V-Contact VSC контактор ABB - Характеристики

1. V-Contact VSC контактор ABB
2. Описание
3. Выбор и заказ
4. Принадлежности по заказу
5. Характеристики
6. Размеры
7. Схема цепей

Тропическое исполнение

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКЦИИ

Электромагнитная совместимость

Вакуумные контакторы V-Contact VSC обеспечивают работу без нежелательных срабатываний при наличии помех, вызванных наличием электронного оборудования, атмосферным воздействием или же разрядами электрического характера. Кроме того, они не вызывают помех электронному оборудованию, имеющемуся рядом с оборудованием. Все вышесказанное соответствует нормам IEC 60694, 60470, 61000-6-2, 61000-6-4, а также европейской директиве CEE 89/336, касающейся электромагнитной совместимости (ЕМС), в знак соблюдения которых блоки питания маркированы знаком СЕ.

Контакторы V-Contact VSC выполнены в соответствии с требованиями, касающимися эксплуатации в теплом, влажном, соляном климате.

Все основные металлические части обработаны против коррозийного воздействия, соответствующего среде С, согласно нормам UNI 3564-65. Цинкование выполняется в соответствии с нормой UNI ISO 2081, код классификации Fe/Zn 12, с толщиной, равной 12x10-6 м, защищенной преобразованным слоем, состоящим из преобладающих хромовых соединений, согласно норме UNI ISO 4520. Эти конструктивные характеристики приводят все оборудование серии V-Contact VSC и его принадлежности в соответствие с климатограммой 8 нормы IEC 721-2-1 и IEC 68-2-2 (Тест B: сухое тепло) / IEC 68-2-30 (Тест Bd: влажное тепло, циклическое).

Высотность

Известно, что изолирующие свойства воздуха изменяются при увеличении высотности. Это явление должно всегда учитываться во время проектирования изолирующих элементов оборудования, которое подлежит установке на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. В этом случае необходимо принимать во внимание коэффициент коррекции, получаемый по графику, составленному на основе указаний норм IEC 694. Приведенный ниже пример дает ясную интерпретацию изложенных выше указаний. В случае высотности, превышающей 2000 м, обращайтесь в компанию ABB.

График для определения коэффициента коррекции Ка, в зависимости от высотности

Пример

Высотность установки 2000 м

Эксплуатация при ном. напряжении 7 кВ

Напряжение удерживания при промышленной частоте 20 кВ эфф.

Напряжение удерживания при импульсе 50 кВп

Коэффициент Ка = 1,13 (см. график).

Учитывая данные параметры, оборудование должно выдерживать (при испытаниях, на нулевой высотности, то есть, на уровне моря):

напряжение удерживания на промышленной частоте, равное:

20 x 1,13 = 22,6 кВ эфф.

напряжение удерживания при импульсе, равное: 50 x 1,13 = 56,5 кВр.

Из этого можно сделать вывод, что для установок на высоте 2000 м над уровнем моря, при рабочем напряжении 7 кВ, необходимо предусматривать оборудование с номинальным напряжением 12 кВ, характеризуемое уровнями изоляции на промышленной частоте в 28 кВ эфф. при импульсном напряжении удерживания 60/75 кВп.

H = Высотность в метрах;

m = значение, касающееся промышленной частоты и

напряжений прочности при атмосферном импульсе и между фазами.

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКЦИИ

Установка фиксированного контактора

Контактор сохраняет неизменными характеристики в указанных ниже положениях установки.

VSC 3

В настенном положении, с подвижными контактами внизу.

VSC 3

В настенном положении, с подвижными контактами вверху.

VSC 7 - VSC 12

В напольном положении, с подвижными контактами внизу.

В настенном положении, с горизонтальными подвижными контактами внизу

Настенный, с подвижными контактами по горизонтали и терминалами вверху.

Настенный, с подвижными контактами по горизонтали с прерывателем спереди (или сзади) с терминалами, расположенными по вертикали.

Потолочный, с подвижными контактами вверху.

VSC 7/F - VSC 12/F

C) В напольном положении, с подвижными контактами внизу.

