מחקר מקדים על תצורת הגנה עבור טרנספורטור התפזרות 10KV

1. חיבורים של יחידת טבעת - מרכזית
1.1 המבנה של יחידת הטבעת - מרכזית

יחידה של טבעת - מרכזית (RMU) מורכבת מחדרים. בדרך כלל יש לה לפחות שלושה חדרים, כולל שני חדרים לכניסה והיציאה של כבלים במעגל הטבעת וחדר אחד עבור מעגל התאורה.

1.2 תצורת אמצעי הגנה עבור יחידת טבעת - מרכזית

cả חדרי ההזנה של כבל הטבעת וחדרי ההזנה של התאורה משתמשים במתגים נושאי עומס, בדרך כלל מתגים נושאי עומס בעלת שלושה מצבים עם פונקציות של פתיחה, סגירה ומחיקה. חדרי ההזנה של התאורה מצוידים גם בפוזרים מגן גביהה-נשיאה לחסימת זרם לשימוש כאמצעי הגנה. פעילות מעשית הוכיחה כי זהו שיטה פשוטה, מהימנה וכלכלית להפצה של חשמל.

1.3 מאפייני תצורת ההגנה עבור יחידת טבעת - מרכזית

המתג הנושא עומס משמש להחלפת זרמים נושאי עומס מוגדרים. הוא בעל מאפיינים כמו מבנה פשוט עלות נמוכה, אך אינו יכול לנתק זרמים קצר-مدار. הפוזר מגן גביהה-נשיאה משמש כרכיב מגן ויכולה לנתק זרמים קצר-مدار. שילוב שני רכיבים אלה באופן אורגני יכול לענות על דרישות ההפעלה וההגנה של מערכת הפצת החשמל בהישגים שונים של תחומי פעולה תקינים ומצבים של תקלה. קביעת פרמטרי המתגים והתכנון והייצור של המבנה שלהם מתבצעים בהתאם לאבקות הדוקות.

יש להם הן פונקציות של פעולה והן הגנה, כך שהמבנה שלהם מורכב ועלותם גבוהה, מה שהופך שימוש גדול למטרד לא מעשי. ביחידה של טבעת - מרכזית, משתמשים בכמות גדולה של מכשירים שילוב מתג נושא עומס ופוזר מגן גביהה-נשיאה. פונקציות ההפעלה וההגנה של ציוד חשמלי, אשר אינן זהות לחלוטין, מתבצעות באמצעות שני רכיבים פשוטים וזולות. כלומר, מתג נושא עומס משמש לביצוע מספר גדול של פעולות החלפה של עומסים, בעוד שפוזר מגן גביהה-נשיאה משמש להגנה על ציוד שבו מתרחש לעיתים רחוקות קצר-مدار. זה פותר את הבעיה היטב, תוך כדי שמירה על דרישות ההפעלה האמיתיות מבלי להשתמש במתגים מורכבים ויקרים.

• מתגים הם בעלי כל הפונקציות של הגנה והפעלה, אבל הם יקרים.

• מתגי עומס הם בעלי ביצועים כמעט זהים למתגים, אבל אינם יכולים לנתק זרמים קצר-مدار.

• השילוב של מתג עומס ופוזר מגן גביהה-נשיאה יכול לנתק זרמים קצר-مدار. יכולת השבירה של חלק מהפוזרים אפילו גבוהה יותר מזו של המתגים. לכן, השימוש באיחוד זה אינו פחות יעיל מהשימוש במתג, אבל ניתן להפחית את העלויות משמעותית.

1.4 יתרונות השילוב בין מתג עומס לפוזר מגן גביהה-נשיאה

השילוב של מתג עומס לפוזר מגן גביהה-נשיאה יש לו את היתרונות הבאים:

1.4.1 ביצועים טובים בהחלפת טרנספורטורים ללא עומס

רוב העומסים ביחידה של טבעת - מרכזית הם טרנספורטורים תקשורתיים. בדרך כלל, הקיבולת אינה עולה על 1250 KVA, ובמקרים נדירים היא מגיעה ל-1600 KVA. הזרם ללא עומס של טרנספורטור תקשורתי הוא בדרך כלל בערך 2% מהזרם המוגדר, והזרם ללא עומס של טרנספורטור תקשורתי גדול יותר קטן. כאשר יחידה של טבעת - מרכזית משנה זרם קטן של טרנספורטור ללא עומס, הביצועים שלה טובים ולא מפיקים מתח גבוה.

1.4.2 הגנה יעילה על טרנספורטורים תקשורתיים

במיוחד עבור טרנספורטורים שומניים, השימוש במתג עומס לפוזר מגן גביהה-נשיאה הוא יותר יעיל מאשר בשימוש במתג. לפעמים, האחרון עשוי אפילו לא לספק הגנה יעילה. מידע רלוונטי מראה כי כאשר טרנספורטור שומני סובל ממתקף קצר-مدار, הלחץ שנוצר על ידי הקשת עולה, והבועות שנוצרות מהזעפרון תופסות את המרחב שהיה שייך לשומן. השומן מעביר את הלחץ לספינת הטרנספורטור. ככל שהקצר ממשיך, הלחץ עולה עוד יותר וגורם לספינה להתעוות ולהתפצל.

