EN
Bir gıda işleme tesisindeki bir elektrik mühendisi, bir besleyici kesici üzerindeki tek bir aşırı yük devresinin yukarı yönlü korumayı tetiklediğini ve bunun sonucunda tüm paketleme hattının kapatıldığını tespit etti — arızanın felaket boyutunda olmamasına rağmen, orijinal alçak gerilim dağıtım tasarımı sırasında koruma koordinasyonu çalışmasının ihmal edilmesi nedeniyle. Bu dört saatlik duruş süresinden kaynaklanan üretim kaybı, doğru bir koordinasyon çalışmasının maliyetini 20 kat aştı. Alçak gerilim dağıtım tasarımı, bina kullanıcıları veya üretim yöneticileri tarafından görünmeyebilir; ancak başarısız olduğunda, elektrik enerjisine bağımlı olan her sistemde sonuçlar zincirleme olarak ortaya çıkar.
Temel Tasarım İlkeleri
Yük Hesaplaması ve Çeşitlilik Katsayıları
Her düşük gerilim dağıtım tasarımı, her devrenin, kilowatt veya kilovolt-amper cinsinden bağlı yükünün ve beklenen işletme karakteristiklerinin belgelenmiş bir listesi olan doğru bir yük çizelgesiyle başlar. Motorlar, HVAC kompresörleri ve endüstriyel ısıtma elemanları gibi üç fazlı yükler, nötr akımını ve gerilim dengesizliğini en aza indirmek için fazlar arasında dengelenir. Tek fazlı yükler — aydınlatma devreleri, kolaylık prizleri, ofis ekipmanları — en yüksek ve en düşük yüklü faz arasındaki dengesizlik hedefi %15’ten az olacak şekilde üç faz arasında dağıtılır. Çeşitlilik faktörleri, tüm bağlı yüklerin aynı anda tam kapasitede çalışmaması gerçeğini yansıtır. Bir ticari binanın aydınlatma yükü çeşitlilik faktörü 0,9 olabilirken, ofis alanlarındaki priz devreleri için bu değer 0,3 ila 0,5 aralığında uygulanabilir; çünkü belirli bir anda yalnızca prizlerin bir kısmı aktif ekipmana enerji sağlar. Uygun çeşitlilik faktörlerinin uygulanması, transformatörlerin, ana baraların ve üst seviye kesici donanımların aşırı boyutlandırılmasını önler — bu aşırı boyutlandırma maliyeti artırır, fiziksel yer kaplamasını büyütür ve transformatörlerin hafif yük altında daha düşük verimle çalışması nedeniyle enerji verimliliğini aslında düşürebilir.
Koruma Koordinasyonu ve Seçicilik
Seçkin koordinasyon, bir arıza olduğunda, sadece arızadan hemen önce bulunan koruma aygıtı çalışır, tüm arızalı devreler kapalı kalırken, arızalı devre yollarını besleyen kesicinin çalışması anlamına gelir. Bunu gerçekleştirmek, dağıtım hiyerarşisindeki her koruma cihazının, ana alıcıdan son devre kesiciye kadar zaman-akım karakteristik eğriliklerini çizen bir koordinasyon çalışması gerektirir. Düşük voltajlı devre kesici cihazlardaki kalıplı vaka devre kesici için, koordinasyon genellikle farklı anlık çıkış ayarlarına sahip kesici seçerek veya yukarı akım cihazlarında zaman gecikmeleri getirerek elde edilir. MNS veya GCS tipi düşük voltajlı paneller gibi çıkarılabilir anahtar cihazları tasarımlarında, elektrikli çıkış üniteleri ile yapılandırılabilir. Düşük voltajlı dağıtım tasarımında toprak hatası koruması özel bir dikkate değer. 400 amp feeder'deki bir toprak hatası, faz aşırı akım korumasını etkinleştirmek için yeterli akım çekmeyebilir ve hatanın tespit edilmeden kalmasına izin verir. Entegre toprak hatı koruması ile özel toprak hatı röleleri veya kırıcılar, bu tehlikeli koşulları tespit etmek ve temizlemek için gereken hassasiyeti sağlar.
