Μέσα Προστασίας ΓΠΧΤ

[chryssa]

Καλησπέρα,

 

προσπαθώ να βρω τι μέσα προστασίας θα χρησιμοποιήσω για την σύνδεση

του Γενικού Πίνακα ΧΤ, ενός Υποσταθμού μιας βιομηχανικής εγκατάστασης,

με τους υποπίνακες κίνησης κάθε ορόφου της βιομηχανίας , και τους κινητήρες τους.

 

Ξέρει κανείς που μπορώ να βρω πληροφορίες...?

[GeorgeS]

Αυτό είναι ίσως ένα από τα πιο ενδιαφέροντα κομμάτια για έναν ηλεκτρολόγο. Προφανώς από το πεδίο χαμηλής τάσης του υποσταθμού θα αναχωρήσουν οι παροχές προς τους υποπίνακες.

 

Στοιχεία επιλογής του διακοπτικού μέσου είναι τα εξής :

 

1. Υπολογίζεις το αναμενόμενο ρεύμα βραχυκύκλωσης ώστε να διαλέξεις την κλάση των διακοπτικών μέσων. Π.χ. αν το ρεύμα βραχυκύκλωσης στις μπάρες εκτιμάται 63 kA οι αυτόματοι ισχύος προς τους υποπίνακες θα πρέπει να μπορούν να το αντέξουν, δηλαδή να έχουν ένα Icu 70 kA.

 

2. Εκτιμάς το αναμενόμενο ρεύμα προς κάθε υποπίνακα και διαλέγεις τις σχετικές διατομές. Αντιστοίχως επιλέγεις και το διακοπτικό σου μέσο. Συνήθως όταν μιλάμε για αυτόματους ισχύος έχεις σταθερό μαγνητικό και ρυθμιζόμενο θερμικό, οπότε όταν για παράδειγμα λέμε, αυτόματος διακόπτης ισχύος 125Α αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για χαμηλότερα ρεύματα π.χ. 100Α ή και πιο κάτω με ρύθμιση του θερμικού.

 

Όλοι οι διακόπτες στο πεδίο Χ.Τ. θα είναι προφανώς διακόπτες ισχύος τύπου πεδίου (συνήθως moulded case)

 

Σε κάθε περίπτωση πρέπει να ικανοποιείται η συνθήκη :

Ib< Ιn < Ιz (1) kai

I' < 1.45 Ιz (2)

 

Ib : ρεύμα φορτίου

In : ονομαστικό ρεύμα διακόπτη

Iz : ρεύμα φορτίσεως καλωδίου (μέγιστο επιτρεπόμενο)

I' : ρεύμα στο οποίο ο διακόπτης εξασφαλίζει σωστή λειτουργία στο συμβατικό χρόνο του μέσου προστασίας

 

Η συνθήκη (2) δεν χρειάζεται πάντα τσεκάρισμα καθότι βάση του προτύπου IEC 60947-2 πληρείται ήδη. Ειδικά για βιομηχανικές εγκαταστάσεις οι διακόπτες ισχύος ρυθμίζοντα για I' = 1.3xIn.

 

Να σου δώσω ένα παράδειγμα :

 

Έστω κινητήρας P=80 kW cosφ 0.85 , τάση 400V, το ρεύμα Ib προκύπτει 135A

 

To Iz του καλωδίου κάπου στα 180Α (ιδανικές συνθήκες)

 

Άρα με τι ασφαλίζουμε ? με διακόπτη ισχύος 160Α, τον οποίο ρυθμίζουμε περίπου στο 0.9χΙn = 144A

 

Όλα αυτά ενδεικτικά. Επίσης σημαντικό τμήμα της μελέτης είναι η μελέτη επιλεκτικότητας την οποία μεγάλο πλήθος μηχανικών αγνοεί ή την αφήνει στα συνεργεία.

 

Η γραμμή του κάθε κινητήρα θα υπολογιστεί με Ith = 1.25 In. Από εκεί θα βγάλεις το κατάλληλο καλώδιο και εν συνεχεία τον κατάλληλο διακόπτη λαμβάνοντας υπόψη και τυχόν βαριές εκκινήσεις αν υπάρχουν.

 

Γενικά η διανομή σου έχει την εξής μορφή : αναχώρηση από Πεδίο Χ.Τ. με αυτόματο διακόπτη ισχύος, άφιξη σε διακόπτη φορτίου (κατά το Γερμανικό μοντέλο) ή σε διακόπτη ισχύος (Ελλάδα - ρυθμιζόμενο λίγο πιο χαμηλά ώστε σε περίπτωση σφάλματος να πέσει πρώτα αυτός και μετά ο αυτόματος της αναχώρησης). Διανομή προς κινητήρες με αυτόματους ισχύος ή σε κάποιες περιπτώσεις και με τους νέους μικροαυτόματους υψηλής απόδοσης. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιήσεις και ασφάλειες τήξεως (βραχυκύκλωμα) αλλά εκείς θες και προστασία με θερμικά. Τώρα αναλόγως του τρόπου εκκίνησης των κινητήρων διαλέγεις σύστημα. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι.

