DC-virrankatkaisijat akkupiireissä: valintaperusteet ja todistusraja-arvot

Tämä opas on insinööreille ja ostajille tarkoitettu syöttötietojen ja todisteiden tarkistuslista. Se ei sisällä suojalaitteiden asetuksia eikä korvaa järjestelmän suojausselvitystä. Pidä yksiviivakaavio ja kyseisen laitteen tarkka tuotetiedote vierekkäin koko tarkastelun ajan.

Määritä akkukytkentä ennen katkaisijan nimeämistä

Ilmoita, sijaitseeko ehdotettu laite akkujonossa, yhdistetyllä akkoteholla, tasavirran jakelohaarassa, muuntimen liitännässä vai apupiirissä. Näissä kohdissa voi olla erilaiset normaalivirrat ja erilaiset mahdollisten vikavirtojen lähteet. Haaraa, jonka toisella puolella on akku ja toisella puolella tehoelektroniikkaa, ei tulisi esittää pelkästään yleisenä lähde- ja kuormakaaviona.

Kirjaa käyttötilat: lataus, purku, huoltoeristys, rinnakkaiset ketjut sekä mahdolliset ohitus- tai varasyöttöjärjestelmät. Merkitse kukin tila piirustukseen. Harjoituksen avulla voidaan selvittää, voiko virta kulkea molempiin suuntiin ja voidaanko tietylle lähdepäätteelle merkitty katkaisija asentaa ehdotetulla tavalla. Älä oleta, että latausvirta ja oikosulkuvirta kulkevat samaa reittiä.

Kuvaile laitteen käyttötarkoitus tarkasti. Ylivirtasuojaus, kytkentä, eristys ja hätäkatkaisu eivät ole keskenään vaihdettavissa olevia vaatimuksia. Jos vaaditaan useampaa kuin yhtä toimintoa, hankeselosteessa on mainittava kukin toiminto ja sen osalta vaadittavat todisteet. DC-pienikokoisten katkaisimien luokka määrittelee liiketoimintaryhmän; sillä ei päätetä suojajärjestelmästä.

Mittaa jännitteen vaihteluväli, älä pelkästään nimellisjännitettä

Akun napajännite vaihtelee lataustilan, toimintatilan ja lämpötilan mukaan. Järjestelmäsuunnittelijan tulee ilmoittaa tämän katkaisijan asennon kannalta merkitykselliset enimmäis- ja vähimmäisjännitteet sekä määrittää ne transientti- tai lataustilanteet, joita laitteen on tarkoitus kestää. Ehdokkaan tasavirtakapasiteetti on tarkistettava suhteessa asianmukaiseen piirin enimmäisjännitteeseen käyttäen sen tarkkaa napaja kytkentäkonfiguraatiota.

Tuoteluettelon otsikossa saatetaan mainita useita jännitteitä eri napamäärille tai kytkentätavoille. Älä sovella suurinta arvoa eri kytkentätapaan. Pyydä valmistajalta kaavio, josta käy ilmi ehdotettu sarjanapakytkentä, mikäli sellainen on, ja vertaa sitä jakelutaulun piirustukseen. Vaihtojännitteen nimellisarvo ei ole osoitus tasavirran katkaisukyvystä.

Dokumentoi myös akkujärjestelmän maadoitus ja johdotuskaavio. Suunnittelijan on tiedettävä, mitkä johtimet ovat suojattuja ja irrotettuja, mitkä jäävät jännitteisiksi käytön jälkeen ja muuttuuko virran kulkureitti maasulkutilanteessa. Nämä ovat järjestelmään liittyviä kysymyksiä, eivätkä ne ole yksityiskohtia, joita katkaisimen toimittaja voi päätellä nimellisjännitteen arvon perusteella.

Määritä ennakoitu vikavirta todellisessa sijainnissa

Ilmoita katkaisijan liittimissä esiintyvä arvioitu oikosulkuvirta kyseisissä toimintatiloissa. Tutkimuksessa on otettava huomioon akkukokoonpano, liitännät, rinnakkaispolut, muuntimet ja muut lähteet, jotka voivat vaikuttaa vikatilanteessa. Älä korvaa paikkakohtaista vikatulosta kennon tuoteselosteen numerolla, laturin nimellisteholla tai yleisellä akkukapasiteetilla.

Vertaa laskettua katkaisukykyä kyseisen mallin julkaistuihin tasavirran katkaisutietoihin kyseisellä jännitteellä ja napajärjestyksellä. Selvitä, mitä valmistaja tarkoittaa katkaisukapasiteetin merkinnällä ja siihen liittyvillä testaus- tai käyttöolosuhteilla. Laite, jolla on riittävä jatkuvavirta, voi silti olla sopimaton, jos sen dokumentoitu katkaisukyky ei kata käytettävissä olevaa vikavirtaa.