Bara ve Isıl Yönetim
Düşük gerilim anahtarlama panosu içindeki ana barayı sistemi, bağlı tüm besleme hatlarının toplam yük akımını taşır. Bara kesit alanı, sürekli akım derecelendirmesine, kısa devre dayanım kapasitesine ve IEC 61439 veya eşdeğer standartlarla belirlenen sıcaklık yükselmesi sınırlarına göre seçilir. Bakır baralar, çoğu uygulama için standarttır; ancak ağırlık ve maliyet öncelikliyse, geçiş noktalarında galvanik korozyonu önlemek amacıyla uygun bimetali bağlantılar kullanılarak alüminyum baralar tercih edilebilir. Anahtarlama panosu muhurunun içindeki termal yönetim, bara ve devre kesicilerin performansını doğrudan etkiler. Havalandırma pervazları aracılığıyla doğal konveksiyon soğutması, çoğu kurulum için yeterlidir; ancak yüksek ortam sıcaklığına sahip ortamlarda kurulan veya sürekli olarak nominal akımlarına yakın çalışan panolar zorunlu havalandırma gerektirebilir. Bara bağlantıları için standart sıcaklık yükselmesi sınırı, çıplak bakır için ortam sıcaklığının 70 Kelvin üzerinde, kalay kaplı bağlantılar için ise 65 Kelvin üzerindedir — bu sınırların aşılması, oksidasyon hızını artırır, temas direncini yükseltir ve bozulmanın kendini destekleyen bir döngüsüne neden olur.
Sıkça Sorulan Sorular
Sabit ve çıkarılabilir alçak gerilim anahtarlama donanımı arasındaki fark nedir?
Sabit anahtarlama donanımında devre kesiciler, değiştirilmesi için enerjisinin kesilmesini gerektiren barabat sistemi üzerine kalıcı olarak monte edilir. Çıkarılabilir tasarım ise devre kesicileri, tam panelin enerjisinin kesilmeden bakım amacıyla dışarıya çekilerek çıkartılabilecek arabalara monte eder; bu da devre kesici değişimi veya testi sırasında durma süresini azaltır.
Alçak gerilim dağıtım panosunun kısa devre dayanım derecesi nasıl belirlenir?
Panonun kısa devre dayanım derecesi, kurulum yerindeki maksimum muhtemel arıza akımını aşmalıdır. Tipik dereceler, transformatör empedansına, besleme kaynağından gelen kablo empedansına ve bağlı dönen yüklerden kaynaklanan motor katkılarına göre hesaplanan 25 kA ile 100 kA arasında (bir saniye için) değişir.
Alçak gerilim anahtarlama donanımı tasarımı için hangi standartlar geçerlidir?
IEC 61439, düşük gerilim anahtarlama ve kumanda donanımı montajlarını düzenler; tip testini ve rutin doğrulamayı kapsar. Belirli bölümler, operatörler için dağıtım panolarını, yetkili kişiler için güç anahtarlama donanımını ve baralarla beslenen sistemleri ele alır. IEC 60947, bireysel anahtarlama ve koruma cihazlarını kapsar.
Ark parlaklığı tehlikesi, düşük gerilim dağıtım tasarımını nasıl etkiler?
Ark parlaklığı analizleri, dağıtım sistemindeki her noktadaki temas enerjisini hesaplar; bu, kişisel koruyucu ekipman seçimini belirler ve çıkartılabilir devre kesicilerin uzaktan yerleştirilmesi, ark dirençli anahtarlama donanımı tasarımı ve ark söndürme süresini azaltmak için bölge-seçmeli kilitleme gibi tasarım kararlarını etkiler.
Nötr ve topraklama iletkenleri, sistem tasarımı açısından hangi rolü oynar?
Nötr iletken, dengesiz üç fazlı geri dönüş akımını taşır ve buna göre boyutlandırılmalıdır — elektronik ekipmanlardan kaynaklanan önemli harmonik yükler içeren sistemlerde nötr iletken, faz iletkenlerini aşan akım taşıyabilir; bu da fazla boyutlandırma gerektirir. Koruma topraklama iletkeni, arıza akımı için geri dönüş yolunu sağlar ve koruma işleminin çalışması için gerekli süre boyunca öngörülen arıza akımına dayanacak şekilde boyutlandırılmalıdır.
Koruma koordinasyonu analizleri ne sıklıkta gözden geçirilmelidir?
Koordinasyon analizleri, önemli yükler eklendiğinde veya kaldırıldığında, şebeke besleme özelliklerinde değişiklik olduğunda ya da beş yılı aşmayan aralıklarla gözden geçirilmelidir. Şebeke tarafından yapılan yukarı yönlü koruma ayarlarındaki değişiklikler, kablo izolasyonunun zaman içinde bozulması ve farklı özelliklere sahip ekipmanlarla değiştirilme gibi durumlar, orijinal koordinasyon analizinin geçerliliğini etkiler.