Kompletna uputstva za mehanizme rada visokonaponskih i srednjeg napona prekidaca

Šta je mehanički uređaj na osnovu opruge u visokonaponskim i srednjeg-naponskim prekidačima?

Mehanički uređaj na osnovu opruge je ključni deo visokonaponskih i srednjeg-naponskih prekidača. Koristi elastičnu potencijalnu energiju sačuvanu u oprugama kako bi pokrenuo otvaranje i zatvaranje prekidača. Opruga se naplaćuje električnim motorom. Kada prekidač radi, sačuvana energija se oslobađa kako bi pokretale pokretna kontakta.

Ključne karakteristike:

• Mehanički uređaj koristi elastičnu energiju sačuvanu u oprugama.

• