Такая запись, как “управляющее напряжение: 110 V DC”, указывает тип питания и номинальное значение, но не определяет требования к трём отдельным электрическим нагрузкам. Для пружинного вакуумного выключателя эти три нагрузки функционально различаются: катушка отключения по команде высвобождает механизм размыкания, катушка замыкания высвобождает накопленную энергию пружины для приведения в действие механизма замыкания, а двигатель заряда пружины восполняет эту механическую энергию после каждого замыкания. Каждая нагрузка потребляет ток в разное время и в течение разного периода из цепи, которая может иметь собственный источник, путь прохождения тока и защитное устройство.
Это различие имеет непосредственное значение при закупках. На страницах продуктов VS1-12 и VS1-24 покупателю предлагается отдельно указать источники питания для катушки замыкания, катушки срабатывания и двигателя натяжения пружины. В руководстве по эксплуатации VS1-12 эти величины выделены отдельными строками в таблице номинальных рабочих напряжений. Рассматривать одну единственную запись о напряжении управления в качестве достаточной спецификации — это не упрощение; это лишает поставщика достаточной информации для подтверждения установленных компонентов и схемы, а также лишает изготовителя панелей документального обоснования для проектирования схемы подключения.
Стоит уточнить, чем именно эти три нагрузки не являются. Номинальное напряжение среднего напряжения выключателя — класс напряжения главной цепи, вакуумного размыкателя и изоляционной конструкции — представляет собой совершенно отдельный вопрос. Обозначение 12 kV или 24 kV описывает сеть, в которой работает выключатель, а не низковольтные источники питания, которые его приводят в действие. Путаница между классом первичного напряжения и управляющим напряжением является базовой категориальной ошибкой, но на практике она возникает, когда в технической документации оба понятия указываются на одной и той же бирке оборудования. Точно так же источники питания катушек отключения и включения не являются тем же самым, что и выходы реле защиты, сигналы дистанционного управления или контрольные сигналы связи, которые инициируют команду отключения или включения. Эти сигналы поступают в цепь катушки, но само питание катушки должно быть доступно и находиться в пределах рабочего диапазона компонента независимо от наличия команды.
Приведенное выше описание механизма относится конкретно к пружинным автоматическим выключателям (VCB). Конструкции с приводом на основе постоянных магнитов работают иначе — функции катушки и накопителя энергии организованы таким образом, что не соответствуют напрямую схеме «отключение/замыкание/отделение двигателя», характерной для пружинных механизмов. Если заказанный выключатель использует механизм с постоянными магнитами, требования к питанию определяются конкретной схемой для данной конфигурации. Модель с тремя нагрузками, приведённая в данной статье, применима к типу с пружинным накоплением энергии, то есть к конструкции, описанной в документации по продуктам VS1-12 и VS1-24, а также в руководствах по эксплуатации.
Указание 110 V DC тока“ для каждой из трёх нагрузок лучше, чем одна общая запись, но всё равно является неполной. Полезная спецификация источника питания для каждой нагрузки содержит следующие поля:
Тип питания — AC или DC. Укажите тип внешнего источника питания и уточните номинальные входные параметры установленного компонента вместе с полной схемой его управления. В некоторых схемах используется выпрямитель или компоненты, допущенные для работы при нескольких условиях входного сигнала; в других — нет. В руководстве по эксплуатации VS1-12 приведены варианты выбора AC и DC с различными схемами. Поэтому одно лишь совпадение номинальных значений напряжения не гарантирует ни пригодности, ни взаимозаменяемости: выбранный компонент и схема должны быть совместимы с заявленным источником питания.
Номинальное напряжение и фактический доступный рабочий диапазон на источнике питания. Номинальное значение — это значение, указанное на этикетке шины или на паспортной табличке зарядного устройства. Доступный диапазон — это значения, которые источник питания фактически обеспечивает как в нормальных условиях эксплуатации, так и в ухудшенных условиях, возникающих при неисправности или сбоях в сети. Эти два показателя не совпадают, и компонент рассчитан на работу в пределах заявленного диапазона, а не просто при номинальном значении. Ни в статье, ни у поставщика нет возможности заполнить это поле на основе общих знаний; данная информация определяется проектом станции.
