Selectiviteit in bestaande installaties 2015 · 5/15/2015 3 Kabeldemping... Tabel. 2: kabeldemping,...
Transcript of Selectiviteit in bestaande installaties 2015 · 5/15/2015 3 Kabeldemping... Tabel. 2: kabeldemping,...
5/15/2015
1
Santon KennisdagSelectiviteit in bestaande installaties
1
Mei 2015
Joost de Koning
Welkom> Kortsluitstromen
Programma
> Kortsluitstromen
> Selectiviteit
Einde
2Confidential Property of Schneider Electric 2
5/15/2015
2
Kortsluitstromen
3
Maximale kortsluitstroom…… secundair van een transformator
> De kortsluitstroom secundair van een transformator is te bepalen uit de volgende tabel.> Standaard transformatoren
Tabel. 1: theoretische kortsluitstroom aan de klemmen van de transformator in kA bij 400Vtransformatorvermogen in kVA
160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1600 2000 2500 Sterkte netIn (A) 231 289 361 455 577 722 909 1155 1443 2309 2887 3608Uk (%) 4 4 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6
4Confidential Property of Schneider Electric
kn u
IIk100
3 > Eenvoudige formule:
( )Ik (kA) 5.8 7.2 9.0 11.4 14.4 18.0 22.7 19.2 24.1 38.5 48.1 60.1 oneindigIk (kA) 5.7 7.1 8.9 11.2 14.1 17.6 22.0 18.7 23.3 36.5 45.1 55.5 500 MVAIk (kA) 5.7 7.1 8.8 11.0 13.9 17.2 21.4 18.3 22.5 34.8 42.5 51.6 250 MVAIk (kA) 5.6 7.0 8.7 10.8 13.5 16.7 20.6 17.7 21.7 32.7 39.4 47.2 150 MVA
5/15/2015
3
Kabeldemping...
Tabel. 2: kabeldemping, de driefasen kortsluitstroom aan het einde van een kabel: kortsluitstroom in kA, doorsnede in mm2, lengte in m, koperen kabels en een netspanning van 400V.
Doorsnede Lengte van de kabel(mm2) (m)1.5 1.3 1.8 2.6 3.6 5.2 7.3 10.3 14.6 212.5 1.1 1.5 2.1 3 4.3 6.1 8.6 12.1 17.2 24 344 1.2 1.7 2.4 3.4 4.9 6.9 9.7 13.7 19.4 27 39 556 1.8 2.6 3.6 5.2 7.3 10.3 14.6 21 29 41 58 8210 2 2 3 4 3 6 1 8 6 12 2 17 2 24 34 49 69 97 13710 2.2 3 4.3 6.1 8.6 12.2 17.2 24 34 49 69 97 13716 1.7 2.4 3.4 4.9 6.9 9.7 13.8 19.4 27 39 55 78 110 155 22025 1.3 1.9 2.7 3.8 5.4 7.6 10.8 15.2 21 30 43 61 86 121 172 243 34335 1.9 2.7 3.8 5.3 7.5 10.6 15.1 21 30 43 60 85 120 170 240 340 48050 1.8 2.6 3.6 5.1 7.2 10.2 14.4 20 29 41 58 82 115 163 231 326 46170 2.7 3.8 5.3 7.5 10.7 15.1 21 30 43 60 85 120 170 240 34095 2.6 3.6 5.1 7.2 10.2 14.5 20 29 41 58 82 115 163 231 326 461120 1.6 2.3 3.2 4.6 6.5 9.1 12.9 18.3 26 37 52 73 103 146 206 291 412150 1.2 1.8 2.5 