I disattivatori di ingresso e di uscita UPS: una lista di controllo pratica per il coordinamento
Un guasto del ramo di uscita non dovrebbe trasformare un circuito guasto in un'interruzione per ogni carico sull'UPS. Eppure una tabella degli interruttori che mostra solo le correnti nominali non può dirti quale dispositivo si aprirà per primo. La risposta cambia con la sorgente che alimenta il guasto: l'inverter ha una corrente limitata, mentre un percorso di bypass statico disponibile può immettere una corrente di guasto molto più elevata dall'utenza o dal generatore.
Per un UPS industriale online, il coordinamento degli interruttori è uno studio di sistema, non una semplice scelta tra due curve di intervento da catalogo. L'ingegnere necessita dello schema unifilare installato, del comportamento di guasto e bypass del modello UPS, dei livelli di guasto della sorgente, dei percorsi dei cavi e delle curve dei dispositivi di protezione effettivi. Questa checklist identifica le decisioni da prendere prima che qualcuno approvi una tabella degli interruttori.
Inizia dai terminali dell'UPS. Etichetta l'ingresso del raddrizzatore, l'ingresso del bypass statico se separato e la distribuzione di uscita dell'UPS. Un'unità a ingresso comune ha ancora percorsi funzionali distinti di raddrizzatore e bypass all'interno dell'UPS. Aggiungi qualsiasi connessione di generatore, ATS e bypass di manutenzione mostrata nel progetto. Quindi segna l'interruttore di alimentazione in ingresso, l'interruttore di alimentazione di bypass, il dispositivo di uscita dell'UPS e ogni dispositivo di ramo a valle.
Questo articolo riguarda la protezione dell'alimentazione e dei rami AC attorno a un sistema UPS. La protezione DC della stringa della batteria e la sequenza di isolamento per un armadio di bypass di manutenzione esterno richiedono le proprie revisioni di progettazione. La nostra guida interruttore di bypass di manutenzione e guida al cortocircuito affronta il percorso di manutenzione alternativo.
Prima di scegliere le impostazioni, decidi dove è richiesta la selettività. Per un cortocircuito in un ramo di carico, solo quel ramo dovrebbe aprirsi mentre gli altri carichi dell'UPS rimangono energizzati? La risposta si trova sullo schema unifilare e nello studio di protezione. Potrebbe richiedere un progetto diverso da un guasto sul bus di uscita comune dell'UPS, dove più rami non possono rimanere non interessati.
Un interruttore di ingresso deve trasportare la richiesta di ingresso specificata dall'UPS nelle condizioni operative pertinenti, inclusa la carica della batteria e qualsiasi sovraccarico o condizione di bypass consentita. Le correnti nominali di ingresso del raddrizzatore e del bypass richiedono un'attenzione separata su un modello a doppio ingresso. Un interruttore a valle deve adattarsi al suo circuito e carico. La corrente continua è solo il primo controllo.
In ogni punto di installazione, confronta la capacità di interruzione nominale del dispositivo e la capacità di cortocircuito dell'assemblaggio con la massima corrente di guasto prospettica. Quindi rivedi la curva dell'unità di intervento o della fusibile rispetto alla corrente di guasto disponibile e al requisito di protezione del conduttore. Anche la corrente di guasto più bassa credibile in un ramo remoto è importante: potrebbe essere troppo piccola per attivare un elemento istantaneo come previsto. Utilizza il modello effettivo del dispositivo, le impostazioni e la curva del produttore, comprese le tolleranze e i dati di let-through dove lo studio li richiede.
La precedente guida C-curve vs D-curve per ingresso UPS affronta un problema specifico di ingresso: lo scatto intempestivo all'energizzazione. Un interruttore che evita uno scatto di spunto deve comunque proteggere il cavo, interrompere il guasto prospettico e coordinarsi con il sistema a monte. “Usare una curva D” non può rispondere da solo a queste domande.
Ecco la parte che un singolo grafico tempo-corrente può nascondere. Con l'UPS che alimenta il carico dal suo inverter, la corrente di guasto in uscita è limitata dal comportamento dell'inverter di quel modello. Sulla batteria, il bypass statico potrebbe non essere disponibile perché la sua sorgente AC è guasta. Un dispositivo di ramo che scatta prontamente quando alimentato dal bypass di rete potrebbe non interrompersi allo stesso modo sulla batteria. L'UPS potrebbe invece limitare la corrente, allarmare o spegnersi in base al suo progetto.
Quando è disponibile una sorgente di bypass accettabile, alcuni progetti UPS trasferiscono un guasto grave a valle al bypass statico. Ciò modifica sia la corrente di guasto prospettica sia lo stress sull'interruttore statico e sui suoi dispositivi di protezione. La nota di coordinamento pubblicata da Schneider Electric distingue l'inverter a corrente limitata dal percorso di bypass a capacità superiore e afferma che le impostazioni a valle richiedono uno studio specifico del sito. Eaton raccomanda allo stesso modo di confrontare il comportamento di interruzione del dispositivo di ramo con le capacità dell'inverter e del bypass dell'UPS piuttosto che trattare i fusibili di bypass interni come protezione per la distribuzione dell'edificio.
La posizione del trasformatore può modificare il percorso visto dal carico durante il bypass. Vedi la nostra checklist per le specifiche UPS basate su trasformatore per una revisione specifica del modello dei percorsi del trasformatore e del bypass.
