Coordination of Low Voltage Protection Devices with Variable Speed Drives

Abstract

This thesis works as a guide for protective device selection with variable speed drives. As a background electric motor starter methods are introduced and compared to drives as a background. Design and operating principles of different short-circuit and overload protective devices are also explained in detail. Requirements for drive protection are introduced based on internal protection of the drives and requirements given in European and American standards and regulations and then compared to protection design with traditional motors starters. ABB ACS880-01 drive series is used as an example of variable speed drives in this thesis. Shortcircuit tests were performed in a laboratory and their results analyzed to verify the protection design methods introduced in theoretical parts of this thesis. Protection device coordination tables are given in the appendix.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on koota yhteen suojalaitteiden mitoitussäännöt taajuusmuuttajakäytöissä. Perinteisesti käytetyt moottorin käynnistysmenetelmät esitellään diplomityön alussa ja niitä verrataan taajuusmuuttajaan. Käytössä olevien oikosulku- ja ylikuormitussuojien rakenne ja ominaisuudet esitellään yksityiskohtaisesti. Eurooppalaisissa ja Amerikkalaisissa standardeissa annetut suojausvaatimukset käydään läpi, jotta suunnittelun perusteet voidaan ymmärtää.

ABB ACS880-01 taajuusmuuttajaperhettä käytetään esimerkkinä tässä työssä ja sille suunnitellaan suojaus. Kokeellinen osuus työstä suoritettiin tekemällä oikosulkutestejä ja täten varmentamalla työn teoriaosuudessa esiteltyjen suojalaitteiden mitoitussääntöjen toimivuus käytännössä. Työn liitteenä on suojalaitekoordinaatiotaulukot.