Страна-поставщик. Каждая ли функция питается от одной и той же шины управления, или некоторые функции получают питание из разных источников? Общая шина DC тока станции может питать все три функции, но это необходимо подтвердить и задокументировать, а не просто предполагать. В некоторых установках двигатель заряда питается от станционного источника AC, тогда как катушки отключения и включения используют станционный источник DC. Если источники различаются, в идентификаторе питания каждой нагрузки должен быть отдельно указан её источник, и схема должна соответствовать этому.
Частота AC (если применимо). Укажите частоту источника AC тока и сверьте её с утверждёнными требованиями к входным параметрам установленного компонента или входного каскада.
Сведения о полярности и выпрямлении, если это применимо. Разграничивайте внешнее питание и электрические условия, требуемые для устанавливаемого компонента. Входной каскад, AC переменным током, может выпрямлять входной сигнал перед подачей на катушку, DC на постоянный ток; цепь DC прямым питанием постоянным током имеет собственные требования к полярности и защите. В руководстве по эксплуатации VS1-12 приведены различные схемы цепей питания. Зафиксируйте утвержденную схему входа и используйте схему, относящуюся конкретно к данному заказу, для подтверждения этих деталей, не делая выводов о подключениях на основе общей схемы.
В случае проекта, требующего источников питания DC для катушек, форма запроса с тремя функциями может начинаться следующим образом. Указанные поля представляют собой исходные данные, которые заказчик должен определить на основе проекта станции; графа «Подтверждение» заполняется путем сопоставления заказанного компонента и чертежа с этими исходными данными перед покупкой.
| Функция | Тип поставки | Номинальное напряжение | Ассортимент, доступный в месте отгрузки | Шина источника / источник | Частота AC | Примечания к схеме | Подтверждение компонента / чертежа |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Катушка запуска (TQ) | DC | Номинальное напряжение DC на станции | Из проекта аккумуляторной батареи / зарядного устройства для станции | Шина аккумуляторной батареи станции DC | Н/Д — DC | Постоянный DC или выпрямленный ток в соответствии с заказанной схемой | Сверьте с данными на заводской табличке и утвержденной версией схемы |
| Закрытая катушка (HQ) | DC | Номинальное напряжение DC на станции | Из проекта аккумуляторной батареи / зарядного устройства для станции | Шина аккумуляторной батареи станции DC | Н/Д — DC | Постоянный DC или выпрямленный ток в соответствии с заказанной схемой | Сверьте с данными на заводской табличке и утвержденной версией схемы |
| Двигатель зарядки (M) | AC или DC — укажите для каждого объекта | Номинальное напряжение на станции: AC или DC | От проектирования системы снабжения | Объявить источник | AC: номинальная частота | Отдельная цепь двигателя; отключение с помощью вспомогательного выключателя по завершении зарядки | Сверьте с данными на заводской табличке и утвержденной версией схемы |
На этапе запроса предложений (RFQ) оставьте столбец «Подтверждение» пустым, если поставщик ещё не подтвердил установленные компоненты. Не указывайте в поле «Диапазон» общепринятые отраслевые процентные значения; укажите фактические доступные условия, указанные в проекте станции, или оставьте это поле в качестве заявленного требования, которое поставщик должен подтвердить.
На странице продукта VS1-24 это требование сформулировано прямо: для нестандартных источников питания требуется соответствующая схема. Это не бюрократическая формальность. Это означает, что схема, привязанная к конкретной комбинации источников питания, является отдельным документом, отличным от схемы, привязанной к другой комбинации. Заказ автоматического выключателя без указания типа источника питания и последующее получение того, что завод отправляет по умолчанию, может привести к несоответствию между установленным компонентом и имеющимся источником питания на подстанции.
