Pomembna vodila za delovanje mehanizmov v visokonapetostnih in srednjenapetostnih preklopnikih

Kaj je prameni mehanizem v visokonapetostnih in srednjeronapetostnih preklopnikih?

Prameni mehanizem je ključni komponent v visokonapetostnih in srednjeronapetostnih preklopnikih. Uporablja elastično potencialno energijo, shranjeno v pramene, za zaganjanje odpiranja in zapiranja preklopnika. Pramen se napolnjuje z električnim motorjem. Ko preklopnik deluje, shranjena energija se izpušča, da poganja giblje kontakte.

Ključne značilnosti:

• Prameni mehanizem uporablja elastično energijo, shranjeno v pramene.

• Zagnaje odpiranje in zapiranje operacij preklopnika.

• Pramen se napolnjuje z motorjem in med delovanjem izpušča shranjeno energijo, da poganja giblje kontakte.

Kako deluje hidravlični mehanizem v visokonapetostnih preklopnikih?

Hidravlični mehanizem v visokonapetostnih preklopnikih se uporablja za odpiranje ali zapiranje kontaktov preklopnika. Deluje na osnovi hidravlične dinamike tekočin, da nadzira gibanje preklopnika. Ko je potrebno delovanje, se izpusti hidravlični tlak, kar povzroči, da se kontakti odprejo ali zaprejo, kot je potrebno. Nekompresibilnost in tokovitost hidravličnih sistemov jih čini idealnimi za zagotavljanje hitrega in močnega gibanja, ki je potrebno pri visokonapetostnem preklopanju.

Opomba: Spodnji diagram prikazuje načelo hidravlično-prameni mehanizma. Serija HMB je znana za to tehnologijo.

Ključne značilnosti:

• Hidravlični mehanizem uporablja dinamiko tekočin za nadzor delovanja preklopnika.

• Hidravlični tlak se izpusti, da se odprejo ali zaprejo kontakti, ko je potrebno.

• Nekompresibilnost in tokovite značilnosti sistema ga čine primeren za hitra, močna operacije v HV aplikacijah.

Kaj je vloga motorjskih mehanizmov v visokonapetostnih preklopnikih?

Motorjski mehanizmi se uporabljajo v visokonapetostnih preklopnikih za nadzor preklopnih operacij. Ta mehanizem uporablja električni motor za napolnjevanje pramena ali neposredno gonjenje gibljeh delov. Motor se vrti, da navije pramen ali premakne komponente, s tem odpre ali zapre vez. Ta oblika ponuja visoko natančnost in nadzor, ki sta ključna za upravljanje visokonapetostnih sistemov.

Opomba: Po uvedbi motorjskega mehanizma ABB so domače podjetja (npr. PG) razvile podobne dizajne pred več kot desetletjem. Vendar so večina takšnih projektov končno bila opuščena in danes redko vidimo.

Ključne značilnosti:

• Motorjski mehanizem uporablja električni motor za nadzor delovanja preklopnika.

• Motor napolnjuje pramen ali neposredno premakne komponente, da odpre ali zapre vez.

• Ponuja visoko natančnost in nadzor, ki sta potrebna za visokonapetostne aplikacije.

Magnetni mehanizmi v srednjeronapetostnih preklopnikih

Magnetni mehanizem v srednjeronapetostnih preklopnikih uporablja magnetno silo za delovanje preklopnika. Vključuje solenoid - bobin, ki generira magnetno polje, ko skozi njega teče tok. Ko je naprava naprta, magnetno polje hitro razmakne kontakte, zoperseži vez. Ta mehanizem je zelo zanesljiv in omogoča hitro delovanje, kar ga čini posebno primernim za MV aplikacije.

Ključne značilnosti:

• Magnetni mehanizem uporablja silo, generirano s magnetnim poljem, za delovanje preklopnika.

• Vključuje solenoid (bobin), ki generira magnetno polje, ko je naprta.

• Magnetna sila hitro loči kontakte, omogoča hitro in zanesljivo delovanje, idealno za MV sisteme.

Kako izbira mehanizma vpliva na delovanje preklopnika?

Izbira mehanizma veliko vpliva na delovanje preklopnika. Vsaka vrsta - prameni, hidravlični, motorjski in magnetni - ima unikatne prednosti in je primerna za različne ravni napetosti in aplikacije.

• Prameni mehanizmi so široko uporabljeni zaradi svoje enostavnosti in zanesljivosti.

• Hidravlični mehanizmi ponujajo natančen, močan nadzor, idealen za visokonapetostne aplikacije.

• Motorjski mehanizmi ponujajo visoko natančnost in programabilnost.

• Magnetni mehanizmi so zelo zanesljivi z hitrimi odzivi, idealni za MV vakuumne preklopnike.

Končno, izbira je odvisna od specifičnih zahtev aplikacije, vključno z raven napetosti, obremenitvene stanje in okoljskih dejavnikov.

Povzetek:

• Izbira mehanizma veliko vpliva na delovanje preklopnika.

• Vsaka vrsta (prameni, hidravlični, motorjski, magnetni) ima unikatne prednosti za različne napetosti in uporabe.

• Izbira bi morala temeljiti na specifičnih potrebah aplikacije, ne samo na strošku.

