Isang unang pag-aaral sa pamamahala ng pangangalaga ng 10KV na distribusyon transformer

1. Mga Pamamaraan ng Pagkakasulat ng Ring - Main Unit
1.1 Komposisyon ng Ring - Main Unit

Ang Ring - Main Unit (RMU) ay binubuo ng mga compartment. Karaniwan, ito ay may hindi bababa sa tatlong compartment, kabilang ang dalawang compartment para sa pagpasok at paglabas ng ring cable at isang compartment para sa transformer circuit.

1.2 Konfigurasyon ng mga Mode ng Proteksyon para sa Ring - Main Unit

Ang mga compartment ng ring cable feeder at transformer feeder ay gumagamit ng load switches, karaniwang tatlong posisyong load switch na may mga function ng pagbubukas, pagsasara, at pag-ground. Ang mga compartment ng transformer feeder ay mayroon din na high-breaking-capacity backup current-limiting fuses para sa proteksyon. Ang praktikal na operasyon ay nagpatunay na ito ay isang simple, reliable, at ekonomiko na pamamaraan ng power distribution.

1.3 Katangian ng Konfigurasyon ng Proteksyon para sa Ring - Main Unit

Ang load switch ay ginagamit para switchin ang rated load currents. Ito ay may mga katangian tulad ng simple na estruktura at mababang gastos, ngunit hindi ito maaaring interrumpehin ang short-circuit currents. Ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay gumagampan bilang isang protective element at maaaring interrumpehin ang short-circuit currents. Ang pag-combine ng dalawang elemento na ito nang organiko ay maaaring mapatupad ang mga requirement ng operasyon at proteksyon ng power distribution system sa iba't ibang normal at fault operation modes. Ang pagtatakda ng mga parameter ng circuit breaker at ang disenyo at paggawa ng kanyang estruktura ay ginagawa nang mahigpit na sumusunod sa mga standard.

Ito ay may parehong operasyon at proteksyon functions, kaya ang kanyang estruktura ay komplikado at ang kanyang gastos ay mataas, kaya ang malaking skala ng paggamit ay hindi praktikal. Sa mga ring-main unit, maraming kombinasyon ng load switch at high-breaking-capacity backup fuse ang ginagamit. Ang mga operasyon at proteksyon functions para sa electrical equipment, na hindi eksaktong pareho, ay natutupad gamit ang dalawang simple at murang components. Ibig sabihin, ang load switch ay ginagamit para matapos ang maraming load switching operations, samantalang ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay ginagamit para protektahan ang mga equipment kung saan ang short-circuits ay bihirang mangyari. Ito ay maayos na natutugunan ang problema, nakaiwas sa paggamit ng komplikado at mahal na circuit breakers habang nasasapat ang aktwal na mga requirement ng operasyon.

• Ang mga circuit breaker ay may lahat ng mga proteksyon at operasyon functions, ngunit sila ay mahal.

• Ang mga load switch ay may halos parehong performance bilang mga circuit breaker, ngunit hindi sila maaaring interrumpehin ang short-circuit currents.

• Ang kombinasyon ng load switch at high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay maaaring interrumpehin ang short-circuit currents. Ang breaking capacity ng ilang fuses ay kahit pa mas mataas kaysa sa mga circuit breakers. Kaya, ang paggamit ng kombinasyong ito ay hindi mas mahina kaysa sa paggamit ng circuit breaker, ngunit ang gastos ay maaaring malaki ang mabawasan.

1.4 Mga Kahanga-hangang Katangian ng Kombinasyon ng Load Switch at High-Breaking-Capacity Backup Fuse

Ang kombinasyon ng load switch at high-breaking-capacity fuse ay may mga sumusunod na kahanga-hangang katangian:

1.4.1 Magandang Performance sa Paggalaw ng Walang Load na Transformers

Karamihan sa mga load sa ring-main units ay mga distribution transformers. Karaniwan, ang kapasidad ay hindi hihigit sa 1250 KVA, at sa mga bihirang kaso, ito ay umabot sa 1600 KVA. Ang walang load na current ng distribution transformer ay karaniwang humigit-kumulang 2% ng rated current, at ang walang load na current ng mas malaking distribution transformer ay mas maliit. Kapag ang ring-main unit ay nag-switch ng maliit na current ng walang load na transformer, ito ay maganda ang performance at hindi lumilikha ng mataas na overvoltage.

1.4.2 Epektibong Proteksyon ng mga Distribution Transformers

Lalo na para sa mga oil-immersed transformers, ang paggamit ng load switch kasama ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay mas epektibo kaysa sa paggamit ng circuit breaker. Sa ilang panahon, ang huli ay hindi pa man maaaring magbigay ng epektibong proteksyon. Ang mga relevant na impormasyon ay nagpapakita na kapag may short-circuit fault ang isang oil-immersed transformer, ang pressure na lumilikha dahil sa arc ay tumaas, at ang mga bubble na nabuo dahil sa vaporization ng langis ay okupado ang espasyo na orihinal na kinaroroonan ng langis. Ang langis ay lilipat ng pressure sa transformer oil tank. Habang patuloy ang short-circuit, ang pressure ay lalong tumataas, nagdudulot ng deformation at pag-crack ng oil tank.