Применение предохранителей в зависимости от нагрузки

Управление и защита двигателей

Двигатели питаются низким напряжением, как правило, вплоть до мощности 630 кВт. Сверх этой мощности рекомендуется питание среднего напряжения (от 3 до 12 кВт) с целью снизить стоимость и размеры всех приборов, из которых состоит цепь.

Контакторы V-Contact могут использоваться для напряжений от 2,2 кВт до 12 кВ, а также для двигателей мощностью до 5000 кВт благодаря простоте и прочности механизмов управления и большой долговечности главных контактов. Для обеспечения защиты от короткого замыкания необходимо использовать контакторы вместе со специальными ограничительными предохранителями. Это решение позволяет дополнительно сократить стоимость управляемого оборудования (кабели, трансформаторы тока, устройства заземления шин и кабелей и т.д.) и сделать потребителя практически независимым от возможных последующих расширений системы с вытекающим увеличением мощности сети.

Процедура выбора предохранителей для защиты двигателей (1)

Выбор предохранителей, пригодных для защиты двигателей, должен выполняться, проверяя условия эксплуатации.

Учитываемыми данными являются;

напряжение питания

пусковой ток

продолжительность запуска

количество запусков в час

ток при полной нагрузке двигателя

ток короткого замыкания системы.

Среди критериев выбора имеется также поиск координации работы с другими защитными реле для надлежащей защиты контактора, трансформаторов тока, кабелей, самого двигателя и любого другого прибора, имеющегося в цепи, который мог бы повредиться ввиду продолжительной перегрузки или проходящей удельной энергии (I2t), превышающей выдерживаемую.

Защита от короткого замыкания выполняется предохранителями, которые всегда выбираются с номинальным током, превышающим ток двигателя, чтобы предотвратить их срабатывание при запуске. Тем не менее, этот способ выбора не позволяет использовать их в качестве защиты от повторяющихся перегрузок, которая не гарантируется ими, в особенности при значениях тока, находящихся до конца начального асимптотического участка характеристической кривой.

Поэтому, необходимо реле обратного времени или независимого времени для защиты от перегрузок. Эта защита должна координироваться с защитой, выполняемой предохранителем, таким образом, чтобы кривые реле и предохранителей пересекались в такой точке, которая обеспечивает;

Защиту двигателя от избыточного тока, вызванного перегрузкой, работой на одной фазе, заблокированным ротором и повторяющимися запусками. Защита выполняется реле обратного времени или независимого времени непрямого действия, которые будут действовать на контактор.

Защита цепи от тока повреждения между фазами и на массу, низкого значения, выполняемая реле обратного времени или независимого времени, которое должно срабатывать только для значений короткого замыкания, которые могут быть прерваны контактором.

Защита цепи от токов повреждения, превышающих размыкающую способность контактора до максимального допустимого тока повреждения. Защита выполняется предохранителем.

Для проверки рабочих условий необходимо действовать следующим образом; • Номинальное напряжение Un. Оно должно быть равно или больше рабочего напряжения системы.

(1) Указанный критерий выбора подразумевает предохранители ABB типа CMF.

Убедитесь, что уровень изоляции сети более высок, чем значение избыточного напряжения действия, обеспечиваемого предохранителями, которое для предохранителей, используемых АВВ, находится гораздо ниже предела, установленного нормами IEC 282-1.

Номинальный ток In. Он должен выбираться по графикам, приведенным на рис. А, которые относятся к случаю запуска с довольно равномерными интервалами времени, кроме первых двух запусков каждого цикла времени, которые могут выполняться непосредственно друг за другом.

Каждый график относится к разному времени запуска, соответственно: 6 с - 15 с - 60 с. В случае быстро повторяющихся запусков необходимо также проверить, что пусковой ток не превышает значение If x K, где If - это ток плавления предохранителя в соответствии с временем запуска двигателя, а К - это меньший коэффициент агрегата, функция In предохранителя, определяемый по таблице, приведенной на рисунке В.