После того как характеристики источника питания зафиксированы на месте, остается отдельный вопрос: какое напряжение фактически присутствует на выводах компонента в условиях, требующих его работы?
Этот вопрос состоит из двух частей. Первая касается падения напряжения на пути питания при протекании тока. Каждый проводник между шиной аккумулятора и клеммами катушки или двигателя имеет сопротивление. Каждое соединение, предохранитель, разъем и клеммная колодка вносят небольшой дополнительный вклад в падение напряжения. Величина этого падения зависит от фактической трассы и нагрузки. Необходимо определить номинальный ток и продолжительность работы для каждой нагрузки, включая соответствующие пиковые значения при пуске или срабатывании. Цикл зарядки двигателя и импульс срабатывания катушки имеют разные профили нагрузки; нельзя делать предположения относительно величин их токов. Если этот ток протекает по длинному кабелю или по общей питающей линии, которая также питает другие управляющие нагрузки, напряжение на клеммах двигателя в период зарядки будет ниже, чем напряжение, измеренное на шине в режиме покоя. Показателем, определяющим выбор компонентов, является напряжение на клеммах под нагрузкой, а не напряжение на шине в разомкнутом цепи.
Второй аспект — это доступность питания в нештатных условиях. Команда на отключение, скорее всего, потребуется во время сбоя в системе — именно в тот момент, когда условия питания подстанции могут быть нештатными. В зависимости от конструкции подстанции шина аккумуляторной батареи DC может нести более высокую, чем обычно, нагрузку от другого оборудования защиты и управления. Сама батарея может работать с более низким уровнем заряда. Если источник питания катушки отключения подключен к тому же фидеру, что и оборудование, потребляющее значительный ток во время неисправности, напряжение на клеммах катушки отключения в момент подачи реле защиты сигнала отключения может быть значительно ниже, чем в нормальных условиях. Утвержденные рабочие характеристики компонента должны обеспечивать его работоспособность в таких ухудшенных условиях, а не только при номинальном значении напряжения шины.
Речь идет о задачах проектирования и координации закупок, а не о процедурах испытаний в реальных условиях или ввода в эксплуатацию. На этапе запроса информации следует зафиксировать данные о мощности и нагрузке, взятые из проекта станции — размер и длину фидеры, ожидаемую нагрузку от одновременных потребителей, расчетные условия работы аккумуляторной батареи — и убедиться, что рабочий диапазон выбранного компонента охватывает весь доступный диапазон при всех требуемых режимах работы. Если эти данные пока отсутствуют, их следует обозначить как ожидаемые проектные данные, а не оставлять в качестве предполагаемого соответствия.
Многократные операции «замыкание-размыкание», выполняемые с небольшими интервалами, предъявляют к цепи двигателя иные требования, чем единичная операция. Укажите требуемый режим работы и возможности перезарядки в технических условиях. Убедитесь в способности механизма накапливать энергию и восстанавливать заряд с учётом нагрузки на цепь двигателя при имеющемся напряжении; само по себе питание двигателя не определяет способность выключателя выполнять последовательность операций.
Ничто из вышеперечисленного не обязывает покупателя производить расчет падения напряжения или указывать схему подключения. От покупателя требуется определить, какая информация из проекта подстанции определяет условия доступного электроснабжения, зафиксировать её в составе спецификации управляющего питания и убедиться в совместимости спецификации компонентов. Если данные действительно ещё отсутствуют, более целесообразно отметить этот пробел, чем заполнять его исходными допущениями.
Пружинный выключатель VCB имеет заряженную пружину, доступное питание катушки отключения, доступное питание катушки замыкания и разрешенное рабочее состояние. Оценивайте эти параметры как отдельные условия, учитывая при этом, что выбранная схема управления может связывать их между собой; например, разрешение на замыкание может зависеть от состояния заряда пружины.