Jos selvitys on keskeneräinen, merkitse katkaisijan valinta alustavaksi sen sijaan, että arvioisit todennäköisen vika-arvon. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun akkujonot on kytketty rinnan tai kun muuntaja voi aiheuttaa vian. Hankintaosasto voi pyytää ehdokasvalikoimaa, mutta hyväksyntä annetaan vasta sen jälkeen, kun sähkötekninen selvitys ja valmistajan toimittamat todisteet ovat yhdenmukaiset.

Erota käyttövirta suojakoordinaatiosta

Luettele jatkuva virta, odotettavissa olevat lataus- ja purkaushuippuarvot, käynnistyskäyttäytyminen sekä mahdollisten normaalien transienttien kesto. Määritä sen jälkeen johtimet ja laitteet, joita katkaisijan on tarkoitus suojata. Katkaisijan nimellisvirta on arvioitava valmistajan antamien tehonalennuskertoimien ja ympäristöolosuhteita koskevien oletusten perusteella; sitä ei tule valita pelkästään yksittäisen kuormitusarvon yläpuolella olevana seuraavana luettelossa mainittuna arvona.

Suojausinsinöörin tulisi tarkistaa virran ja ajan suhde johtimien osalta, sekä ylä- ja alapuolella sijaitsevien suojalaitteiden, akunhallintatoimintojen ja muuntimen ohjausjärjestelmien toiminta. Katkaisijan magneettista ja lämpöteknistä käyttäytymistä ei voida päätellä sen kotelon leveydestä. Myöskään akunhallintajärjestelmän olemassaolo ei poista tarvetta tarkistaa katkaisijalle määritettyä fyysistä katkaisutoimintoa.

Kysy, mitkä toimintatilat on pidettävä koordinoituina ja mitkä vikatilanteet on saatava tietyn laitteen laukeamaan. Jos selektiivisyys on tärkeää, pyydä valmistajalta asiaankuuluvat käyrät ja tutkimustulokset. Vältä lupaamasta selektiivisyyttä kahden nimellisvirran perusteella ilman yhteensopivia aika-virta-tietoja.

Tarkista napaisuus, lähteen suunta ja liitäntäsäännöt

Tasavirran katkeaminen voi riippua sisäisestä valokaarenhallintarakenteesta ja napojen kytkentätavasta. Lue laitteen tarkat ohjeet liitäntäjännitteestä, kuormasta, napaisuudesta ja sarjaan kytketyistä napoista. Kaksisuuntainen normaali käyttövirta ei takaa, että suunnaherkkä katkaisija katkaisee vikatilanteet molemmilta puolilta jokaisella ilmoitetulla jännitteellä. Toisaalta “polarisoimaton” kuvaus edellyttää silti tarkkaa mallitietoa sen soveltamisalan vahvistamiseksi.

Aseta valmistajan liitäntäkaavio järjestelmän yksiviivakaavion viereen. Merkitse kaikki lähteet, jotka saattavat syöttää vikaa, mukaan lukien tarvittaessa liitetyt tehoelektroniikkalaitteet. Jos jokin mahdollinen vian kulkusuunta on ristiriidassa sallitun liitännän kanssa, keskeytä valinta ja pyydä vaihtoehtoista ratkaisua tai virallista teknistä tarkastusta. Tarkistamattoman liitännän kenttäsuunnan kääntäminen ei ole hyväksyttävä oikotie.

Jos haluat vertailla liittimien suuntaväitteitä perusteellisemmin, käytä hyväksyttyjä polariteettiohjeita ennen osaluettelon laatimista. Tuotesivut tuotteelle kaksinapainen tasavirta-MCB-tuoteperhe ja a suuremman virran DC-MCB-tuoteperhe ovat hyödyllisiä lähtökohtia tutkimukselle, eivätkä todisteita siitä, että kumpikaan perhe sopisi tähän piiriin.

Tarkista kotelo ja asennusolosuhteet

Kirjaa ylös ympäristön lämpötila, kotelon odotettu lämpötila, asennussuunta, ilmanvaihto, tarvittaessa korkeus merenpinnasta sekä käytettävissä oleva paneelitila. Tutustu tuotteen asennusohjeisiin, joissa käsitellään johtimien kokoa, liittimiä, kiristystapaa, välejä sekä viereisten laitteiden tehonrajoituksia. Lämpökäyttäytyminen riippuu todellisesta kokoonpanosta; pelkkä luettelossa ilmoitettu nimellisvirta ei kata kaikkia kotelointijärjestelyjä.

Tarkista, käytetäänkö laitetta manuaalisesti, etäohjauksella vai ainoastaan automaattisena suojakomponenttina. Jos tarvitaan lukittava eristyspiste, varmista, että kyseinen laite on hyväksytty kyseiseen tehtävään ehdotetussa kokoonpanossa. Älä esitä pientä katkaisijaa täydellisenä akkujen irrotuslaitteena pelkästään sen vuoksi, että sen kahvassa on OFF-asento.