3.5 5 7 9.9 14 19.8 28 40 56 79 112 159 224 317 448185 1.5 2.1 2.9 4.2 5.9 8.3 11.7 16.6 23 33 47 66 94 133 187 265 374 529240 1.8 2.6 3.7 5.2 7.3 10.3 14.6 21 29 41 58 83 117 165 233 330 466 659300 2.2 3.1 4.4 6.2 8.8 12.4 17.6 25 35 50 70 99 140 198 280 396 5612 x 120 2.3 3.2 4.6 6.5 9.1 12.9 18.3 26 37 52 73 103 146 206 292 412 5832 x 150 2.5 3.5 5 7 9.9 14 20 28 40 56 79 112 159 224 317 448 6342 x 185 2.9 4.2 5.9 8.3 11.7 16.6 23 33 47 66 94 133 187 265 375 530 7493 x 120 3.4 4.9 6.9 9.7 13.7 19.4 27 39 55 77 110 155 219 309 438 6193 x 150 3.7 5.3 7.5 10.5 14.9 21 30 42 60 84 119 168 238 336 476 6723 x 185 4.4 6.2 8.8 12.5 17.6 25 35 50 70 100 141 199 281 398 562
Kortsluit- Kortsluitstroom aan het einde van de kabelstroom aanhet begin
5
Kortsluitstroom aan het eindvan de kabel afhankelijk van doorsnede, lengte en kortsluitstroom aan het begin
het begin(kA) (kA)100 93 90 87 82 77 70 62 54 45 37 29 22 17 12.6 9.3 6.7 4.9 3.5 2.5 1.8 1.3 0.990 84 82 79 75 71 65 58 51 43 35 28 22 16.7 12.5 9.2 6.7 4.8 3.5 2.5 1.8 1.3 0.980 75 74 71 68 64 59 54 47 40 34 27 21 16.3 12.2 9.1 6.6 4.8 3.5 2.5 1.8 1.3 0.970 66 65 63 61 58 54 49 44 38 32 26 20 15.8 12 8.9 6.6 4.8 3.4 2.5 1.8 1.3 0.960 57 56 55 53 51 48 44 39 35 29 24 20 15.2 11.6 8.7 6.5 4.7 3.4 2.5 1.8 1.3 0.950 48 47 46 45 43 41 38 35 31 27 22 18.3 14.5 11.2 8.5 6.3 4.6 3.4 2.4 1.7 1.2 0.940 39 38 38 37 36 34 32 30 27 24 20 16.8 13.5 10.6 8.1 6.1 4.5 3.3 2.4 1.7 1.2 0.935 34 34 33 33 32 30 29 27 24 22 18.8 15.8 12.9 10.2 7.9 6 4.5 3.3 2.4 1.7 1.2 0.930 29 29 29 28 27 27 25 24 22 20 17.3 14.7 12.2 9.8 7.6 5.8 4.4 3.2 2.4 1.7 1.2 0.925 25 24 24 24 23 23 22 21 19.1 17.4 15.5 13.4 11.2 9.2 7.3 5.6 4.2 3.2 2.3 1.7 1.2 0.920 20 20 19.4 19.2 18.8 18.4 17.8 17 16.1 14.9 13.4 11.8 10.1 8.4 6.8 5.3 4.1 3.1 2.3 1.7 1.2 0.915 14.8 14.8 14.7 14.5 14.3 14.1 13.7 13.3 12.7 11.9 11 9.9 8.7 7.4 6.1 4.9 3.8 2.9 2.2 1.6 1.2 0.910 9.9 9.9 9.8 9.8 9.7 9.6 9.4 9.2 8.9 8.5 8 7.4 6.7 5.9 5.1 4.2 3.4 2.7 2 1.5 1.1 0.87 7 6.9 6.9 6.9 6.9 6.8 6.7 6.6 6.4 6.2 6 5.6 5.2 4.7 4.2 3.6 3 2.4 1.9 1.4 1.1 0.85 5 5 5 4.9 4.9 4.9 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 4.3 4 3.7 3.4 3 2.5 2.1 1.7 1.3 1 0.84 4 4 4 4 4 3.9 3.9 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 3.3 3.1 2.9 2.6 2.2 1.9 1.6 1.2 1 0.7
Selectiviteit…
6
5/15/2015
4
Selectiviteit noodzaak?