Заведенная пружина аккумулирует механическую энергию. Завод осуществляется с помощью двигателя — или вручную, если это допускает конструкция — и в описании механизма VS1-24 подтверждается, что вспомогательный выключатель накопителя энергии отключает питание двигателя по завершении завода. Полностью заряженная пружина означает, что механизм готов к механическому срабатыванию при закрытии. Это не означает, что на катушку закрытия подается питание. Это не означает, что разрешение на закрытие было дано. Это не означает, что на катушку отключения подается питание для последующего отключения.
Питание катушки замыкания — это электропитание, подаваемое на электромагнит замыкания. Когда катушка замыкания получает питание — вследствие поступления и разрешения команды на замыкание — электромагнит высвобождает накопленную энергию пружины, и главные контакты замыкаются. Если питание катушки замыкания отсутствует или выходит за пределы рабочего диапазона, на данный электрический путь замыкания нельзя полагаться для выполнения требуемой операции. Накопленная энергия пружины не заменяет необходимое питание катушки; отдельное ручное управление, если оно предусмотрено, представляет собой альтернативный путь приведения в действие.
Питание катушки срабатывания — это электропитание электромагнита открытия. Когда катушка срабатывания получает питание — вследствие поступления сигнала от реле защиты или ручной команды на отключение — механизм открытия срабатывает. Наличия команды на отключение недостаточно, если отсутствует необходимое питание катушки или оно выходит за пределы допустимых условий: в таком случае нельзя рассчитывать на открытие по указанной электрической цепи. Другие установленные механизмы срабатывания имеют свои собственные требования, и нельзя предполагать, что они смогут компенсировать это. Именно поэтому оценка питания катушки отключения должна охватывать условия, в которых система защиты, как ожидается, потребует срабатывания.
Источник питания двигателя управляет процессом перезарядки, а не срабатыванием. В описанной схеме автоматическая перезарядка начинается после замыкания, когда это позволяет выбранная цепь и питание двигателя по-прежнему доступно. Отключение питания приводит к прерыванию автоматической перезарядки. Способность к срабатыванию и готовность к последующему замыканию должны затем оцениваться отдельно, с учётом фактического состояния накопленной энергии и установленной схемы заряда и срабатывания. Это состояние определяется на входе питания двигателя, а не по маркировке катушек. Диагностика сбоя в заряде путём проверки обозначения цепи катушки замыкания — это поиск не в том месте.
Допустимое рабочее состояние включает блокировки, логику защиты от перекачки и внешние сигналы разрешения. Логика защиты от самоподключения — присутствующая в большинстве цепей управления пружинными выключателями VCB — определяет, допускается ли, чтобы постоянная команда на замыкание приводила к повторяющимся операциям замыкания. Её конкретная реализация зависит от изделия и схемы; здесь важно отметить, что защита от самоподключения является функцией цепи управления, отдельной от спецификации питания катушки. Правильно подобранные параметры питания катушки и двигателя не позволяют обойти схему предотвращения повторного срабатывания. При реализации проекта, требующего понимания всей логики блокировок и предотвращения повторного срабатывания, следует обратиться к утвержденному схематическому чертежу и общему руководству по функциям и интеграции, доступному по адресу liqele.com/what-is-a-vacuum-circuit-breaker/.
Само по себе правильное напряжение — то есть соответствие номинальному значению — не гарантирует, что автоматический выключатель сработает надлежащим образом. Оно обеспечивает лишь одно из необходимых условий. Другие условия следующие: напряжение питания на клеммах компонента при требуемой нагрузке должно находиться в пределах рабочего диапазона, пружина должна быть заряжена (для операции включения), допустимое состояние должно обеспечивать выполнение требуемой операции, а цепь управления, используемая для этой операции, должна функционировать в соответствии с проектом. Необходимо четко различать эти проверки, включая любые зависимости, определенные утвержденной схемой управления.
