C-curve versus D-curve automaat voor UPS-ingang: welke moet u gebruiken?

Een automaat voor de UPS-ingang kan correct worden gedimensioneerd op basis van de stroomsterkte en toch uitschakelen op het moment dat de UPS wordt ingeschakeld.

Dit wordt meestal gezien wanneer de kabelmaat correct is, de stroomsterkte van de automaat redelijk is en er geen fout is aan de afnemerszijde — maar de automaat slaat alleen uit tijdens het opstarten.

In dat geval is het eerste dat u moet controleren niet de maat van de automaat.

Het is de uitschakelkarakteristiek.

Een C-curve en een D-curve automaat kunnen dezelfde nominale stroomsterkte hebben, maar ze reageren heel anders op kortstondige inschakelstromen.

Dat is belangrijk bij UPS-ingangen.

C-curve en D-curve: wat verandert er werkelijk?

Voor miniatuurautomaten is het belangrijkste verschil het magnetische uitschakelbereik.

In is de nominale stroomsterkte van de automaat.

Voor een automaat van 63 A:

• C-curve: ongeveer 315 tot 630 A
• D-curve: ongeveer 630 tot 1.260 A

Dit zijn bereiken, geen vaste uitschakelpunten.

De reactie van de automaat hangt ook af van hoe lang de stroom aanhoudt.

Dus het opstarten van de UPS moet worden gecontroleerd tegen beide:

inschakelstroomsterkte + inschakelduur

De juiste referentie is de tijd-stroomcurve van de fabrikant van de automaat.

Waarom het opstarten van de UPS de ingangsautomaat kan uitschakelen

Er zijn twee veelvoorkomende oorzaken.

DC-buscondensator opladen

Wanneer de UPS wordt ingeschakeld, moeten de DC-buscondensatoren worden opgeladen.

De meeste moderne UPS-systemen gebruiken een voorlaadcircuit of een gecontroleerde gelijkrichterstart om deze stroom te beperken.

Afhankelijk van de gelijkrichter en het voorlaadontwerp, kan de opstartstroom de normale ingangsstroom tijdelijk aanzienlijk overschrijden.

De werkelijke waarde varieert per UPS-ontwerp.

Als de fabrikant de ingangs inschakelstroom en -duur levert, gebruik dan die waarden.

Magnetische inschakelstroom van de transformator

Dit is vooral belangrijk bij transformatorgebaseerde laagfrequente UPS-systemen.

Wanneer de ingangstransformator wordt ingeschakeld, kan de magnetische inschakelstroom veel hoger zijn dan de stationaire stroom.

De piek is afhankelijk van:

• schakelhoek
• restmagnetisme in de transformatorkern
• transformatordesign
• bronimpedantie

Dit is de reden waarom dezelfde UPS de ene keer normaal kan starten en de volgende keer uitschakelt.

Niets anders is veranderd.

De inschakelconditie is veranderd.

Technische opmerking:
Als een UPS bij sommige pogingen normaal start, maar bij andere de automaat uitschakelt, vooral met een ingangstransformator, verhoog dan niet onmiddellijk de stroomsterkte van de automaat. Controleer eerst de opstartgolfvorm, de inschakelstroom van de transformator en de momentane instelling van de automaat.

Los het uitschakelen tijdens het opstarten niet op door simpelweg de maat van de automaat te vergroten

Dit is een veelvoorkomende oplossing ter plaatse.

Een automaat van 63 A slaat uit, dus deze wordt vervangen door 80 A of 100 A.

De UPS start, maar de beveiliging is mogelijk niet meer correct.

De grotere automaat kan de kabelbeveiliging verminderen en de coördinatie met de stroomopwaartse automaat beïnvloeden.

Controleer voordat u de stroomsterkte van de automaat verhoogt:

• werkelijke UPS-ingangsstroom
• door de fabrikant aanbevolen automaat
• inschakelstroom tijdens opstarten
• uitschakelkarakteristiek van de automaat
• kabelcapaciteit
• stroomopwaartse beveiliging

Als de automaat alleen uitschakelt wanneer de UPS wordt ingeschakeld, controleer dan de uitschakelkarakteristiek voordat u de stroomsterkte wijzigt.

Nominale stroomsterkte en uitschakelkarakteristiek zijn twee verschillende controles

Dit is het belangrijkste punt.

Nominale stroomsterkte: controleer de UPS-ingangszijde

De ingangsautomaat moet worden geselecteerd op basis van de werkelijke UPS-ingangsstroom, niet alleen op basis van de uitgangs-kVA.

Ingangsstroom is afhankelijk van:

• belasting
• ingangsvermogensfactor
• UPS-efficiëntie
• batterijlaadstroom
• vervorming van de ingangsstroom

Twee UPS-systemen met dezelfde kVA-rating kunnen daarom verschillende ingangsautomaat-ratings vereisen.

De installatiehandleiding moet de eerste referentie zijn.

Als de fabrikant een aanbevolen ingangsautomaat-maat levert, begin dan daar en verifieer deze tegen de kabel- en installatieomstandigheden.

Uitschakelkarakteristiek: controleer de inschakelstroom tijdens opstarten

Zodra de stroomsterkte is bevestigd, controleer dan of de automaat de normale opstart kan doorstaan.

Vergelijk de UPS-inschakelgegevens met de tijd-stroomcurve van de automaat.

