Ολοκληρωμένος Οδηγός για τους Μηχανισμούς Λειτουργίας σε Ανώτερες και Μεσαίες Τάσεις Συρρυπτήρες

Τι είναι η μηχανή λειτουργίας ελατηρίου σε υψηλή και μεσαία τάση;

Η μηχανή λειτουργίας ελατηρίου είναι ένα βασικό συστατικό στοιχείο σε διαχωριστές υψηλής και μεσαίας τάσης. Χρησιμοποιεί την ελαστική δυναμική ενέργεια που αποθηκεύεται στα ελατήρια για να ξεκινήσει τις λειτουργίες ανοίγματος και κλεισίματος του διαχωριστή. Το ελατήριο φορτίζεται από ηλεκτρικό μοτέρ. Όταν λειτουργεί ο διαχωριστής, η αποθηκευμένη ενέργεια απελευθερώνεται για να οδηγήσει τα κινούμενα επαφές.

Κύριες ιδιότητες:

• Η μηχανή ελατηρίου χρησιμοποιεί την ελαστική ενέργεια που αποθηκεύεται στα ελατήρια.

• Εκκινεί τις λειτουργίες ανοίγματος και κλεισίματος του διαχωριστή.

• Το ελατήριο φορτίζεται από έναν μοτέρ και απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια κατά τη λειτουργία για να οδηγήσει τα κινούμενα επαφές.

Πώς λειτουργεί η υδραυλική μηχανή λειτουργίας σε διαχωριστές υψηλής τάσης;

Η υδραυλική μηχανή λειτουργίας σε διαχωριστές υψηλής τάσης χρησιμοποιείται για να ανοίξει ή να κλείσει τις επαφές του διαχωριστή. Λειτουργεί με βάση την υδραυλική δυναμική για να ελέγξει την κίνηση του διαχωριστή. Όταν απαιτείται λειτουργία, απελευθερώνεται η υδραυλική πίεση, προκαλώντας τις επαφές να ανοίξουν ή να κλείσουν όπως απαιτείται. Η ασυμπίεστη φύση και η ρευστότητα των υδραυλικών συστημάτων τα καθιστούν ιδανικά για την παροχή ταχείας και ισχυρής κίνησης που απαιτείται στην αλλαγή τάσης υψηλής τάσης.

Σημείωση: Το διάγραμμα παρακάτω εξηγεί την αρχή της υδραυλικής-ελατηριακής μηχανής. Η σειρά HMB είναι γνωστή ως πρωτοπόρος σε αυτή την τεχνολογία.

Κύριες ιδιότητες:

• Η υδραυλική μηχανή χρησιμοποιεί την υδραυλική δυναμική για να ελέγξει τη λειτουργία του διαχωριστή.

• Η υδραυλική πίεση απελευθερώνεται για να ανοίξει ή να κλείσει τις επαφές όπως απαιτείται.

• Οι ιδιότητες ασυμπίεστης και ρευστής φύσης του συστήματος το καθιστούν κατάλληλο για ταχείες και ισχυρές λειτουργίες σε εφαρμογές υψηλής τάσης.

Ποιός είναι ο ρόλος της μηχανής λειτουργίας με ηλεκτρικό μοτέρ σε διαχωριστές υψηλής τάσης;

Οι μηχανές λειτουργίας με ηλεκτρικό μοτέρ χρησιμοποιούνται σε διαχωριστές υψηλής τάσης για να ελέγξουν τις λειτουργίες αλλαγής. Αυτή η μηχανή χρησιμοποιεί ηλεκτρικό μοτέρ για να φορτώσει το ελατήριο ή να οδηγήσει άμεσα τα κινούμενα μέρη. Ο μοτέρ περιστρέφεται για να φορτώσει το ελατήριο ή να κινήσει συστατικά, έτσι ώστε να ανοίξει ή να κλείσει τον κύκλο. Αυτός ο σχεδιασμός προσφέρει υψηλή ακρίβεια και έλεγχο, απαραίτητες για τη διαχείριση συστημάτων υψηλής τάσης.

