Krzywa C vs. krzywa D wyłącznika dla wejścia UPS: który wybrać?

Wyłącznik wejściowy UPS może być prawidłowo dobrany pod względem prądu, a mimo to zadziałać w momencie załączenia UPS.

Zwykle dzieje się tak, gdy rozmiar kabla jest prawidłowy, znamionowy prąd wyłącznika jest rozsądny i nie ma usterki po stronie odbioru – ale wyłącznik zadziała tylko podczas uruchamiania.

W takim przypadku pierwszą rzeczą do sprawdzenia nie jest rozmiar wyłącznika.

Jest to charakterystyka zadziałania.

Wyłączniki krzywej C i krzywej D mogą mieć ten sam prąd znamionowy, ale bardzo różnie reagują na krótkotrwały prąd rozruchowy.

Ma to znaczenie na wejściach UPS.

Krzywa C i krzywa D: co się właściwie zmienia?

W przypadku miniaturowych wyłączników automatycznych główna różnica polega na zakresie zadziałania natychmiastowego.

In to prąd znamionowy wyłącznika.

Dla wyłącznika 63 A:

• Krzywa C: około 315 do 630 A
• Krzywa D: około 630 do 1260 A

Są to zakresy, a nie stałe punkty zadziałania.

Reakcja wyłącznika zależy również od tego, jak długo prąd trwa.

Dlatego uruchamianie UPS należy sprawdzić pod kątem obu czynników:

wielkość prądu rozruchowego + czas trwania prądu rozruchowego

Prawidłowym odniesieniem jest krzywa czasowo-prądowa producenta wyłącznika.

Dlaczego uruchamianie UPS może zadziałać wyłącznik wejściowy

Istnieją dwie powszechne przyczyny.

Ładowanie kondensatorów magistrali DC

Po załączeniu UPS kondensatory magistrali DC muszą się naładować.

Większość nowoczesnych systemów UPS wykorzystuje obwód wstępnego ładowania lub kontrolowane uruchamianie prostownika, aby ograniczyć ten prąd.

W zależności od konstrukcji prostownika i wstępnego ładowania, prąd rozruchowy może tymczasowo znacznie przekroczyć normalny prąd wejściowy.

Rzeczywista wartość zależy od konstrukcji UPS.

Jeśli producent podaje prąd i czas trwania prądu rozruchowego na wejściu, należy użyć tych wartości.

Prąd rozruchowy magnesowania transformatora

Jest to szczególnie ważne w transformatorowych systemach UPS o niskiej częstotliwości.

Po załączeniu transformatora wejściowego prąd rozruchowy magnesowania może być znacznie wyższy niż prąd ustabilizowany.

Szczyt zależy od:

• kąta przełączania
• pozostałego strumienia w rdzeniu transformatora
• konstrukcji transformatora
• impedancji źródła

Dlatego ten sam UPS może uruchomić się normalnie raz i zadziałać przy następnej próbie.

Nic innego się nie zmieniło.

Warunek załączenia uległ zmianie.

Uwaga inżynierska:
Jeśli UPS uruchamia się normalnie przy niektórych próbach, ale zadziała przy innych, zwłaszcza z transformatorem wejściowym, nie należy natychmiast zwiększać znamionowego prądu wyłącznika. Najpierw sprawdź przebieg rozruchowy, prąd rozruchowy transformatora i ustawienie natychmiastowe wyłącznika.

Nie rozwiązuj problemu zadziałania podczas uruchamiania poprzez proste zwiększenie rozmiaru wyłącznika

Jest to częste rozwiązanie na miejscu.

Zadziała wyłącznik 63 A, więc zostaje wymieniony na 80 A lub 100 A.

UPS uruchamia się, ale zabezpieczenie może już nie być prawidłowe.

Większy wyłącznik może zmniejszyć ochronę kabla i wpłynąć na koordynację z wyłącznikiem nadrzędnym.

Przed zwiększeniem znamionowego prądu wyłącznika sprawdź:

• rzeczywisty prąd wejściowy UPS
• zalecany przez producenta wyłącznik
• prąd rozruchowy podczas uruchamiania
• charakterystykę zadziałania wyłącznika
• obciążalność prądową kabla
• zabezpieczenie nadrzędne

Jeśli wyłącznik zadziała tylko podczas załączania UPS, przed zmianą znamionowego prądu sprawdź krzywą zadziałania.

Znamionowy prąd i charakterystyka zadziałania to dwa różne sprawdzenia

To jest kluczowy punkt.

Znamionowy prąd: sprawdź stronę wejściową UPS

Wyłącznik wejściowy powinien być dobrany na podstawie rzeczywistego prądu wejściowego UPS, a nie tylko mocy wyjściowej kVA.

Prąd wejściowy zależy od:

• obciążenia
• współczynnika mocy wejściowej
• sprawności UPS
• prądu ładowania akumulatora
• zniekształcenia prądu wejściowego

Dwa systemy UPS o tej samej mocy znamionowej kVA mogą zatem wymagać różnych znamionowych prądów wyłączników wejściowych.

Instrukcja instalacji powinna być pierwszym odniesieniem.

Jeśli producent podaje zalecany rozmiar wyłącznika wejściowego, zacznij od tego i zweryfikuj go w stosunku do kabla i warunków instalacji.

Charakterystyka zadziałania: sprawdź prąd rozruchowy

Po potwierdzeniu znamionowego prądu sprawdź, czy wyłącznik może wytrzymać normalne uruchamianie.

Porównaj dane dotyczące prądu rozruchowego UPS z krzywą czasowo-prądową wyłącznika.