Een praktische regel is:

• als de inschakelstroom in het C-curve directe uitschakelgebied komt, is hinderlijk uitschakelen mogelijk
• als de UPS een ingangstransformator heeft, kan een D-curve meer opstartmarge bieden
• als de UPS een goed gecontroleerde soft-start en lage inschakelstroom heeft, kan een C-curve voldoende zijn

De juiste keuze is niet automatisch D.

Het is de automaatkarakteristiek die de normale opstart kan doorstaan en toch de juiste foutbeveiliging biedt.

D-curve is niet automatisch beter

Een D-curve automaat verdraagt hogere kortstondige stromen.

Dat helpt bij de inschakelstroom tijdens opstarten.

Maar de hogere drempel voor directe uitschakeling betekent ook dat het circuit mogelijk een hogere foutstroom nodig heeft om snel uit te schakelen.

Bijvoorbeeld, een D63 automaat komt in zijn magnetische directe uitschakelbereik bij ongeveer:

63 × 10 = 630 A

Dat betekent niet dat 630 A directe uitschakeling garandeert.

Betrouwbare foutverwijdering moet nog steeds worden geverifieerd tegen de uitschakelcurve van de fabrikant en de beschikbare potentiële kortsluitstroom.

Dit is vooral belangrijk waar de installatie heeft:

• lange voedingskabels
• hoge lusimpedantie
• een relatief zwakke bron
• beperkte stroomopwaartse transformatorcapaciteit

Dus een D-curve mag niet alleen worden geselecteerd omdat een C-curve hinderlijk uitschakelt.

De beschikbare kortsluitstroom moet nog steeds worden gecontroleerd.

Transformatorgebaseerde UPS-systemen vereisen meer aandacht

Transformatorgebaseerde UPS-systemen vereisen meestal meer aandacht tijdens de selectie van de automaat, omdat de magnetische inschakelstroom van de transformator veel hoger kan zijn dan de normale bedrijfsstroom.

Een automaat kan correct lijken op basis van de stationaire stroom en toch uitschakelen bij inschakeling.

Voor deze UPS-systemen kan een D-curve MCB geschikter zijn als de inschakelstroom tijdens opstarten in het C-curve directe uitschakelgebied komt.

Maar de uiteindelijke selectie moet nog steeds voldoen aan:

• kabelbeveiliging
• kortsluitbeveiliging
• foutluscondities
• stroomopwaartse coördinatie

Voor grotere UPS-systemen is C-curve versus D-curve vaak niet de juiste vraag

C- en D-karakteristieken zijn voornamelijk van toepassing op miniatuurautomaten.

Voor grotere driefasige UPS-systemen is de ingangsbeveiliging vaker een:

• MCCB
• instelbare MCCB
• ACB

In die gevallen is het werkelijke probleem meestal de beveiligingsinstelling, niet de letter C of D.

Controleer:

• lange-tijd pick-up
• korte-tijd pick-up
• directe pick-up
• korte-tijd vertraging
• stroomopwaartse en afwaartse coördinatie

Bij grotere UPS-systemen zoals 80 kVA, 120 kVA of 200 kVA is dit meestal relevanter dan het vergelijken van C- en D-curves.

Controleer ook de stroomopwaartse automaat

De UPS-voedingsautomaat is niet het enige apparaat dat de inschakelstroom tijdens opstarten ziet.

De stroomopwaartse automaat ziet het ook.

Als de stroomopwaartse directe instelling te laag is, kan de UPS-voedingsautomaat gesloten blijven terwijl de stroomopwaartse automaat uitschakelt.

Dat kan een veel groter deel van het distributiesysteem uitschakelen.

Voor grotere systemen moet de coördinatie worden gecontroleerd met behulp van:

• selectiviteitstabellen van de fabrikant
• tijd-stroomcurves
• berekeningen voor beveiligingscoördinatie

Vertrouw niet alleen op de nominale stroomsterkte van de automaat.

Ingangsharmonischen beïnvloeden ook de belasting van de automaat

Sommige UPS-gelijkrichtertopologieën kunnen een relatief hoge vervorming van de ingangsstroom hebben.

Dit verhoogt de RMS-stroom en de verwarming in:

• kabels
• automaten
• stroomrails
• aansluitingen

Moderne UPS-systemen met actieve PFC hebben meestal een veel lagere vervorming van de ingangsstroom, maar de werkelijke gegevens van de fabrikant moeten nog steeds worden gebruikt.

Gebruik voor het dimensioneren van de automaat de werkelijke RMS-ingangsstroom onder de relevante bedrijfsomstandigheden.

Praktische checklist voor UPS-ingangsautomaten

Laatste punt

De selectie van de UPS-ingangsautomaat komt neer op drie afzonderlijke vragen:

De stroomsterkte van de automaat wordt geselecteerd op basis van de UPS-ingangsstroom.

De uitschakelkarakteristiek of magnetische instelling van de automaat moet worden gecoördineerd met de inschakelstroom van de UPS tijdens opstarten en de beschikbare kortsluitstroom.

De uiteindelijke selectie van de automaat moet nog steeds voldoen aan kabelbeveiliging, kortsluitbeveiliging en stroomopwaartse coördinatie.

Als een UPS alleen tijdens het opstarten uitschakelt, ga er dan niet van uit dat de automaat te klein is.

Controleer of de inschakelstroom tijdens opstarten simpelweg het directe uitschakelgebied binnenkomt.

In veel gevallen is het probleem niet de capaciteit van de automaat.

Het is de karakteristiek van de automaat.