Upang maiwasan ang pagkasira ng oil tank, kailangan ang fault ay matanggal sa loob ng 20 ms. Kung gagamit ng circuit breaker, dahil sa presence ng relay protection, plus ang sarili nitong operation time at arc-extinguishing time, ang kabuuang opening time ay karaniwang hindi bababa sa 60 ms, na hindi epektibong protektahan ang transformer. Gayunpaman, ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay may quick-breaking function. Kasama ang kanyang current-limiting function, ito ay maaaring matanggal ang fault at limitin ang short-circuit current sa loob ng 10 ms, epektibong protektahan ang transformer. Kaya, ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuses ay dapat gamitin upang protektahan ang electrical equipment kahit saan man posible, hindi ang circuit breakers. Kahit na ang load ay isang dry-type transformer, ang fuse protection ay mabilis na gumagana at mas mahusay kaysa sa paggamit ng circuit breaker.

1.4.3 Sa Termino ng Coordination ng Relay Protection

Sa karamihan ng mga kaso, walang kailangan gamitin ang circuit breaker sa ring-main unit. Ito ay dahil sa ang settings ng proteksyon ng circuit breaker sa head end ng ring distribution network (i.e., ang 10KV feeder circuit breaker sa isang 110KV o 220KV substation) ay karaniwang ganito: ang oras para sa instantaneous protection ay 0s, ang oras para sa over-current protection ay 0.5s, at ang oras para sa zero-sequence protection ay 0.5s. Kung gagamit ng circuit breaker sa ring-main unit, kahit na ang setting time ay 0s para sa operasyon, dahil sa dispersion ng inherent operation time ng circuit breaker, mahirap siguruhin na ang circuit breaker sa ring-main unit, hindi ang upper-level circuit breaker, ang unang gumalaw.

1.4.4 Ang High-Breaking-Capacity Backup Current-Limiting Fuse Ay Maaaring Magbigay ng Proteksyon para sa Downstream Equipment

Tulad ng mga current transformers, cables, atbp. Ang range ng proteksyon ng high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay maaaring mula sa minimum melting current (karaniwang 2-3 beses ang rated current ng fuse) hanggang sa maximum breaking capacity. Ang current-time characteristic ng current-limiting fuse ay karaniwang steep inverse-time curve. Matapos mangyari ang short-circuit, ito ay maaaring unmelt at matanggal ang fault sa napakabilis na oras. Kung gagamit ng circuit breaker para sa proteksyon, ito ay siguradong lalo pang taas ang thermal stability requirements ng iba pang electrical components tulad ng cables, current transformers, at transformer bushings, taas ang gastos ng electrical equipment at project cost. Dito, dapat ipuna na kapag ginagamit ang kombinasyon ng load switch at high-breaking-capacity backup fuse, ang dalawa ay dapat maayos na nakakoordino. Kapag ang fuse ay hindi unmelt sa tatlong phase, ang striker ng fuse ay agad na dapat tripin ang load switch upang iwasan ang single-phase operation.

2. Mga Pamamaraan ng Pagkakasulat ng High-Voltage Chambers para sa Terminal Users

Ang standard GB14285-1993 "Technical Code for Relaying Protection and Safety Automatic Devices" ay nagtatalaga na kapag pinili ang protective switchgear para sa distribution transformer, kapag ang kapasidad ay equal o mas mataas kaysa 800 KVA, dapat pumili ng circuit breaker na may relaying protection device. Ang regulasyong ito ay maaaring maintindihan batay sa sumusunod na dalawang aspeto ng mga pangangailangan:

• Kapag ang kapasidad ng distribution transformer ay umabot sa 800 KVA at higit pa, dati, karamihan sa mga ito ay mga oil-immersed transformers at may gas relays. Ang paggamit ng circuit breaker ay maaaring makipagtulungan sa gas relay upang epektibong protektahan ang transformer.

• Para sa mga user na may device capacity na mas mataas kaysa 800 KVA, dahil sa iba't ibang rason, maaaring sanhi ng single-phase grounding fault ang zero-sequence protection na gumalaw, nagtrip ang circuit breaker at inisolate ang fault, upang hindi makaapekto sa feeder circuit breaker ng main substation at hindi makaapekto sa normal na power supply ng iba pang users. Bukod dito, ang standard ay malinaw na nagtatalaga na kahit ang isang transformer lamang ay hindi umabot sa kapasidad na ito, pero kung ang total capacity ng mga distribution transformers ng user ay umabot sa 800 KVA, dapat rin matupad ang requirement na ito. Sa kasalukuyan, ang wiring scheme ng karamihan sa mga high-voltage switchgear rooms ng mga user ay isang basic wiring method, at batay dito, maaaring makuha ang mga wiring methods tulad ng one-main-one-standby incoming lines o double incoming lines with busbar sectioning.

3. Kasimpulan

Ang mga konfigurasyon ng proteksyon para sa 10kV distribution transformers ay pangunahing kinabibilangan ng mga circuit breakers, load switches, o load switches kasama ang mga fuses. Tinitimbang ang teknikal, ekonomiko, at operasyon management factors, kahit sa 10kV ring-main unit o high-voltage power distribution unit para sa terminal users, ang konfigurasyon ng proteksyon ng load switch kasama ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuse ay hindi lamang maaaring magbigay ng rated load current kundi maaari rin itong interrumpehin ang short-circuit currents at may performance ng paggalaw ng walang load na transformers, na maaaring epektibong protektahan ang mga distribution transformers. Kaya, inirerekomenda ang konfigurasyon ng load switch kasama ang high-breaking-capacity backup current-limiting fuse bilang mode ng proteksyon para sa distribution transformer protection.