Praktyczna zasada jest taka:

• jeśli prąd rozruchowy wchodzi w obszar zadziałania natychmiastowego krzywej C, możliwe jest fałszywe zadziałanie
• jeśli UPS posiada transformator wejściowy, krzywa D może zapewnić większy margines rozruchowy
• jeśli UPS posiada dobrze kontrolowany soft-start i niski prąd rozruchowy, krzywa C może być wystarczająca

Prawidłowy wybór nie jest automatycznie D.

Jest to charakterystyka wyłącznika, która może wytrzymać normalne uruchamianie, jednocześnie zapewniając prawidłową ochronę przed zwarciem.

Krzywa D nie jest automatycznie lepsza

Wyłącznik krzywej D toleruje wyższy prąd krótkotrwały.

Pomaga to w przypadku prądu rozruchowego.

Jednak wyższy próg zadziałania natychmiastowego oznacza również, że obwód może wymagać wyższego prądu zwarciowego, aby szybko zadziałać.

Na przykład wyłącznik D63 wchodzi w zakres zadziałania natychmiastowego w przybliżeniu:

63 × 10 = 630 A

To nie oznacza, że 630 A gwarantuje zadziałanie natychmiastowe.

Niezawodne wyłączenie zwarcia nadal musi być zweryfikowane na podstawie krzywej zadziałania producenta i dostępnego prądu zwarciowego.

Ma to znaczenie szczególnie tam, gdzie instalacja posiada:

• długie kable zasilające
• wysoką impedancję pętli
• stosunkowo słabe źródło
• ograniczoną moc transformatora nadrzędnego

Dlatego krzywej D nie należy wybierać tylko dlatego, że krzywa C powoduje fałszywe zadziałanie.

Nadal należy sprawdzić dostępny prąd zwarciowy.

Systemy UPS oparte na transformatorach wymagają większej uwagi

Systemy UPS oparte na transformatorach zazwyczaj wymagają większej uwagi podczas doboru wyłącznika, ponieważ prąd rozruchowy magnesowania transformatora może być znacznie wyższy niż normalny prąd roboczy.

Wyłącznik może wyglądać poprawnie pod względem prądu ustabilizowanego, a mimo to zadziałać przy załączeniu.

W przypadku tych systemów UPS wyłącznik MCB krzywej D może być bardziej odpowiedni, jeśli prąd rozruchowy wchodzi w obszar zadziałania natychmiastowego krzywej C.

Ale ostateczny wybór nadal musi spełniać następujące warunki:

• ochrona kabla
• ochrona przed zwarciem
• warunki pętli zwarciowej
• koordynacja z zabezpieczeniem nadrzędnym

W przypadku większych systemów UPS pytanie C vs D często nie jest właściwe

Charakterystyki C i D dotyczą głównie miniaturowych wyłączników automatycznych.

W przypadku większych trójfazowych systemów UPS zabezpieczenie wejściowe to częściej:

• MCCB
• regulowany MCCB
• ACB

W takich przypadkach rzeczywistym problemem jest zazwyczaj ustawienie zabezpieczenia, a nie litera C lub D.

Sprawdź:

• nastawę długotrwałą
• nastawę krótkotrwałą
• nastawę natychmiastową
• opóźnienie krótkotrwałe
• koordynację z zabezpieczeniem nadrzędnym i podrzędnym

W przypadku większych systemów UPS, takich jak 80 kVA, 120 kVA lub 200 kVA, jest to zazwyczaj bardziej istotne niż porównywanie krzywych C i D.

Sprawdź również wyłącznik nadrzędny

Wyłącznik zasilający UPS nie jest jedynym urządzeniem, które widzi prąd rozruchowy.

Wyłącznik nadrzędny również go widzi.

Jeśli nastawa natychmiastowa wyłącznika nadrzędnego jest zbyt niska, wyłącznik zasilający UPS może pozostać zamknięty, podczas gdy wyłącznik nadrzędny zadziała.

Może to spowodować wyłączenie znacznie większej części systemu dystrybucyjnego.

W przypadku większych systemów koordynację należy sprawdzić za pomocą:

• tabel selektywności producenta
• krzywych czasowo-prądowych
• obliczeń koordynacji zabezpieczeń

Nie polegaj tylko na prądzie znamionowym wyłącznika.

Harmoniczne wejściowe również wpływają na obciążenie wyłącznika

Niektóre topologie prostowników UPS mogą mieć stosunkowo wysokie zniekształcenia prądu wejściowego.

Zwiększa to prąd RMS i nagrzewanie w:

• kabli
• wyłączników
• szyn zbiorczych
• zacisków

Nowoczesne systemy UPS z aktywnym PFC zazwyczaj mają znacznie niższe zniekształcenia prądu wejściowego, ale nadal należy używać rzeczywistych danych producenta.

Do doboru wyłącznika należy użyć rzeczywistego prądu wejściowego RMS w odpowiednich warunkach pracy.

Praktyczna lista kontrolna wyłącznika wejściowego UPS

Ostateczny punkt

Dobór wyłącznika wejściowego UPS sprowadza się do trzech oddzielnych pytań:

Znamionowy prąd wyłącznika jest dobierany na podstawie prądu wejściowego UPS.

Charakterystyka zadziałania wyłącznika lub nastawa magnetyczna musi być skoordynowana z prądem rozruchowym UPS i dostępnym prądem zwarciowym.

Ostateczny wybór wyłącznika nadal musi spełniać wymagania ochrony kabla, ochrony przed zwarciem i koordynacji z zabezpieczeniem nadrzędnym.

Jeśli UPS zadziała tylko podczas uruchamiania, nie zakładaj, że wyłącznik jest za mały.

Sprawdź, czy prąd rozruchowy po prostu nie wchodzi w jego obszar zadziałania natychmiastowego.

W wielu przypadkach problemem nie jest wydajność wyłącznika.

Jest to charakterystyka wyłącznika.