Ток при полной нагрузке двигателя. Номинальный ток предохранителя должен быть равен или больше в 1,33 раза значения номинального тока при полной нагрузке двигателя. Кроме того, это условие всегда обеспечивается для запущенных двигателей с полным напряжением, для которых описанная процедура выбора номинального тока предохранителя всегда обязывает выбирать значения, превышающие в 1,33 раза In.

Ток короткого замыкания. Графики ограничения тока короткого замыкания на рис. С позволяют оценить ограничения тока короткого замыкания за предохранителями, на которые распространяется повреждение. Это приводит к меньшим размерам расположенного далее по цепи оборудования.

Пример координации предохранитель-реле обратного времени при перегрузке

Характеристики двигателя: Pn = 1000 кВт

Un = 6 кВ

lavv « 5 In = 650 A

Tavv = 6 s

Кол. операций в час = 16.

Из графика с временем запуска 6 с на рис. А, в соответствии со значением пускового тока 650 А, пересекается прямая, проведенная для 16 запусков в час, на поле предохранителя 250 А.

Nh = количество запусков двигателя в час tA = максимальное время запуска двигателя

Из графика времени плавления видно, что предохранитель на 250 А плавится за 6 с (время запуска), когда через него проходит ток в 1800 А.

Рис. А - Кривые выбора предохранителей для запуска двигателей. Предохранители АВВ типа CMF.

Таблица для выбора коэффициента K

Рис. В - График времени плавления и таблица для выбора коэффициента К. Предохранители АВВ типа CMF.

Из таблицы на рис. В следует, что коэффициент К для размера 250 А должен составлять 0,6, из чего получается значение If x K = 1080 A, превышающее пусковой ток(650 А), следовательно, использование предохранителя на 250 А соответствует также и этому условию, которое касается возможности повторяющихся запусков.

Рис. С - График ограничения тока короткого замыкания. Предохранители АВВ типа CMF.

Рассматривая график плавления предохранителя на 250 В, можно уяснить для себя необходимость использования реле обратного времени или же реле независимого времени для защиты от перегрузок. Помните, что продолжительный перегрев сверх температуры, предусмотренной классом изоляторов, является вредным и значительно сокращает долговечность электрооборудования.

Is = предполагаемый симметричный ток короткого замыкания Ip = ток, ограниченный предохранителем (пиковое значение)

На рис. D приводится график, касающийся двигателя, рассматриваемого в примере.

Запуск двигателей

Запуск двигателей приводит к проблеме повышенного потребления тока при наборе оборотов. В большинстве случаев, поскольку речь идет об асинхронных двигателях, пусковой ток может иметь следующие значения:

асинхронные, с простой беличьей клеткой 4,5 ... 5,5 In

асинхронные, с двойной беличьей клеткой 5 ... 7 In

Icn = максимальный ток короткого замыкания в Амперах, который способен разомкнуть контактор

Ia = пусковой ток двигателя в Амперах

In = номинальный ток двигателя в Амперах

t = время в секундах

I = ток в Амперах

F = характеристика время-ток предохранителя 250 A

T = характеристика с обратным временем непрямого реле для защиты от перегрузок (K51)

Ip = пиковое значение пускового тока двигателя

Рис. D - График координации между предохранителем на 250 А и реле обратного времени.

асинхронные, с обмотками двигателя: низкие значения, зависящие от выбора пусковых сопротивлений.

Этот ток не может присутствовать, если мощность короткого замыкания сети недостаточно высокая, и может стать причиной падения напряжения на протяжение всего запуска, которое нетерпимо для нагрузок, питающихся от этой же сети. Как правило, считается допустимым падение напряжение в пределах 15 - 20%, кроме особенных случаев со специальным оборудованием. Условие запуска при полном напряжении можно проверить аналитическим путем и оно является возможным в большинстве случаев. Если из расчетов следует, что пусковая мощность вызывает падение напряжения больше допустимого, то необходимо выполнить запуск при пониженном напряжении с последующим снижением пускового тока. Для этой цели, как правило, прибегают к запуску с понижающим трансформатором. Для крупных двигателей может быть более выгодным использование выделенного специально для машины трансформатора, размеры которого могут слегка превышать требуемую двигателем мощность. Таким образом, запуск осуществляется при пониженном напряжении (сильное падение напряжения на вторичной обмотке трансформатора) без влияния на остальную часть системы.