 

 

Αν έχεις περισσότερα στοιχεία πες μας να δούμε πως μπορούμε να βοηθήσουμε.

 

 

 

Κάποια ενδιαφέροντα στοιχεία έχει το βιβλίο του Ντοκόπουλου (ειδικά το καινούργιο) το οποίο αξίζει να το έχει κανείς μιας και γενικώς δεν κυκλοφορούν και πολύ αξιόλογα πρακτικά βιβλία.

[patsalis]

Δηλαδή,

από τον υποπίνακα κάποιου χώρου μέχρι και τον κινητήρα ο οποίος θα τροφοδοτείται, τι μέσα προστασίας θα υπάρχουν?

Ποια από αυτά θα αφορούν την προστασία του καλωδίου και ποια την προστασία του κινητήρα?

[GeorgeS]

Η γραμμή υποπίνακα - κινητήρα υπολογίζεται και ασφαλίζεται ως εξής :

 

Θεωρούμε κλασσική εκκίνηση με διακόπτη αστέρα-τριγώνου.

Οι 6 αγωγοί (+γείωση) που πάνε στον κινητήρα, αν κάνεις το σχήμα, στην ουσία είναι "προέκταση" των ακροδεκτών των τυλιγμάτων του.

O κλασσικός τρόπος λοιπόν είναι να ασφαλίσουμε τη γραμμή με ασφαλειοαποζεύκτη (ή ασφάλειες και διακόπτη φορτίου) με βάση το θερμικό ρεύμα Ith = 1.25*In (όπου In, ονομαστικό ρεύμα). Εν συνεχεία μπαίνει ο αυτοματισμός αστέρα-τριγώνου άρα το θερμικό μας, - αφού αν δεις στο σχήμα συνδέεται εν σειρά με τα τυλίγματα-, θα το υπολογίσουμε για I=0.58 In ενώ τα 2 καλώδια 3 φάσεων ( 6 αγωγοί) θα υπολογιστούν για Ιth' = Ith/ριζα(3) = 0.72*Ιn. Το κύριο ρελέ ελέγχου (αυτοματισμού) (κατηγορίας συνήθως AC3, AC4) για σύνδεση και αποσύνδεση κινητήρα επιλέγεται για ένταση ρεύματος λίγο μεγαλύτερη του In.

 

Οι ασφάλειες προστατεύουν το κύκλωμα από βραχυκύκλωμα. Το θερμικό προστατεύει το κύκλωμα (τυλίγματα και καλώδια) από υπερφόρτιση.

 

Μπορούμε εναλλακτικά να χρησιμοποιήσουμε και αυτόματο διακόπτη ισχύος με ρυθμιζόμενο θερμικό ή και μαγνητικό στοιχείο. Την περίπτωση αυτή το μαγνητικό στοιχείο, εμπειρικά, ρυθμίζεται περίπου 10 φορές το Ιn.

 

Αν είχαμε απευθείας εκκίνησης (μικροί κινητήρες), τότε οι ασφάλειες θα υπολογίζονταν με τον ίδιο τρόπο (ρεύμα γραμμής) αλλά το θερμικό θα το ρυθμίζαμε στο ονομαστικό ρεύμα του κινητήρα Ith' = In.

 

Βέβαια, τελευταία χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο οι "ομαλοί εκκινητές" (soft-sterter) που ελέγχουν την εκκίνηση μέσω ηλεκτρονικών ισχύος.

 

Δες λίγο το παρακάτω σχηματάκι που δείχνει πως δουλεύει τελικά ο κινητήρας (σε τρίγωνο εν προκειμένω) και το που βρίσκονται τα διάφορα στοιχεία.

 

[patsalis]

Οι ασφάλειες που θα μπουν στον πίνακα για προστασία της γραμμής, θα υπολογιστούν στο ρεύμα κάθε γραμμής ή υπάρχουν τριπολικές ασφάλειες? Δηλαδή μία ασφάλεια για κάθε φάση?

[miltos]

Οι ασφάλεις τήξεως μπαίνουν μία σε κάθε φάση. Δεν υπάρχει τρόπος να ασφαλίσεις "τριφασικά" με τήξεως, δηλαδή να κόψεις και τις 3 φάσεις αν καεί μία ασφάλεια. Αν βάλεις ασφαλειοαποζεύκτη τότε μπορείς χειροκίνητα μπορείς να διακόψεις χειροκίνητα και τις 3 φάσεις με μία κίνηση. Δηλαδή με ένα τράβηγμα τραβάς 3 μαχαιρωτές ασφάλεις βγάζοντάς τες από το κύκλωμα.