Σημείωση: Μετά την εισαγωγή της μηχανής με ηλεκτρικό μοτέρ από την ABB, πολλές εγχώριες εταιρείες (π.χ., PG) ανέπτυξαν παρόμοιους σχεδιασμούς πριν από δεκαετία. Ωστόσο, τα περισσότερα από αυτά τα έργα τελικά εγκαταλείφθηκαν και σπάνια διακρίνονται σήμερα.

Κύριες ιδιότητες:

• Η μηχανή με ηλεκτρικό μοτέρ χρησιμοποιεί ηλεκτρικό μοτέρ για να ελέγξει τη λειτουργία του διαχωριστή.

• Ο μοτέρ φορτώνει το ελατήριο ή κινεί άμεσα τα συστατικά για να ανοίξει ή να κλείσει τον κύκλο.

• Παρέχει υψηλή ακρίβεια και έλεγχο, απαραίτητα για εφαρμογές υψηλής τάσης.

Μαγνητικές μηχανές λειτουργίας σε διαχωριστές μεσαίας τάσης

Η μαγνητική μηχανή λειτουργίας σε διαχωριστές μεσαίας τάσης χρησιμοποιεί μαγνητική δύναμη για να λειτουργήσει τον διαχωριστή. Περιλαμβάνει ένα σόλενοϊδ — έναν κύκλο που παράγει μαγνητικό πεδίο όταν ρέει ρεύμα μέσα του. Όταν ενεργοποιείται, το μαγνητικό πεδίο απότομα απομακρύνει τις επαφές, διακόπτοντας τον κύκλο. Αυτή η μηχανή είναι πολύ αξιόπιστη και παρέχει ταχεία λειτουργία, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για εφαρμογές MV.

Κύριες ιδιότητες:

• Η μαγνητική μηχανή χρησιμοποιεί τη δύναμη που παράγεται από ένα μαγνητικό πεδίο για να λειτουργήσει τον διαχωριστή.

• Περιλαμβάνει ένα σόλενοϊδ (κύκλο) που παράγει μαγνητικό πεδίο όταν ενεργοποιείται.

• Η μαγνητική δύναμη απότομα απομακρύνει τις επαφές, επιτρέποντας ταχεία και αξιόπιστη λειτουργία, ιδανική για συστήματα MV.

Πώς επηρεάζει η επιλογή της μηχανής λειτουργίας την απόδοση του διαχωριστή;

Η επιλογή της μηχανής λειτουργίας επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του διαχωριστή. Κάθε τύπος — ελατηριακό, υδραυλικό, με ηλεκτρικό μοτέρ και μαγνητικό — έχει μοναδικά πλεονεκτήματα και είναι κατάλληλος για διαφορετικά επίπεδα τάσης και εφαρμογές.

• Οι ελατηριακές μηχανές είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες λόγω της απλότητας και αξιοπιστίας τους.

• Οι υδραυλικές μηχανές παρέχουν ακριβή, υψηλή δύναμη έλεγχο, ιδανικό για εφαρμογές υψηλής τάσης.

• Οι μηχανές με ηλεκτρικό μοτέρ παρέχουν υψηλή ακρίβεια και προγραμματισμό.

• Οι μαγνητικές μηχανές είναι αξιόπιστες με γρήγορες απαντήσεις, ιδανικές για διαχωριστές MV με κενό.

Τελικά, η επιλογή εξαρτάται από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής, περιλαμβανομένου του επιπέδου τάσης, των συνθηκών φορτίου και των περιβαλλοντικών παραγόντων.

Σύνοψη:

• Η επιλογή της λειτουργικής μηχανής επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του διακόπτη.

• Κάθε τύπος (ελατηριακός, υδραυλικός, μεταφορικός, μαγνητικός) έχει διαφορετικά πλεονεκτήματα για διαφορετικά επίπεδα τάσης και εφαρμογές.