Комбинируя должным образом различные корпуса со съемными контакторами и соответствующими принадлежностями, можно выполнить любую схему запуска, контроля, защиты и измерения двигателей.

На рис. Е представлены некоторые типовые электрические схемы, выполняемые с помощью съемных контакторов.

Рис. Е - Типовые схемы питания трансформатора и запуска двигателя

Защита трансформаторов и выбор предохранителей (1)

Когда контакторы используются для управления и защиты трансформаторов, они оборудуются специальным типом ограничительных предохранителей, обеспечивающим селективность с другими защитными устройствами и способным выдерживать без последствий высокий ток включения трансформаторов. В отличие от сказанного для двигателей, в данном случае защита от избыточного тока на стороне среднего напряжения трансформатора не является обязательной, так как эта задача выполняется защитой на стороне низкого напряжения. Защита на стороне среднего напряжения может выполняться одним лишь предохранителем, который должен выбираться с учетом тока холостого запуска, который может принимать значения, превышающие вплоть до 10 раз номинальный ток для менее крупных трансформаторов, изготовленных из пластин с направленными кристаллами.

Максимальный пусковой ток обнаруживается, когда замыкание выключателя осуществляется в соответствии с прохождением через нулевое напряжение. Другой результат, который должен быть гарантирован, - это защита от неисправностей обмотки низкого напряжения и участка подключения от нее до выключателя на вторичной обмотке, избегая использование предохранителей со слишком высоким номинальным током, чтобы можно было обеспечить короткое время срабатывания даже в этих условиях неисправности.

Быстрая проверка тока короткого замыкания на вторичных контактах трансформатора и на входе выключателя на вторичной обмотке, если они расположены на значительном расстоянии друг от друга, позволяет проверить по графику плавления

(1) Критерии выбора, подразумевающие предохранители ABB типа CEF.

предохранителя время срабатывания. Приведенная ниже таблица эксплуатации учитывает оба необходимых условия, то есть, довольно высокий номинальный ток для предотвращения несвоевременного плавления во время холостого запуска, в любом случае, с таким значением, которое гарантирует защиту оборудования от неисправностей на стороне низкого напряжения.

Включение конденсаторов

Наличие импульсов тока, которые обнаруживаются во время подключения батареи конденсаторов, требует внимания в процедурах расчета. Определение величины явления предоставляет данные для выбора наиболее пригодного оборудования для включения и выключения батареи, а также для обеспечения защиты в случае перегрузки.

Для выполнения этого расчета необходимо различать системы переключения фаз двух типов;

системы с одной лишь трехфазной батареей конденсаторов (системы с одной батареей)

системы с несколькими трехфазными батареями конденсаторов, включаемыми по отдельности (системы с несколькими батареями).

В системах первого типа имеется один лишь тип импульса при включении, называемый импульс включения одной батареи конденсаторов в сеть. Пример типового импульса тока представлен на рис. А. В системах второго типа имеются два типа импульса при включении;

при включении первой батареи конденсаторов образуется импульс включения одной батареи конденсаторов в сети

при включении следующих батарей образуется импульс включения батареи конденсаторов в сеть с другими параллельно подключенными, запитанными батареями. В этом случае импульс тока является такого типа, который показан на рис. В.

Таблица выбора предохранителей для трансформаторов

Развитие тока и напряжения во время и Развитие тока и напряжения в течение

после импульса включения. первых 10 мс импульса включения.

a = Импульсный ток включения: первый пик 600 А и частота 920 Гц.

b = Напряжение импульса на клеммах батареи 400 киловаров.

c = Напряжение фазы питания: 10/ч3 = 5,8 кВ.

d = Номинальный ток батареи при 50 Гц: 23,1 А.