Prihodnje trende v mehanizmih za preklopnike

S napredkom tehnologije lahko pričakujemo inovacije, ki bodo oblikovali prihodnost mehanizmov:

• Materialna znanost lahko vodi do bolj trdnih in učinkovitih pramenov za prameni mehanizme.

• Napredek hidravlične tehnologije lahko prinese bolj natančne in zanesljive sisteme.

• Motorjska tehnologija lahko omogoči manjše in bolj energetsko učinkove motorjske mehanizme.

• Magnetna tehnologija se lahko izboljša za hitrejše in trdnejše delovanje.

Ti napredek bo vodil do bolj učinkovitih, kompaktnih in zanesljivih mehanizmov.

Povzetek:

• Napredek tehnologije bo oblikoval prihodnost mehanizmov.

• Napredek v materialih, hidravličnih sistemih, motorjih in magnetiki bo izboljšal delovanje.

• Prihodnji mehanizmi bodo bolj učinkoviti, zanesljivi in kompaktni.

Zahteve za vzdrževanje različnih mehanizmov za preklopnike

Zahteve za vzdrževanje se razlikujejo glede na vrsto mehanizma:

• Prameni mehanizmi: Zahtevajo redne pregledi in smarjenje, da se zagotovi integriteta pramena in mehanska gladkost.

• Hidravlični mehanizmi: Potrebujejo redne preglede za utrkle maziva in stanje tekočine; zategi in ventilatorji se lahko s časom degradirajo.

• Motorjski mehanizmi: Zahtevajo pregled zdravja motora, cepin (če je primerno) in električnih povezav.

• Magnetni mehanizmi: Običajno majhen vzdrževski posnetek, vendar bi morali biti redno pregledani solenoid in električne povezave.

Povzetek:

• Zahteve za vzdrževanje so odvisne od vrste mehanizma.

• Prameni in hidravlični mehanizmi zahtevajo več mehanskega vzdrževanja, motorjski enoti pa potrebujejo električne preglede.

• Magnetni mehanizmi so majhno vzdrževski posnetek, vendar še vedno zahtevajo redne preglede.

Kako mehanizem vpliva na strošek preklopnika?

Vrsta mehanizma neposredno vpliva na strošek preklopnika:

• Prameni mehanizmi so običajno cenejši zaradi svoje preproste, trdne konstrukcije.

• Hidravlični, motorjski in magnetni mehanizmi so bolj kompleksni in običajno dražji.

Vendar bi izbira ne bi smela temeljiti le na strošku. Faktori, kot so raven napetosti, profil obremenitve, okoljski pogoji in zahteve po zanesljivosti, morajo biti upoštevani. Prameni mehanizmi običajno imajo nižjo operativno energijo, medtem ko hidravlični mehanizmi zagotavljajo višjo operativno silo.

Povzetek:

• Vrsta mehanizma vpliva na celoten strošek.

• Prameni mehanizmi so ekonomični, hidravlični, motorjski in magnetni tipi so dražji.

• Izbira bi morala temeljiti na tehničnih zahtevah, ne le na začetnem strošku.

Okoljski vpliv različnih mehanizmov za preklopnike

Različni mehanizmi imajo različen okoljski vpliv:

• Prameni mehanizmi: Minimalen okoljski vpliv - uporabljajo mehansko energijo brez tekočin ali emisij.

• Hidravlični mehanizmi: Tveganje utrkanja maziva, ki lahko povzroči onesnaženost tla in vode. Odstranitev hidravličnega maziva mora biti zelo previdno upravljana.

• Motorjski mehanizmi: Porabljajo električno energijo, ki prispeva k operativnemu porabi energije in ogljičnemu odtisu.

• Magnetni mehanizmi: Običajno okoljsko prijazni, vendar je potrebna energija za generiranje magnetnega polja.

Povzetek:

• Okoljski vpliv se razlikuje glede na mehanizem.

• Hidravlični sistemi so tvegani za utrkanje, motorjski sistemi povečajo porabo energije.

• Magnetni mehanizmi so okoljsko prijazni, vendar bi morali upoštevati porabo energije.

Povzetek: Zanesljivost pramenih mehanizmov v visokonapetostnih aplikacijah (35 kV in višje)

Za visokonapetostne preklopnike (35 kV in višje) so prameni mehanizmi strukturno preprosti in teoretično bolj zanesljivi. Vendar kaže nedavno izkušnje z delovanjem elektrarn, da prameni mehanizmi niso brez težav, vključno z:

• Izčrpanost pramena, ki vodi do nepopolnega odpiranja/zapiranja

• Zaklep komponent, ki vodi do nezmožnosti delovanja

• Deformacija valjka-lukenca, ki spremeni lastnosti preklopa, kar vodi do napačnega delovanja ali odpovedi

Dodatno so serije BLK z navijalnimi prameni pokazale primeri loma pramenov zaradi slabe tolerancije okolja (npr. temperature, vlage).

Za odkrivanje defektov v preklopnikih in njihovih mehanizmih med rednimi testi je bil opravljen obsežen raziskovalni del po vsem svetu. Čeprav obstaja veliko testnih naprav in analitičnih metod, uporaba testnih signalov in napredne analitike za oceno in izboljšanje zanesljivosti mehanizmov ostaja izziv in trajno nalogo.