• Η επιλογή πρέπει να βασίζεται στις ανάγκες της εφαρμογής, όχι μόνο στο κόστος.

Μελλοντικές Τάσεις στις Λειτουργικές Μηχανές Διακόπτη

Καθώς προοδεύει η τεχνολογία, μπορούμε να προσδοκούμε καινοτομίες που θα διαμορφώσουν το μέλλον των λειτουργικών μηχανών:

• Η επιστήμη υλικών μπορεί να οδηγήσει σε πιο δαστικά, αποδοτικά ελατήρια για ελατηριακές μηχανές.

• Βελτιώσεις στην υδραυλική τεχνολογία μπορεί να οδηγήσουν σε πιο ακριβείς και αξιόπιστες συστήματα.

• Η τεχνολογία μοτέρων μπορεί να επιτρέψει την κατασκευή μικρότερων, πιο ενεργειακά αποδοτικών μηχανών μεταφοράς.

• Η μαγνητική τεχνολογία μπορεί να βελτιωθεί για πιο γρήγορη, πιο αξιόπιστη ενεργοποίηση.

Αυτές οι πρόοδοι θα οδηγήσουν σε πιο αποδοτικές, συμπαγείς και αξιόπιστες λειτουργικές μηχανές.

Σύνοψη:

• Η τεχνολογική πρόοδος θα διαμορφώσει το μέλλον των λειτουργικών μηχανών.

• Πρόοδοι στα υλικά, την υδραυλική, τους μοτέρες και τη μαγνητική τεχνολογία θα βελτιώσουν την απόδοση.

• Οι μελλοντικές μηχανές θα είναι πιο αποδοτικές, αξιόπιστες και συμπαγείς.

Απαιτήσεις Συντήρησης για Διαφορετικές Λειτουργικές Μηχανές Διακόπτη

Οι απαιτήσεις συντήρησης διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο μηχανής:

• Ελατηριακές μηχανές: Απαιτούν τακτική εξέταση και λιπαντικό για να εξασφαλίσουν την ακεραιότητα του ελατηρίου και τη μηχανική λεία.

• Υδραυλικές μηχανές: Χρειάζονται περιοδικές ελέγχους για διαρροές λαδιού και κατάσταση υγρού. Οι σφραγίδες και οι βαλβίδες μπορεί να επιβαρυνθούν με την πάροδο του χρόνου.

• Μηχανές μεταφοράς: Απαιτούν εξέταση της υγείας του μοτέρ, των πίνακων (εάν υπάρχουν) και των ηλεκτρικών συνδέσεων.

• Μαγνητικές μηχανές: Γενικά χαμηλή συντήρηση, αλλά ο σόλενοϊδας και οι ηλεκτρικές συνδέσεις πρέπει να ελέγχονται περιοδικά.

Σύνοψη:

• Οι απαιτήσεις συντήρησης εξαρτώνται από τον τύπο μηχανής.

• Οι ελατηριακές και υδραυλικές μηχανές απαιτούν περισσότερη μηχανική συντήρηση. Οι μηχανές μεταφοράς χρειάζονται ηλεκτρικούς ελέγχους.

• Οι μαγνητικές μηχανές είναι χαμηλής συντήρησης, αλλά απαιτούν περιοδική εξέταση.

Πώς Η Λειτουργική Μηχανή Επηρεάζει το Κόστος του Διακόπτη;

Ο τύπος μηχανής επηρεάζει άμεσα το κόστος του διακόπτη:

• Οι ελατηριακές μηχανές είναι συνήθως φθηνότερες λόγω της απλής, ανθεκτικής σχεδίασής τους.

• Οι υδραυλικές, μηχανές μεταφοράς και μαγνητικές μηχανές είναι πιο περίπλοκες και γενικά πιο ακριβείς.

Ωστόσο, η επιλογή δεν πρέπει να βασίζεται μόνο στο κόστος. Παράγοντες όπως το επίπεδο τάσης, το προφίλ φορτίου, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και οι απαιτήσεις αξιοπιστίας πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Οι ελατηριακές μηχανές συνήθως έχουν χαμηλότερη λειτουργική ενέργεια, ενώ οι υδραυλικές μηχανές παρέχουν υψηλότερη λειτουργική δύναμη.

