理解时间电流曲线:第2部分

关于时间电流曲线(tcc)的三部分系列的第二部分涵盖了短时间和长时间设置,包括它们的用途和此类过电流的示例。

通过大卫·保罗 2014年1月28日

继续从第1部分

浅蓝色曲线表示馈线断路器的空开设置。曲线的下部(低于0.05秒或时间轴上的三个周期)是瞬时行程函数。瞬时跳闸的目的是在没有故意延迟(不超过几个周期)的情况下快速跳闸高量级故障电流。这种快速跳闸保护配电设备免受损坏,并保持电弧闪光危险类别低。显然,这些类型的故障必须迅速中断,而不是让系统等待,看看故障是否会自行清除。最小瞬时整定值决定了断路器的最小跳闸整定值。在第1部分所示的情况下,瞬时设置为2400 A,显示的最大值是断路器上可用的故障电流。瞬时设置的微小变化可能导致电弧闪光危险类别的重大变化,因此这是必须根据合理的工程原则仔细选择的设置。

沿着时间轴向上移动的曲线的下一段由短时间设置决定。短时间设置涵盖时间范围从0.05到0.5秒(3到30个周期)。短时间设置的目的是允许在中等电流故障跳闸断路器之前有一个基于时间的延迟。这允许适度的故障时间清除自己而不跳闸断路器。这些类型的过电流的例子将是大型电机启动时的涌流或变压器首次通电时的涌流。短时间拾取设置在当前轴上移动曲线。增加短时间拾取设置将曲线向右移动,反之,较低的设置将曲线向左移动。短时间延迟设置在时间轴上垂直移动曲线的“膝盖”。增加短时间延迟设置移动“膝盖”垂直向上的时间轴。同样,减少设置将“膝盖”在垂直轴上移动得更低。 The described curve shifts are depicted on the TCC plots below.

沿着时间轴向上移动的曲线的下一段是长时间段。长时间设置包括0.5秒到1000秒的时间范围。长时间设置的目的是在低电平电流故障时,在断路器跳闸之前允许基于时间的延迟。这使得低电平故障有时间自行清除,并允许电气设备在暂时过载的情况下运行,前提是它不会对设备产生永久性损坏。这些类型的过电流的例子将是电力变压器或大型电机过载几分钟。长时间拾取设定设定断路器的最终跳闸值。一般断路器设置在其最大长时间整定,不能超过断路器的额定值。可以将它们设置为减小值,从而使曲线在当前轴上向左移动。在曲线的长时间部分也有一个“膝盖”。长时间的“膝盖”可以通过增加长时间延迟设置向上移动时间轴。相反,通过减少长期延迟设置,“膝盖”可以移得更低。 The described curve shifts are depicted on the TCC plots below.

在曲线中需要注意的另一个因素是它们有一个宽度。这是由于断路器中跳闸元件的公差。下面的曲线将显示使用电子和非电子脱扣机制的同一断路器在死区中的差异。

注意馈线断路器跳闸曲线公差的差异。对于两条曲线,断路器本身是相同的,因此跳闸延迟是恒定的。两个行程单元的设置尽可能彼此相似,因此性能可以很容易地进行比较。注意,由于模拟元件公差和跳闸单元内的机电设备,非电子跳闸单元中有更多的+/-公差。电子行程曲线上瞬时、短时间和长时间的过渡点由于采用了数字微处理器的行程而更加清晰和准确。在非电子脱扣中,由于机电脱扣元件的物理特性,过渡点具有与之相关的基于时间的衰减曲线。由于元件的物理限制,提高非电子行程的性能是根本不可能的。

从上面的TCC曲线可以看出,电子跳闸装置为工程师提供了更大的能力来准确和有选择地协调电力系统。由于旧的非电子跳闸装置的陈旧和缺乏维修部件,用电子跳闸装置替换这些装置可以改善系统协调并降低设计合理的电力系统中的电弧闪光值。

这篇文章是大卫·保罗写的。大卫是公司的首席工程师特立独行的技术是一家领先的自动化解决方案提供商,为过程工业提供工业自动化、战略制造和企业集成服务。MAVERICK在各种领域提供专业知识和咨询,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。