 

Θα ήθελα να σταθούμε λίγο πάνω στις σχέσεις που έγραψε ο Γιώργος:

Ib< Ιn < Ιz (1)

I' < 1.45 Ιz (2)

 

Για τις "οικιακές" ασφάλειες τήξεως τύπου gG ισχύει ότι I' =1.6 Ιz οπότε πρέπει Ιn < 0.9 Ιz. Δηλαδή αν ένα καλώδιο αντέχει 10A, δεν μπορεί να ασφαλιστεί από 10Α ασφάλεια

Το ερώτημα είναι τι ισχύει για τις μαχαιρωτές ασφάλειες?? Πως επιλέγονται αυτές;

[stayros]

Οι μαχαιρωτές θεωρούνται και αυτές gG.

[miltos]

Δηλαδή πάμε σαν να είχαμε Diazed ή Neozed?

 

Με το χρόνο δοκιμής τι παίζει;

Είδα ότι έχουν το ίδιο μικρό και μεγάλο ρεύμα δοκιμής με τις Diazed, αλλά ο χρόνος δοκιμής είναι μεγαλύτερος (φτάνει μέχρι τις 4 ώρες στα μεγάλα ρεύματα).

[stayros]

Για τον χρόνο δοκιμής δε το έχω ψάξει. Πάντως εφόσον έχουν την ίδια καμπύλη απόκρισης η συμπεριφορά τους είναι ίδια.

[GeorgeS]

Αγαπητέ Patsalis, όπως ειπώθηκε δεν υπάρχει τρόπος να ασφαλίσεις ταυτόχρονα και τις 3 φάσεις με ασφάλειες τήξεως. Συνήθως είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούμε ασφαλειοαποζεύκτη παρά ασφάλειες και διακόπτη φορτίου.

Η ταυτόχρονη διακοπή και των τριών φάσεων γίνεται αν αντί για ασφάλειες χρησιμοποιήσουμε αυτόματο διακόπτη ισχύος.

 

Τις ασφάλειες τις επιλέγεις με βάση το ονομαστικό ρεύμα γραμμής. Στους κινητήρες όμως συχνά επιλέγουμε μια βαθμίδα (ή και δύο σε κάποιες περιπτώσεις) γεγονός που εξαρτάται από το αναμενόμενο ρεύμα εκκίνησης. Η΄ ακολουθείς τον τύπο :

Ith = 1.25xIn και διαλέγεις καλώδιο και ασφάλεια.

 

Τώρα ο Μίλτος έθεσε ένα ωραίο θέμα. Οι σχέσεις :

Ib< Ιn < Ιz (1)

I' < 1.45 Ιz (2)

 

ισχύουν με βάση το IEC 60364-4-43 για εγκαταστάσεις κτιρίων που ασφαλίζονται συνήθως με αυτόματους.

 

Αν όμως το μέσω προστασίας δεν είναι αυτόματος διακόπτης αλλά ασφάλεια τήξεως, τότε είναι σημαντικό να επανεξετάσουμε τη σχέση (2) διότι το IEC 60269-2-1 για "ασφάλειες τήξεως χαμηλής τάσης" μας λέει ότι για ρεύμα 1.6*In πρέπει να γίνεται άμεση τήξη (λιώσιμο) της ασφάλειας. Σε αυτή τη περίπτωση η σχέση (2) γίνεται :

 

1.6xIn =< 1.45xIz ή In=<0.9 Iz που συνοψίζεται (σε ότι αφορά τηκτά μέσα) στην εξής γενική αρχή :

 

Ib =< In =< 0.9 Iz.

 

Πάντως τελευταία χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο οι αυτόματοι διακόπτες ισχύος. Μάλιστα, πριν κάμποσο καιρό μίλαγα με έναν τεχνικό γνωστής μεγάλης εταιρείας ηλκ/κου υλικού και μου είπε "καλά που ζεις ? γιατί επιμένεις στις ασφάλειες τήξεως ?. Καλές είναι, αλλά πλέον μετακινούμαστε στους αυτόματους διακόπτες".. Βέβαια σημειώνω εγώ ότι η επιλεκτικότητα που επιτυγχάνεται με συνδυασμένη χρήση τηκτών ασφαλειών και μικροαυτόματων δύσκολα επιτυγχάνεται με τη χρήση μόνο απλών αυτόματων διακοπτών ισχύος ή μικροαυτόματων (χωρίς ασφάλειες).