Спецификация управляющих и силовых цепей, прилагаемая к запросу на поставку выключателя, должна содержать достаточно информации, чтобы поставщик мог подтвердить комплектность установленных компонентов и схему, а покупатель — перед покупкой убедиться в том, что спецификация, паспортные данные компонентов, спецификация материалов и утвержденная версия схемы соответствуют друг другу.
В приведенной ниже таблице запроса предложений (RFQ) поля, относящиеся к поставщику, расширены и теперь включают информацию о спросе и обязательствах, а также поля подтверждения документов, необходимые для формирования полной записи. Для каждой функции используйте отдельную строку. Оставляйте поля подтверждения пустыми до тех пор, пока поставщик не подтвердит заказанные позиции; не заполняйте их предположительными данными.
| Функция | Требуемый тип поставки | Номинальное напряжение | Доступный диапазон на клеммах нагрузки | Источник / шина | Доказательства наличия спроса / обязательств | Требуются дополнительные версии | Компонент подтвержден | Подтверждено внесение изменений в чертеж |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Катушка зажигания | DC (или AC — указать) | Из проекта станции | При проектировании станции необходимо предусмотреть охват в условиях ухудшенной эксплуатационной готовности | Шина аккумуляторной батареи станции DC или указанный источник AC | Однократная операция; одновременные нагрузки на фидер | Укажите, если необходимо | Сверьте данные на заводской табличке с заказанной спецификацией | Убедитесь, что версия схемы соответствует комплектации и опциям |
| Закрытая катушка | DC (или AC — указать) | Из проекта станции | Из проекта станции | Шина аккумуляторной батареи станции DC или указанный источник AC | Однократное срабатывание; условия защиты от перекачки на каждый контур | Укажите, если необходимо | Сверьте данные на заводской табличке с заказанной спецификацией | Убедитесь, что версия схемы соответствует комплектации и опциям |
| Зарядный двигатель | AC или DC — укажите для каждого объекта | Из проекта станции | От расчета станции, при токе нагрузки двигателя | Укажите отдельно, если отличается от источника катушки | Рабочий цикл; работа без пауз на подзарядку; зарядный ток на фидере | Н/Д — готовность двигателя определяется состоянием механизма, а не параметром запуска | Сверьте данные на заводской табличке с заказанной спецификацией | Подтвердить схему подключения двигателя и расположение вспомогательных выключателей в пересмотренной схеме |
Два сценария проекта демонстрируют, как одна и та же таблица применяется к разным условиям поставок.
Проект «Общий источник DC». Внутренняя установка распределительного устройства получает питание для катушек отключения, катушек замыкания и двигателей от единой шины аккумуляторной батареи DC. Номинальное напряжение и конструкция шины известны. Заказчик фиксирует тип источника DC, номинальное напряжение и доступный рабочий диапазон в соответствии с расчетными условиями для аккумуляторной батареи и зарядного устройства. Все три строки ссылаются на один и тот же источник. На этапе подтверждения проверяется, соответствует ли заказанный выключатель — его модель, конфигурация и установленные компоненты — заявленному типу источника питания DC, а также что утвержденная редакция схемы представляет собой версию с цепью DC, а не с цепью AC, поставляемой по умолчанию.
Проект по созданию автономного источника зарядки от переменного тока. Согласно проекту, катушки запуска и закрытия должны питаться от станционного источника постоянного тока, а зарядный двигатель — от локального щита AC. Зафиксируйте это в качестве требования проекта, а затем подтвердите конфигурацию автоматического выключателя и цепь, обеспечивающие его выполнение. На странице схемы VS1-24 отмечается, что подключения цепи зарядки отличаются от подключений катушек. В строке, посвящённой двигателю, в таблице запроса предложений указаны источник AC, номинальное напряжение AC, частота и доступный диапазон. Заказчик согласовывает с поставщиком, что заказанная схема расположения автоматических выключателей поддерживает данную конфигурацию с раздельными источниками питания и что предоставленная версия схемы показывает правильную цепь для неё. Предположение о том, что схема смешанного питания доступна в качестве стандартной опции без подтверждения со стороны поставщика, не является допустимым упрощением — фактическая доступность для конкретной комбинации модели, схемы и механизма подтверждается в ходе запроса, а не выводится из общей страницы продукта.
