理解时间电流曲线:第一部分

关于时间电流曲线(TCC)的三部分系列文章的第一部分简要介绍了项目识别以及如何阅读TCC图。

通过大卫·保罗 2014年1月21日

时间电流曲线(TCC)根据给定的电流电平描绘出过流器件的中断时间。这些曲线是由电气过流中断装置的制造商提供的,如熔断器和断路器。这些曲线是美国保险商实验室(UL)和其他评级机构所要求的产品验收测试的一部分。曲线的形状由设备的物理结构以及在可调断路器的情况下所选择的设置决定。设备的时间电流曲线对工程师来说很重要,因为它们图形化地显示了设备对不同电平过电流的响应。这些曲线使电力系统工程师能够图形化地表示电力系统中过流设备的选择性协调。现代电力系统设计软件包,如EasyPower、SKM power Tools和Etap,包含图形曲线库,使电力系统工程师能够绘制、分析和打印曲线,与以前协调电力系统时使用的方法相比,只需最少的工作。

TCC项目识别

图1(下图)所示的TCC图描绘了当前中断设备的中断响应时间与时间的关系。电流显示在横轴上使用对数刻度,并绘制为安培X 10X.时间用对数刻度表示在纵轴上,以秒X10为单位X浅蓝色曲线为开关柜馈线断路器曲线。紫色曲线为开关柜主断路器曲线。红色曲线为变压器一次熔断器曲线。橙色曲线是变压器损坏曲线。绿色曲线是电缆损伤曲线。每一项都将被解释。这条曲线所代表的系统协调良好,并能充分保护系统不受损害。由于瞬时断路器跳闸值低,它还具有最小的电弧闪光危险类别评级。

单线图(参见图2)和TCC图显示了一个典型的假设工业电力系统。有一个中压供电点(在本例中为4160 V),通过包含E级保险丝的中压熔断开关为2.5 MVA电力变压器的一次侧供电。变压器的480v二次侧通过引出低压电源断路器为主电源断路器和馈电断路器为低压电源开关柜供电。TCC图还显示变压器和电缆的损坏曲线。这些曲线是基于公认的行业共识标准发布的美国国家标准协会(ANSI,为变压器)和绝缘电缆工程师协会(ICEA,用于电缆)。解释损伤曲线是相当直接的。操作条件(过流保护)必须保持在损坏曲线的左侧,以确保对变压器或电缆不造成永久性损坏。允许在损伤曲线右侧操作的操作条件使所讨论的设备受到电流的影响,这些电流可能导致永久性不可逆损伤,缩短寿命,并可能导致灾难性故障。因此,过流和断路器的协调方案在初始设计阶段必须考虑到这一点。

有两个变压器损坏曲线(如图1中橙色所示)-一个是虚线,另一个是实线。固体损伤曲线是不平衡的,并考虑了变压器绕组类型和故障类型的降级因素。虚线的损伤曲线是不考虑降级因素的100%评级曲线。变压器涌流也被绘制在TCC图上的一个单点上。同样,作为初始设计的一部分,变压器涌流必须在变压器主熔断器曲线的左侧,否则变压器通电时熔断器将打开。不平衡和100%损伤曲线之间的这些差异可以通过额外的继电保护来缓解,从而允许100%曲线用于电力系统设计,而没有变压器损坏的风险。

有三条电缆损伤曲线(如图1中绿色部分所示)。每条电缆在一条折线图上代表一条曲线。作为初始设计的一部分,过流中断装置必须将故障电流限制在损坏曲线的左侧,以防止永久损坏。电缆的损伤曲线取决于电缆的尺寸、绝缘类型和滚道结构。

这篇文章是大卫·保罗写的。David是特立独行的技术是一家领先的自动化解决方案提供商,为流程工业提供工业自动化、战略制造和企业集成服务。MAVERICK提供广泛领域的专业知识和咨询,包括工业自动化控制、分布式控制系统、制造执行系统、运营战略、业务流程优化等。