> Selectiviteit is een belangrijk onderdeel van de bedrijfscontinuïteit (goed functioneren)
De NEN1010 kent een belangrijke bepaling: j (g )bepa g
Bepaling 132.1 Ontwerp
Bij het ontwerp van de installatie moet rekening zijn gehouden met de volgende aspecten:
a)…
7Confidential Property of Schneider Electric 7
)
b) het goed functioneren van de installatie tijdens het gebruik waarvoor de installatie is bedoeld.
-
Totale selectiviteit> voor alle foutstromen (thermische tot
Selectiviteit…… 3 soorten
> voor alle foutstromen (thermische tot kortsluitingen) moet D2 openen en D1 gesloten blijven.
Gedeeltelijke selectiviteit> D1 zal gesloten blijven tot de foutstroom
de selectiviteitgrens waarde (Is) h ijdt
8Confidential Property of Schneider Electric 8
overschrijdt.
Geen selectiviteit> bij een foutstroom zullen D1 en D2 beide
aanspreken.
5/15/2015
5
Selectiviteit…… wat voorbeelden, selectief ?
16A
16A
25A
16A
35A
B16A
C60C40A
DPNB16A
C60D63A
DPNB16A
NSX100Micrologic 2.2
DPNB16A
9
Niet Volledig Beperkt2000A
Zeer Beperkt
300A
ZeerBeperkt
800A
Volledig
Selectiviteit…… de regels
> Voor totale selectiviteit steeds één basismaat overslaan
NSX630NSX400
één basismaat overslaan
NSX250
Multi 9
NSX160
10Confidential Property of Schneider Electric
Multi 9Acti9
NSX100Micrologic 2.2
Multi 9Acti9
5/15/2015
6
Selectiviteit stappenplan
> Stap 1> Lees de combinatie af in de tabellen
> Stap 2> Bepaal de verhouding thermisch en magnetisch
11Confidential Property of Schneider Electric
> Stap 3> Zijn er aanvullende voorwaarden?
Vermogensschakelaars met tijdvertraging (tsd)
Tijd selectiviteit
jd e ag g ( sd)
- Beveiligingen Micrologic 5.x, 6.x en 7.x
- Tsd D1 > Tsd D2
12Confidential Property of Schneider Electric 12
Tsd D1
Tsd D2
5/15/2015
7
Gebruik Ecodial…
Of…
Installatie ontwerpsoftware voorlaagspanningsinstallaties
- Berekening kortsluitstromen
- Bepalen selectiviteit
- Gebruik van cascadetechniek
Conform NEN1010
13Confidential Property of Schneider Electric 13
- Conform NEN1010
- Uitgebreide rapportage
Selectiviteit in bestaande installaties
14
5/15/2015
8
Bestaande installatie
> Voorbeeld> 1250kVA transformator
1000
t(s)
gG-gG-630A
NW20H1-Micrologic 5.0 A-2000A
> Smeltpatroon 630A
1
10
100
Range
Circuit-breaker
Trip unit/curve
Rating
Long-time
Io
Ir
Masterpact
NW20H1
Micrologic 5.0 A
2000.00
0.90 1800.0A
gG
gG
gG
630.00
15Confidential Property of Schneider Electric 1 10 100 1000 10000 I(A)0.01
0.1 gG-gG-630A : Total discriminationgG-gG-630A : Total discrimination
tr
Short-time
Im/Isd
I²t (delay)
tm/tsd
Instantaneous
Ii
Discrimination
Limit
12.0 12.0s
4.00 7200.0A
ON
0.10 0.10s
OFF
Upstream device Total discrimination
Bestaande installatie
> Voorbeeld> 1250kVA transformator
1000
t(s)
gG-gG-630A
NW20H1-Micrologic 5.0 A-2000A
> Smeltpatroon 630A
> OMT 10kV beveiliging- I> 1,5 x In – 0,3sec
- I>> 39kA – 0sec
1
10
100
16Confidential Property of Schneider Electric 1 10 100 1000 10000 I(A)0.01
0.1
1250kVA MV beveiliging
5/15/2015
9
