Силовые автоматические выключатели ABB

                         Постоянный ток, который всегда был одним из главных способов передачи и распределения электрической энергии, и сейчас широко используется в электроустановках, питающих специфические промышленные применения.Преимущества в настройках и управлении, предлагаемые при применении двигателей постоянного тока, и питание через один проводник, делают постоянный ток отличным решением для железнодорожных и подземных систем, трамваев, лифтов и других транспортных применений. Кроме того, постоянный ток используется в преобразовательных устройствах (установки, где различные типы энергии преобразуются в электрическую энергию постоянного тока, например, фотогальванические станции) и прежде всего в тех аварийных системах, где вспомогательные источники энергии требуются для питания важнейших служб, таких как системы безопасности, аварийное освещение, больничные палаты и операционные, аварийные системы, вычислительные центры и центры обработки данных и т.д. Аккумуляторы, к примеру, являются самыми надёжными источниками энергии для данных служб. Они применяются напрямую на постоянном токе и как источник бесперебойного питания (ИБП), когда нагрузки питаются на переменном токе. Эта техническая брошюра предназначена для пояснения читателям главных аспектов основных применений на постоянном токе и представления решений, предлагаемых продуктами компании АББ.Основная цель статьи - при помощи предлагаемых таблиц дать точную и доступную информацию для быстрого выбора защитных и разъединительных устройств в зависимости от характеристик установки (топология сети, напряжение установки, система заземления).Также представлено несколько приложений, дающих дополнительную информацию о постоянном токе, а именно:
- информация о распределительных системах, согласно ГОСТ Р 50571.1-2009 (международный Стандарт МЭК 60364-1);
- расчёт токов короткого замыкания на постоянном токе согласно международному Стандарту МЭК 61660-1;
- автоматические выключатели и разъединители для применений до 1000 В пост. тока.

                           В системах постоянного тока относительное направление тока имеет особую важность; поэтому необходимо верное подсоединение нагрузки к соответствующим полярностям, т.к. в случае неверного соединения могут появляться проблемы в работе и защите. К примеру, если двигатель постоянного тока будет питаться обратной полярностью, направление его вращения будет противоположным номинальному. Также при питании обратной полярностью во многих электронных цепях могут возникать серьёзные повреждения.

                            Можно выделить четыре основных области применения постоянного тока в низковольтных электроустановках:
 - преобразование различных видов энергии в электрическую (фотогальванические станции, где прежде всего используются аккумуляторные батареи); электрический транспорт (трамвайные линии, подземные железные дороги и т.д.); питание аварийных или вспомогательных служб; промышленные установки (электролитичекие процессы и т.д.).Фотогальванические станции предназначены для преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию постоянного типа; эти станции составлены из панелей полупроводниковых материалов, которые могут генерировать электрическую энергию под воздействием солнечных лучей. Фотогальванические станции могут соединяться с сетью или питать отдельную нагрузку (автономная нагрузка). В последнем случае для бесперебойного электроснабжения при недостаточной интенсивности солнечного излучения должна применяться аккумуляторная батарея.Основной элемент фотогальванической станции – это фотогальваническая ячейка, выполненная из полупроводникового материала (аморфный кремний или монокристалл кремния); этот элемент устанавливается под лучами солнца и способен вырабатывать максимальный ток Impp при максимальном напряжении Vmpp, что соответствует максимальной мощности Wp. Для увеличения уровня напряжения несколько фотогальванических ячеек соединяют последовательно в форме линии; при соединении этих линий в параллель достигается увеличение уровня тока. Для примера, если одна ячейка может производить 5 А при 35,5 В пост. тока, то для достижения уровня тока в 100 А при 500 В пост. тока необходимо соединить паралллельно 20 линий, в каждой из которых должно быть по 15 ячеек. В сущности, отдельностоящая фотогальваническая станция состоит из следующих устройств:фотогальваническая батарея: состоит из фотогальванических ячеек, соединённых определённым образом и использующихся для преобразования энергии солнечного света в электрическую энергию; регулятор заряда: электронное устройство, способное регулировать заряд и разряд аккумуляторов; аккумуляторные батареи: способны снабжать электрической энергией даже в отсутствие или при недостаточности солнечного излучения; DC/AC преобразователь: имеет функцию преобразования постоянного тока в переменный, управляя при этом установившейся частотой и формой волны.