Σύνοψη:

• Ο τύπος μηχανής επηρεάζει το συνολικό κόστος.

• Οι ελατηριακές μηχανές είναι οικονομικές. Οι υδραυλικές, μηχανές μεταφοράς και μαγνητικές τύποι είναι πιο ακριβείς.

• Η επιλογή πρέπει να βασίζεται σε τεχνικές απαιτήσεις, όχι μόνο στο αρχικό κόστος.

Περιβαλλοντική Επίδραση Διαφορετικών Λειτουργικών Μηχανών Διακόπτη

Διαφορετικές μηχανές έχουν διαφορετικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις:

• Ελατηριακές μηχανές: Ελάχιστη περιβαλλοντική επίδραση — εξαρτώνται από μηχανική ενέργεια χωρίς υγρά ή εκπομπές.

• Υδραυλικές μηχανές: Κίνδυνος διαρροής λαδιού, η οποία μπορεί να προκαλέσει ρύπανση του εδάφους και των υδάτων. Η διάθεση του υδραυλικού υγρού πρέπει να διαχειρίζεται προσεκτικά.

Μηχανισμοί με κινητήρα: Αναλαμβάνουν ηλεκτρική ενέργεια, συμβάλλοντας στην ενεργειακή λειτουργία και την αποτύπωση άνθρακα.

• Μηχανισμοί με μαγνητικό πεδίο: Γενικά φιλικοί προς το περιβάλλον, αλλά απαιτείται ενέργεια για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου.

Σύνοψη:

• Η περιβαλλοντική επίδραση διαφέρει ανάλογα με τον μηχανισμό.

• Οι υδραυλικές συστήματα παρουσιάζουν κίνδυνο διαρροής· οι μηχανισμοί με κινητήρα αυξάνουν την κατανάλωση ενέργειας.

• Οι μηχανισμοί με μαγνητικό πεδίο είναι φιλικοί προς το περιβάλλον, αν και θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η κατανάλωση ενέργειας.

Σύνοψη: Βασικότητα των μηχανισμών με ελατήρια σε εφαρμογές υψηλής τάσης (35kV και άνω)

Για τους διαχωριστές υψηλής τάσης (35kV και άνω), οι μηχανισμοί με ελατήρια είναι δομικά απλοί και θεωρητικά πιο βασικοί. Ωστόσο, πρόσφατες εμπειρίες λειτουργίας του δικτύου ενέργειας δείχνουν ότι οι μηχανισμοί με ελατήρια δεν είναι χωρίς προβλήματα, συμπεριλαμβανομένων:

• Κόπωση του ελατηρίου που οδηγεί σε ανομαλή ανάσχερση/κλείσιμο

• Αδυναμία λειτουργίας λόγω κατάληξης συσταδικών συσταδικών

• Παραμόρφωση του τρυπανιού του πίνακα που αλλάζει τις χαρακτηριστικές αποσύνδεσης, οδηγώντας σε λάθος λειτουργία ή αποτυχία

Επιπλέον, οι ελατήριοι BLK-series έχουν εμφανίσει περιπτώσεις σπασμού ελατηρίου λόγω κακής αντοχής στο περιβάλλον (π.χ., θερμοκρασία, υγρασία).

Για την ανίχνευση ελαττωμάτων στους διαχωριστές και τους μηχανισμούς τους κατά την τακτική δοκιμή, έχει γίνει εκτεταμένη έρευνα παγκοσμίως. Ενώ υπάρχουν πολλά διαχωριστικά συστήματα και μεθόδους ανάλυσης, η χρήση δοκιμαστικών σημάτων και προηγμένης ανάλυσης για την αξιολόγηση και τη βελτίωση της βασικότητας των μηχανισμών παραμένει μια πρόκληση και συνεχής διαδικασία.