Bestaande installatie mogelijke oplossing
> Voorbeeld> 1250kVA transformator
1000
t(s)
gG-gG-630A
NW20H1-Micrologic 5.0 A-2000A
> Smeltpatroon 630A
> VIP400 10kV beveiliging- EIT curve Is=95A, tms=2sec
- I>> 20kA – 0,3sec
1
10
100
17Confidential Property of Schneider Electric 1 10 100 1000 10000 I(A)0.01
0.11250kVA MV beveiliging
Voorbeeld tijdselectiviteit
18Confidential Property of Schneider Electric
5/15/2015
10
Voorbeeld tijdselectiviteit
2500kVA
NW20H1
NW40H1NS1000N
T d 0
Tsd=0,1
19
Tsd=0
Tsd=0,2
Voorbeeld tijdselectiviteit
20
5/15/2015
12
Beoordelen smeltpatronen en automaten
23
Selectiviteit met smeltpatronen
> Regel voor selectiviteit:> Patronen onderling
Standaard stappen:
16 160 g
> Stapje overslaan> Let op! dit kan fout gaan
> Correct: factor 1,6
16 160
20 200 225
25 250
35 315 355
50 400
63 500
80 630
24Confidential Property of Schneider Electric 24
80 630
100
125
5/15/2015
13
Selectiviteit van automaten en smeltpatronen
> Installatieautomaat met escortepatroonD it h k lk kt i ti k t> De uitschakelkarakteristiek van patroon en automaat snijden elkaar
> Automaat> Max doorgelaten energie
> Patroon
25Confidential Property of Schneider Electric
> Patroon> Lijn onder
- Pre-arcing
> Lijn boven- Max doorgelaten energie
automaat
smeltpatroon
Grenswaarde selectiviteit
Selectiviteit met patronen…
35A
B16A
26Confidential Property of Schneider ElectricConfidential Property of Schneider Electric 26
De makkelijke (en juiste) manier: Raadpleeg de tabellen van de fabrikant
Belangrijk: Als beide getallen gelijk zijn (bv. 6/6) is de combinatie Totaal selectief en is er dus GEEN backup functie
5/15/2015
14
Veiligheid
27Confidential Property of Schneider Electric
Bij een onvolledige kortsluiting ontstaateen vlamboog
Gevaar van vlambogen
ee a boog
Deze vlamboog brengt zwaar lichamelijkletsel
28Confidential Property of Schneider Electric 28
5/15/2015
15
Vlamboogstroom
> Een vlamboog verplaatst zich door de lucht> Lucht heeft weerstand
> De vlamboog stroom is hierdoor lager> Ca. 40-50% van Ibf
> Ibf = bolted fault kortsluitstroom (Ik3)
29Confidential Property of Schneider Electric
Wat is de incident energy E?
> De hoeveelheid energie die vrijkomt> op een bepaalde afstand
> in een bepaalde tijd
> 5 J/cm2 (of 1,2 cal/cm2)> geeft mogelijk 2e graads brandwonden
30Confidential Property of Schneider Electric
5/15/2015
16
Berekende waarden van “incident energy” volgens de IEEE 1584…
Table incident energy exposure E (Cal/cm2)
Calories
Incident energy exposure E (Cal/ cm2)
arc time t (s)
Ibf (kA) Ia (kA) En (J/cm2) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
100 37.5 11.5030 1.4 2.8 4.2 5.6 7.0 8.4 9.8 11.2 12.6 14.0 28.0 42.0 56.1 70.1 84.1 98.1 112.1 126.1 140.2
90 34.4 10.4898 1.3 2.6 3.8 5.1 6.4 7.7 8.9 10.2 11.5 12.8 25.6 38.3 51.1 63.9 76.7 89.5 102.2 115.0 127.8
80 31.3 9.4625 1.2 2.3 3.5 4.6 5.8 6.9 8.1 9.2 10.4 11.5 23.1 34.6 46.1 57.6 69.2 80.7 92.2 103.8 115.3
70 28.1 8.4189 1.0 2.1 3.1 4.1 5.1 6.2 7.2 8.2 9.2 10.3 20.5 30.8 41.0 51.3 61.5 71.8 82.1 92.3 102.6