Un generatore aggiunge un altro caso sorgente. La sua corrente di guasto disponibile e la risposta di tensione possono differire da quelle della rete elettrica, e la disponibilità del bypass dipende dal modello UPS e dalla qualità della potenza del generatore. La guida alle specifiche UPS con supporto generatore spiega perché l'accettazione del raddrizzatore e la prontezza del bypass statico devono essere controllate separatamente. Includi il caso del generatore nella revisione della protezione se si prevede che i carichi protetti funzionino con quella sorgente.
| Caso di guasto o operativo | Informazioni da ottenere | Domanda per lo studio di coordinamento |
|---|---|---|
| Guasto o energizzazione lato ingresso | Requisiti di ingresso UPS, dati dell'alimentazione e della sorgente, comportamento di spunto | L'interruttore di ingresso può sopportare il duty normale, evitare scatti indesiderati e proteggere comunque l'alimentazione? |
| Guasto del ramo di uscita, inverter che alimenta il carico | Comportamento corrente/tempo dell'inverter specifico del modello; impedenza del ramo e curva di intervento | Il ramo guasto si interromperà prima che l'UPS ritiri il supporto dagli altri carichi? |
| Guasto del ramo di uscita, bypass statico disponibile | Livello di guasto della sorgente di bypass; limiti dell'interruttore statico e dei dispositivi di protezione | Il ramo può interrompersi entro il duty di bypass consentito senza aprire prima un dispositivo comune? |
| Generatore che alimenta UPS o bypass | Dati di guasto e transitori del generatore; stato di accettazione e bypass dell'UPS | La protezione e la selettività previste valgono ancora con il generatore? |
| Modalità bypass di manutenzione, se installata | Percorso alternativo, capacità dell'interruttore e livello di guasto della sorgente | Quali dispositivi proteggono e isolano il carico quando l'UPS è fuori percorso? |
La tabella è una mappa di revisione, non un insieme di valori di superamento. I tempi di interruzione effettivi e le impostazioni devono provenire dall'UPS e dai dispositivi di protezione scelti, dallo studio di guasto e dai requisiti di progetto applicabili.
L'UPS protegge i propri componenti. I suoi fusibili interni, il limite di corrente elettronico e la protezione dell'interruttore statico non forniscono automaticamente a ciascun ramo di carico un dispositivo di protezione selettivo. Se un piccolo guasto di ramo attiva prima un dispositivo UPS o di bypass comune, tutti i carichi a valle potrebbero andare persi anche se il guasto è iniziato su un solo circuito.
Anche il coordinamento ha dei limiti. A un livello di guasto elevato, le regioni istantanee di due interruttori o il comportamento di let-through potrebbero sovrapporsi; a un livello di guasto basso, un inverter potrebbe non fornire corrente sufficiente per far scattare rapidamente un ramo. Un progettista qualificato deve controllare entrambe le estremità dell'intervallo di corrente di guasto e indicare dove si ottiene la selettività, dove è solo parziale e cosa fa l'UPS quando il percorso di bypass è assente.
Le disposizioni di neutro e di terra influenzano il percorso del guasto. Non copiare un layout di interruttore a tre o quattro poli da un altro disegno UPS senza controllare la sorgente del sito, il collegamento e la disposizione del bypass. Questo articolo non specifica un numero di poli universale o una procedura di commutazione sul campo.
Fornisci al progettista e al fornitore UPS le stesse informazioni:
- Schema unifilare as-built o proposto, con percorsi di raddrizzatore, bypass statico, uscita e manutenzione identificati
- Modello UPS e dati di ingresso, bypass, cortocircuito dell'inverter e interruttore statico
- Dati della sorgente di rete e del generatore, inclusi livelli di guasto prospettici massimi e minimi nei punti pertinenti
- Dimensioni, lunghezze, condizioni di installazione e carichi collegati dei cavi di alimentazione e di ramo
- Modelli esatti di interruttori o fusibili, correnti nominali, impostazioni regolabili e curve tempo-corrente/let-through
- Disposizione di terra e neutro, più i circuiti in cui è richiesta l'isolamento selettivo
Chiedi alla revisione di restituire la tabella dei dispositivi, le ipotesi dello studio e un breve elenco dei casi operativi che sono stati effettivamente controllati. Se un ramo non può essere selettivo in modalità batteria, tale limitazione dovrebbe essere visibile nei documenti di consegna, non scoperta durante un guasto. La guida all'accettazione dell'installazione UPS mostra come registrare la configurazione installata e i test funzionali concordati; un test di commissioning non sostituisce lo studio di protezione.
La domanda pratica non è “Quale interruttore è più grande?” È se il dispositivo giusto interrompe il guasto giusto mentre l'UPS è in ogni modalità che il sito intende utilizzare.
Schneider Electric, Coordinamento relè e interruttori a valle per sistemi UPS Galaxy e Symmetra MW — spiegazione del produttore sul coordinamento specifico del modello e del sito, comportamento della sorgente dell'inverter e del bypass.
Eaton, Comportamento della sorgente di alimentazione e suo effetto sulla distribuzione di potenza — limitazione dell'inverter, duty di guasto del bypass e selettività del ramo di carico.