Сверка документов перед покупкой подразумевает проверку соответствия следующих четырёх элементов:
Устраните несоответствия в подтверждении заказа до начала производства. Неустраненное несоответствие лишает заказчика и поставщика единой согласованной конфигурации и создает риск поставки компонентов или схемы, не подходящих для данной установки.
Запрос, который генерирует пригодную для цитирования и внутренне согласованную запись о контроле и мощности, содержит следующие входные данные:
Для внутренних вакуумных автоматических выключателей моделей VS1-12 и VS1-24 на страницах с описанием продукции и в разделах для оформления заказов указаны правильные поля для выбора параметров питания и дополнительных опций:
Для получения более обширного представления о назначении, технических характеристиках, типе монтажа и выборе средств управления для всей линейки оборудования для внутреннего и наружного использования в общем руководстве по выбору рассмотрены основные вопросы, которые необходимо решить до перехода к этапу подбора схемы питания и управления:
Пожалуйста, приложите к вашему запросу полный график подачи управляющего напряжения и утвержденную версию схемы:
Использование общей шины не означает, что нагрузки или цепи, подключенные к ней, идентичны. Записывайте потребность двигателя в зарядке, условия пуска и режим работы отдельно от потребности в возбуждении катушек и продолжительности их работы; не следует предполагать, какой ток больше. Проверьте источник питания и фидер на предмет перекрытия и условий эксплуатации, допускаемых фактической конструкцией системы управления, а не исходите из предположения, что все три нагрузки всегда работают одновременно. Цепь зарядки также включает в описанный механизм собственное устройство отключения по завершении зарядки, поэтому номинальные характеристики её компонентов и утверждённую схему необходимо подтверждать отдельно.
Укажите тип источника питания и номинальное напряжение, если они известны, обозначьте определение диапазона как ожидаемый проектный параметр и четко изложите в запросе допущения относительно режима работы и конструкции источника питания. Поставщик может подтвердить требуемые рабочие характеристики компонента с учетом номинальных параметров питания и указать, находятся ли описанные вами условия применения в пределах допустимого диапазона; он не может подтвердить соответствие неуказанному диапазону. Если проект аккумуляторной батареи станции, расчет параметров фидера или профиль одновременной нагрузки еще не утверждены, в спецификации питания систем управления это следует явно указать, а не вводить стандартный процентный допуск, который может не отражать фактические условия установки. В случае проектов по замене отправной точкой служат паспортные данные существующей установки и записи о питании станции из первоначальной документации по вводу в эксплуатацию, однако перед размещением заказа на замену необходимо выявить любые изменения в системе питания, произошедшие с момента первоначальной установки.
Возможность использования AC для питания катушек отключения и включения в конкретной модели, конфигурации и комбинации механизмов зависит от заказанной схемы. В руководстве по эксплуатации VS1-12 в качестве вариантов питания указаны AC 110/220 В и DC ток 110/220 В, а на страницах с описанием продукции подтверждается, что для нестандартных или смешанных вариантов питания требуется соответствующая схема. Это означает, что питание катушек AC является опцией, доступной для выбора в некоторых конфигурациях, и сопровождается отдельным схемотехническим чертежом, который может включать ступени выпрямления. Это не является универсальным стандартом по умолчанию, и наличие конкретной опции питания катушек AC для данной конфигурации необходимо подтверждать путем запроса, а не предполагать на основании общего списка опций. При указании питания катушек AC необходимо указать частоту, а утвержденная версия схемы должна соответствовать схеме AC тока. Если проект требует использования AC для одной или нескольких функций, необходимо отдельно указать каждый источник питания и подтвердить соответствующие компоненты и вариант схемы. Указание данных о двигателе не определяет параметры катушек.