כדי למנוע נזק לספינה, חייבים לנקות את התקלה בתוך 20 מ"ש. אם משתמשים במתג, בשל קיום הגנה רלאית, בנוסף לזמן ההפעלה והכיבוי שלו, הזמן הכולל לאפשר את הפתיחה אינו קטן מ-60 מ"ש, מה שלא מאפשר הגנה יעילה על הטרנספורטור. לעומת זאת, לפוזר מגן גביהה-נשיאה יש יכולת כיבוי מהיר. בנוסף לתפקודו המגביל זרם, הוא יכול לנקות את התקלה ולמגר את זרם הקצר-مدار תוך 10 מ"ש, מה שמקנה הגנה יעילה על הטרנספורטור. לכן, צריך להשתמש בפוזרים מגן גביהה-נשיאה להגנה על ציוד חשמלי ככל האפשר במקום מתגים. גם אם העומס הוא טרנספורטור יבש, הגנה של פוזר פועלת במהירות ואיכותית יותר משימוש במתג.

1.4.3 בתיאום הגנה רלאית

במרבית המקרים, אין צורך להשתמש במתג ביחידה של טבעת - מרכזית. זה בגלל שההגדרות להגנה של המתג בראש הרשת של הטבעת (כלומר, המתג של מסלול הזנת 10KV בתחנת הסובב של 110KV או 220KV) הן בדרך כלל: זמן ההגנה מיידי הוא 0s, זמן ההגנה על עודף זרם הוא 0.5s, וזמן ההגנה על סדרה אפס הוא 0.5s. אם משתמשים במתג ביחידה של טבעת - מרכזית, אפילו אם זמן ההגדרה להפעלה הוא 0s, עקב הפיזור של זמן ההפעלה הטבעיות של המתג, קשה להבטיח שהמתג ביחידה של טבעת - מרכזית יפעל לפני המתג העליון.

1.4.4 פוזר מגן גביהה-נשיאה יכול להגן על ציוד במורד הזרם

כמו טרנספורטורי זרם, כבלים וכדומה. טווח ההגנה של פוזר מגן גביהה-נשיאה יכול להיות מהזרם המינימלי של הפשרת (בדרך כלל 2-3 פעמים הזרם המוגדר של הפוזר) ועד ליכולת השבירה המקסימלית. התכונה של זרם-זמן של הפוזר המגביל זרם היא בדרך כלל עקומת זמן הפוכה תלולה. לאחר שמתרחשת התקלה קצר-مدار, הוא יכול להמס ולנקות את התקלה בזמן קצר מאוד. אם משתמשים במתג להגנה, זה יגדיל בהכרח את דרישות היציבות החמה של רכיבים חשמליים אחרים כמו כבלים, טרנספורטורי זרם, ומכסי טרנספורטורים, מה שיגדל את עלות הציוד החשמלי ועלות הפרויקט. כאן, יש לציין כי כשמשתמשים בשילוב מתג עומס לפוזר מגן גביהה-נשיאה, שני אלה צריכים להתאים היטב. כשהפוזר אינו ממס בשלושה פאזה, הכפתור של הפוזר צריך להפעיל מיד את מתג העומס כדי למנוע פעולה חד-פאזה.

2. חיבורים של חדרי מתח גבוה למשתמשים סופיים

התקן GB14285-1993 "קוד טכנולוגי להגנה רלאית ומכשירי בטיחות אוטומטיים" קובע כי בעת בחירת המפסק ההגנה עבור טרנספורטור תקשורתי, כאשר הקיבולת שווה או גדולה מ-800 KVA, יש לבחור מתג עם מכשיר הגנה רלאית. התקנה זו יכולה להבנת על בסיס שתי הצרכים הבאים:

• כאשר קיבולת הטרנספורטור תקשורתי מגיעה ל-800 KVA ומעלה, בעבר, רובם היו טרנספורטורים שומניים והיו מצוידים במכשירי הגנה גז. בשימוש במתג ניתן לעבוד עם מכשיר הגנה גז כדי להגן בצורה יעילה על הטרנספורטור.

• עבור משתמשים עם קיבולת של מכשירים גדולה מ-800 KVA, מסיבות שונות, התקלה קצר-مدار אפשרית לגרום להפעלת הגנה סדרה אפס, מה שגורם למתג ליפול ולהתנתק מהתקלה, כך שאינה גורמת למתג הזנת תחנת הסובב הראשית לפעול ולהשפיע על האספקה הנורמלית של חשמל למשתמשים אחרים. בנוסף, התקן גם קובע בבירור כי אפילו אם טרנספורטור בודד אינו מגיע לקיבולת זו, אך אם קיבולת הכוללת של טרנספורטורי התחברות המשתמש מגיעה ל-800 KVA, יש לקיים את הדרישה הזו. כיום, תוכנית החיבור של מרבית חדרי המפסקים במתח גבוה של משתמשים היא שיטה בסיסית, ועל בסיס זה, ניתן לייצר שיטות חיבור כגון קו כניסה ראשי ושני או שני קווים כניסה עם חלוקת מסילה.

3. מסקנה

תצורות ההגנה עבור טרנספורטורי תקשורתיים ב-10kV כוללות בעיקר מתגים, מתגי עומס, או מתגי עומס עם פוזרים. בהתחשב בגורמים טכנולוגיים, כלכליים ובניהול תפעול, בין אם ביחידה של טבעת - מרכזית או ביחידה של הפצת מתח גבוה למשתמשים סופיים, תצורת ההגנה של מתג עומס שילוב פוזר מגן גביהה-נשיאה יכולה לא רק לספק זרם עומס מוגדר, אלא גם לנתק זרמים קצר-مدار ולהחזיק בביצועים של החלפת טרנספורטורים ללא עומס, מה שיכול להגן בצורה יעילה על טרנספורטורי תקשורתיים. לכן, מומלץ להשתמש בתצורת הגנה של מתג עומס שילוב פוזר מגן גביהה-נשיאה כתצורת הגנה עבור הגנה על טרנספורטורי תקשורתיים.