60 24.8 7.3565 0.9 1.8 2.7 3.6 4.5 5.4 6.3 7.2 8.1 9.0 17.9 26.9 35.9 44.8 53.8 62.7 71.7 80.7 89.6
50 21.4 6.2716 0.8 1.5 2.3 3.1 3.8 4.6 5.3 6.1 6.9 7.6 15.3 22.9 30.6 38.2 45.8 53.5 61.1 68.8 76.4
45 19.6 5.7193 0.7 1.4 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6 6.3 7.0 13.9 20.9 27.9 34.8 41.8 48.8 55.7 62.7 69.7
40 17.9 5.1591 0.6 1.3 1.9 2.5 3.1 3.8 4.4 5.0 5.7 6.3 12.6 18.9 25.1 31.4 37.7 44.0 50.3 56.6 62.9
35 16.0 4.5902 0.6 1.1 1.7 2.2 2.8 3.4 3.9 4.5 5.0 5.6 11.2 16.8 22.4 28.0 33.6 39.1 44.7 50.3 55.9
30 14.1 4.0109 0.5 1.0 1.5 2.0 2.4 2.9 3.4 3.9 4.4 4.9 9.8 14.7 19.5 24.4 29.3 34.2 39.1 44.0 48.9
25 12.2 3.4194 0.4 0.8 1.2 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.2 8.3 12.5 16.7 20.8 25.0 29.2 33.3 37.5 41.7
20 10.2 2.8129 0.3 0.7 1.0 1.4 1.7 2.1 2.4 2.7 3.1 3.4 6.9 10.3 13.7 17.1 20.6 24.0 27.4 30.8 34.3
15 8.1 2.1868 0.3 0.5 0.8 1.1 1.3 1.6 1.9 2.1 2.4 2.7 5.3 8.0 10.7 13.3 16.0 18.7 21.3 24.0 26.6
14 7.6 2.0587 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.1 17.6 20.1 22.6 25.1
Incident Energy Level (cal/cm2) Hazard Risk Category
0 to 1,2 0
1,21 to 4 1
4,1 to 8 2
8,1 to 25 3
25,1 to 40 4
31Confidential Property of Schneider Electric
13 7.2 1.9294 0.2 0.5 0.7 0.9 1.2 1.4 1.6 1.9 2.1 2.4 4.7 7.1 9.4 11.8 14.1 16.5 18.8 21.2 23.5
12 6.7 1.7989 0.2 0.4 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.8 2.0 2.2 4.4 6.6 8.8 11.0 13.2 15.3 17.5 19.7 21.9
11 6.3 1.6670 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 4.1 6.1 8.1 10.2 12.2 14.2 16.2 18.3 20.3
10 5.8 1.5336 0.2 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 3.7 5.6 7.5 9.3 11.2 13.1 14.9 16.8 18.7
9 5.3 1.3985 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1.0 1.2 1.4 1.5 1.7 3.4 5.1 6.8 8.5 10.2 11.9 13.6 15.3 17.0
8 4.9 1.2616 0.2 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.2 1.4 1.5 3.1 4.6 6.1 7.7 9.2 10.8 12.3 13.8 15.4
7 4.4 1.1224 0.1 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 1.0 1.1 1.2 1.4 2.7 4.1 5.5 6.8 8.2 9.6 10.9 12.3 13.7
6 3.8 0.9808 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.1 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.0
5 3.3 0.8362 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 2.0 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.2 9.2 10.2
4 2.8 0.6878 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 1.7 2.5 3.4 4.2 5.0 5.9 6.7 7.5 8.4
3 2.2 0.5348 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.5 0.6 0.7 1.3 2.0 2.6 3.3 3.9 4.6 5.2 5.9 6.5
2 1.6 0.3750 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.9 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.7 4.1 4.6
1 0.9 0.2045 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 0.7 1.0 1.2 1.5 1.7 2.0 2.2 2.5
Formules ingevuld met:
400V
25mm
x = 1.641 MCC
455 mm working distance
Solid grounded
in box
Persoonlijke BeschermingsMiddelen
> De categorieën vertaald naar kleding…
32Confidential Property of Schneider Electric