Laadi näyttöön perustuva vertailutaulukko

Päätöskenttä	Projektin lähtötiedot	Tarkka malli -todisteet
Tasajännite	Piirin suurin sallittu jännite	Nimellisarvot ehdotetuissa pylväissä ja johdotuksessa
Viankorjausvuoro	Asennuspaikan nimellisvirta	DC-katkostiedot ja -olosuhteet
Nykyinen	Jatkuva ja hetkellinen toimintaprofiili	Teho- ja alenteho-ohjeet
Suunta	Lataus-, purkaus- ja vianvirtausreitit	Napaisuus ja liitäntäohjeet
Asennus	Kotelo ja johtimien järjestely	Asennus- ja liitäntäohjeet

Vertaile tietoja tarkalleen tilauskooditasolla. Jos toimittaja lähettää tuoteryhmäluettelon mallikohtaisen tuotesivun sijaan, merkitse luetteloon selvittämättömät kentät. Dokumentoitu “tuntematon” on hyödyllisempi kuin arvailtu ”HYVÄKSYTTY”, koska se kertoo suunnittelu- ja hankintaosastoille, mitä seuraavaksi tulee pyytää.

Mitä tarjouspyynnössä tulee toimittaa

Ilmoita sovelluksen sijainti, järjestelmän yksirivinen kaavio, akun jännitealue, jatkuva virta ja transienttiprofiili, ennakoitu vikavirta, odotetut virran suunat, maadoituskaavio, pylväs- ja johdinvaatimukset, asennusolosuhteet sekä haluttu suojaus- tai eristystoiminto. Liitä mukaan pyydetyt asiakirjat: tarkka tuotetiedote, tasavirran katkaisutiedot, kytkentäkaavio, asennusohjeet ja tilauskoodin vahvistus.

Ilmoita, mitkä tiedot on vahvistettu ja mitkä ovat vielä alustavia. Tämä ero estää sen, että tarjousta erehdytään pitämään lopullisena teknisenä hyväksyntänä. Jos toimittaja ehdottaa vaihtoehtoista mallia tai pylväiden lukumäärää, pyydä päivitettyä vertailua, joka perustuu samoihin projektitietoihin. Tuotteen korvaava malli ei saisi periä alkuperäisen laitteen hyväksyntää ilman uudelleentarkastelua.

Käytä RITOKS-tietopyynnön käsittelyprosessi jotta dokumentoitu vaatimus voidaan jakaa, samalla kun vastuu projektin turvallisuustutkimuksesta ja lopullisen suunnitelman hyväksymisestä säilyy. Selkeä tarjouspyyntö antaa toimittajalle mahdollisuuden vastata tarkkoihin yhteensopivuuskysymyksiin sen sijaan, että hänen pitäisi arvata vastauksia laajojen ilmausten, kuten “akun katkaisija”, perusteella.”

Kysymykset, jotka insinöörien tulisi ratkaista ennen julkaisua

Voidaanko DC-tyyppinen MCB valita akun kapasiteetin perusteella?

Ei. Kapasiteetti ei kuvaa piirin enimmäisjännitettä, katkaisijan vikavirtaa, käyttövirran profiilia eikä liitäntäsääntöjä. Ilmoita nämä hankekohtaiset tiedot ennen kuin tarkistat ehdokkaiden asiakirjoja.

Vaatiiko kaksisuuntainen lataus polarisoimatonta katkaisijaa?

Tämä edellyttää virran ja vian suunnan tarkastelua kyseisen laitteen sijainnissa. Sopiva katkaisija ja johdotus riippuvat dokumentoidusta käyttäytymisestä jokaisessa merkityksellisessä tilassa. Älä pidä yleistä napaisuusmerkintää täydellisenä vastauksena.

Hyväksytäänkö listattu laite, kun nimellisarvot vastaavat toisiaan?

Ei. Tarkista katkaisukyky, jännite suunnitelluissa napoissa, liittimien suunta, asennusolosuhteet ja koordinointi. Hyväksynnässä on mainittava tarkka malli ja piirustuksen versio, jotka insinööri on tarkistanut.

Yhteenvetona

Aloita akkukytkennän ja sen vianmäärityksen tarkastelusta; vertaa sitten tarkkoja mallidokumentteja. Paras selvitys mainitsee sekä suunnitellun suojatoiminnon että olosuhteet, joissa ehdotetun DC-MCB:n on toimittava. Jätä ratkaisemattomat arvot avoimiksi teknistä arviointia varten sen sijaan, että tuoteryhmän esittelystä tehtäisiin turvallisuusväite.

Lähteet

• IEC, IEC 60947-2 -standardi, katkaisijat (katso voimassa oleva painos ja tuotteen tarkat ohjeet).
• Yhdysvaltain energiaministeriö, energianvarastoinnin turvallisuutta koskeva strateginen suunnitelma (järjestelmätason akkujen turvallisuuskonteksti).