Selectiviteit in bestaande installaties 2015 · 5/15/2015 3 Kabeldemping... Tabel. 2: kabeldemping, de driefasen kortsluitstroom aan het einde van een kabel: kortsluitstroom in kA,

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)…


)

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


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


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


> 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


Tsd D1

Tsd D2

5/15/2015

7

Gebruik Ecodial…

Of…

Installatie ontwerpsoftware voorlaagspanningsinstallaties

- Berekening kortsluitstromen

- Bepalen selectiviteit

- Gebruik van cascadetechniek

Conform NEN1010


- 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


1000

t(s)

gG-gG-630A


> Smeltpatroon 630A

> OMT 10kV beveiliging- I> 1,5 x In – 0,3sec

- I>> 39kA – 0sec

1

10

100


0.1

1250kVA MV beveiliging

5/15/2015

9

Bestaande installatie mogelijke oplossing


1000

t(s)

gG-gG-630A


> Smeltpatroon 630A

> VIP400 10kV beveiliging- EIT curve Is=95A, tms=2sec

- I>> 20kA – 0,3sec

1

10

100


0.11250kVA MV beveiliging

Voorbeeld tijdselectiviteit


5/15/2015

10


2500kVA

NW20H1

NW40H1NS1000N

T d 0

Tsd=0,1

19

Tsd=0

Tsd=0,2


20

5/15/2015

11


21


22

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


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


> 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


Bij een onvolledige kortsluiting ontstaateen vlamboog

Gevaar van vlambogen

ee a boog

Deze vlamboog brengt zwaar lichamelijkletsel


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)


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


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


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…


5/15/2015

17

Selectiviteit in bestaande installaties

Voor een optimale bedrijfscontinuïteit en kostenbesparing in onderverdelers


Make the most of your energySM

34

Documents

Selectiviteit in bestaande installaties 2015 · 5/15/2015 3 Kabeldemping... Tabel. 2: kabeldemping, de driefasen kortsluitstroom aan het einde van een kabel: kortsluitstroom in kA,