- cпецифика кривой характеристики момент-скорость и простота, с которой можно регулировать скорость, привели к широкому использованию двигателей постоянного тока в области электрической тяги. Питание постоянным током также даёт огромное преимущество в использовании всего лишь одной силовой линии, состоящей из одного проводника, т.к. роль обратного проводника выполняют рельсы. В настоящее время постоянный ток используется почти во всех видах городского транспорта, таких как троллейбусы, трамваи, подземные железные дороги с напряжением питания от 600 или 750 В до 1000 В. Использование постоянного тока не ограничивается только транспортной тягой, также постоянный ток является источником энергии для вспомогательных цепей на борту транспорта; в этом случае аккумуляторные батареи выполняют роль вспомогательного источника питания, при повреждении внешнего источника.Очень важно, чтобы этот источник работал надёжно, т. к. вспомогательные цепи могут питать важнейшие службы, такие как: воздушное кондиционирование, внешние и внутренние цепи освещения, систе-
мы экстренного торможения, системы электрического отопления и т.д.Применения автоматических выключателей в цепях постоянного тока электрической тяги в основном следующие:защита и коммутация воздушных и контактных линий на всем их протяжении; защита воздушных компрессоров на подземных объектах и в вагонах поездов; защита распределительных систем различных служб и сигнальных систем; защита источников постоянного тока (аккумуляторные батареи); защита и коммутация двигателей постоянного тока.

Постоянный ток (напрямую или косвенно – с применением аккумуляторных батарей) используется во всех установках, для которых непрерывность работы является основным требованием. В электроустановках, критичных к нарушению питания, применяют дополнительный источник, который может обеспечить электропитание нагрузки до момента подключения аварийного генератора. Далее представлено несколько примеров такого типа установок:промышленные применения (системы управления процессами); защитные и аварийные установки (осветительные, системы аварийной сигнализации); применения в больницах; телекоммуникации; применения в области обработки данных (центры обработки данных, рабочие станции, серверы и т.д.). В этих установках не допускаются перерывы в электроснабжении, поэтому необходимо применять системы способные накапливать энергию, поступающую при наличии питания, и мгновенно возвращать её обратно при возникновении аварий. Аккумуляторные батареи представляют собой самый надёжный источник энергии для питания таких служб: как напрямую на постоянном токе (если позволяют нагрузки), так и на переменном токе, при использовании инвертора, способного производить на выходе синусоиду с начала поступления на него энергии. По описанному выше принципу работает источник бесперебойного питания (ИБП).
Использование постоянного тока часто требуется во многих промышленных применениях, таких как: дуговые печи; электросварочные установки; заводы по производству графита; сталеплавильные и очистные заводы (алюминий, цинк и т.д...).В частности, множество металлов, например алюминий, производится с помощью электролитических процессов. Электролиз – это процесс, который преобразует электрическую энергию в энергию химических реакций. Это обратное действие принципу работы в батареях. В батареях химическая реакция производит электрическую энергию постоянного тока, тогда как электролиз работает наоборот. Процесс состоит в погружении металла, требующего очистки (работающего как анод), в проводящую среду, в то время как тонкая пластина из такого же, но чистого металла работает как катод; при приложении постоянного тока от выпрямителей атомы металла на аноде растворяются в электролитическом растворе и в то же время такое же количество металла оседает на катоде. В данном виде применения рабочие токи очень велики, выше 3000 А. Другое очень частое применение – это гальванические установки, где работают процессы для получения покрытия металлических поверхностей другими металлами или сплавами (хромированное покрытие, никелевое, медное, латунное, гальванизированное цинковое покрытие, оловянное покрытие и т.д.). Требующая покрытия заготовка металла работает при этом как катод: при протекании тока ионы будут двигаться от анода и оседать на поверхности заготовки. В этих установках все процессы проходят в электролитической ячейке с высоким уровнем рабочих токов (3000 А и выше).