Рис. А - Пример импульса тока во время включения одинарной батареи конденсаторов.

Развитие тока и напряжения в течение первых Развитие двух составляющих общего тока

2 мс импульса включения. (см. приведенный выше график).

a = Импульсный ток включения: пик 1800 А и частота 4280 Гц.

b = Напряжение импульса на клеммах батареи 400 киловаров.

c = Напряжение фазы питания: 10/ч3 = 5,8 кВ.

d = Составляющая при частоте 4280 Гц импульса тока включения.

e = Составляющая при частоте 1260 Гц импульса тока включения.

Рис. G - Пример импульса тока во время включения батареи конденсаторов при уже включенной другой батарее.

Выбор пригодных контакторов для включения батарей конденсаторов

Нормы CEI 33-7 и IEC 871-1/2 предписывают, что конденсаторы "...должны быть в состоянии правильно работать при перегрузках с эффективным значением линейного тока до 1,3 In, без учета импульсов". Поэтому, устройства управления, защиты и подключения должны быть разработаны для постоянного выдерживания тока, превышающего в 1,3 раза ток, который обнаружился бы при номинальном синусоидальном напряжении и при номинальной частоте.

В зависимости от реального значения емкости, которое может даже превышать в 1,10 раза номинальное значение, данный ток может иметь максимальное значение, превышающее в 1,3 x 1,10 = 1,43 раза номинальный ток. Таким образом, рекомендуется выбирать номинальный тепловой ток контактора для управления батареей конденсаторов, превышающий минимум в 1,43 раза номинальный ток батареи. Контакторы V-Contact полностью удовлетворяют требования нормы, в особенности те, которые касаются управления включением и выключением батарей и избыточного напряжения, которое, в любом случае, не превышает в три раза пиковое значение номинального напряжения фазы системы.

Одинарная батарея

Параметры импульса тока (пиковые значения и собственная частота), образующегося во время включения батареи в сеть, как правило, значительно меньше, чем значения в случае нескольких батарей.

Две или несколько батарей (back-to-back)

В случае наличия нескольких батарей конденсаторов необходимо выполнить расчеты системы, учитывая включение одной батареи при уже включенных других батареях конденсаторов. В этих условиях необходимо убедиться, что:

максимальный ток включения не превышает приведенное ниже значение (см. таблицу);

частота тока при включении не превышает приведенное ниже значение (см. таблицу).

Для значений тока включения менее указанных размеров частота включения может быть увеличена так, чтобы произведение - Ip (кД) x f (Гц) - соответствовало указанному в таблице.

Например, в случае контактора VSC12 400A, значение Ip (ka) x f (Гц) не должно превышать 8 x 2.500 = 20.000.

Для расчета тока и частоты включения необходимо ссылаться на нормы ANSI C37.012 или на нормы IEC 62271-100 приложение H.

Если же из расчетов следуют большие значения, чем указанные, необходимо включить в цепь воздушные реакторы с необходимыми характеристиками. Использование реакторов в любом случае рекомендуется в случае частых операций с высокой частотностью включения.

Программа защиты окружающей среды

Производственные процессы выполняются с соблюдением норм по защите окружающей среды, как в плане снижения потребления электроэнергии и сырья, так и в плане производства отходов. Все это обеспечивается благодаря системе защиты окружающей среды предприятия, в соответствии с требованиями сертифицирующей организации. Минимальное воздействие на окружающую среду во время срока эксплуатации изделия (LCA - Life Cycle Assessment) вытекает из целенаправленного выбора материалов, процессов и упаковок, совершаемого во время проектирования.

Производственные методы позволяют получать легко демонтируемую продукцию для облегчения отделения компонентов с целью их наибольшей переработки в конце полезной жизни прибора. Для этого все пластмассовые компоненты маркированы согласно ISO 11469 (2-е изд. 15.05.2000). Если сравнить контактор V-Contact VSC с контактором с традиционным управляющим механизмом, то первый обеспечивает такую экономию электроэнергии, которая предотвращает попадание в атмосферу около 7000 кг углекислого газа (CO2).