壽命和電氣壽命條件下,轉換速度快的ATSE整體性能和可靠性較轉換速度慢的ATSE更好。在實際應用中,對于一些重要負載,超過其允許的斷電時間會影響其正常工作,ATSE的總動作時間(斷電時間)不宜大于負載允許最大中斷供電時間,電氣設計人員應選擇轉換速度比較快的ATSE產品。

因感性負載在斷電后會產生感應電壓,并隨著時間無規律衰減,其電壓、頻率、幅值與投入電源有較大差異,如ATSE在此期間進行電源投切,會給電路造成較大的電流沖擊。因此,在一些對斷電時間要求不高、且為感性負載(如電機)的用電場合,應引入人為延時,使ATSE總動作時間(斷電時間)大于負載感應電壓消失的時間。

在實際使用時,需結合ATSE應用場合和負載特性選擇合適的轉換時間的ATSE產品。

(2)設計選型時需關注額定限制短路電流Iq值的重要性。

Iq值是ATSE的一項關鍵技術指標,是指在短路保護電器動作時間內能夠承受的預期短路電流值;因GB14048.11標準未嚴格要求ATSE產品在做3C認證試驗時應選用哪種類型的短路保護電器,目前業內基本上都是用斷路器或熔斷器配合ATSE一起試驗來測試ATSE的Iq值。

熔斷器在承受預期短路電流時的熔斷時間比同規格的斷路器分斷時間要快得多。在低壓配電系統設計中,ATSE一般與斷路器配合使用,如設計師按“斷路器的預期短路電流值”來選擇“用熔斷器通過的Iq值試驗的”ATSE產品,就會出現斷路器未跳閘而ATSE產品損壞的故障。故建議電氣設計人員在選擇ATSE時要重視Iq值,應盡量選擇用斷路器配合測試且通過Iq值試驗的ATSE產品。

(3)當負載為電機時,需考慮ATSE是否具備相位偵測功能。

常規的ATSE自動轉換的原理是:控制器實時監測兩路電源的三相電壓有效值,當監測到主電源電壓超出正常電壓范圍時,發出指令控制本體結構進行動作,將其投切到備用電源。

電機為感性負載,在運行時如出現斷電,因慣性作用電機會持續運轉一段時間,并在接線端子上產生感應電壓。經測試,三相電機在運行時發生某一相電源斷電時會持續運行,并在斷相的端子上感應出和正常電源電壓有效值、頻率差不多,但相位差異較大的感應電壓。如設計師選用的是常規ATSE(僅檢測電壓有效值),會檢測不出電源故障,進而未執行電源轉換動作,最終造成電機斷相運行;如電機斷相運行時間過長,將會損壞。

因此,當負載為電機時,為避免電源斷相時雙電源不轉換的現象發生,應選擇具備相位偵測功能的ATSE產品。

(4)使用類別選擇問題。

ATSE的使用類別應根據安裝位置選擇:①電源端ATSE的選用:電源端ATSE的額定短時耐受電流Icw要大于或等于電路的預期短路電流值,短耐時間應大于或等于ACB的短延時時間(0.4s)。短路接通能力Icm不小于nIcw(一般n=2~2.2)。使用類別選用AC-33A最佳,次之AC-33iA或AC-33B。②配電端ATSE的選用:配電端ATSE額定限制短路電流(Iq)大于或等于電路的預期短路電流外,此電流下的配電級ATSE-G的I2t值也應大于所選用SCPD(短路保護電器)的I2t值。使用類別宜選用AC-33i或AC-33。③負載端ATSE選用:負載端ATSE主要用于電路末端,其使用類別與負載類型及其額定工作電流有關,且因其位于負載端,操作次數較頻繁,尤其是消防負荷一般宜選用AC-33iA和AC-33A。

(5)CB級雙電源選擇使用問題。

雙電源按分斷能力可分為CB級、PC級和CC級,CB級雙電源是配備過電流脫扣器的TSE,它的主觸頭能夠接通并用于分斷短路電流。行業內一般用斷路器作為雙電源的過電流脫扣器。

CB級雙電源在線路出現過電流并進行過載保護時,斷路器會脫扣、切斷負載的供電。ATSE控制部分一般都是從兩路斷路器進線端取電,如ATSE的斷路器因負載過流而脫扣,進線端仍然有電,控制部分不會驅動本體進行電源轉換,從而造成兩路電源正常,而負載斷電的故障。

在一些重要的場合,行業規范或國家標準要求負載在過載時不能影響正常供電;在施工現場,經常會出現一些暫態過電流或短路故障。在這些場合,設計師需謹慎選擇使用CB級雙電源。

小電流規格的CB級雙電源,一般廠家均采用微型斷路器作為動作本體。而國內的微斷一般都是按民用國標GB10963《家用及類似場所用過電流保護斷路器》設計,其污染等級、過載和短路保護特性與低壓電器行業國標GB14048.2《低壓開關設備和控制設備第2部分:斷路器》有較大差異,建議電氣設計人員在選用小規格的CB級雙電源時,應先評估微斷的性能是否能滿足設計要求。


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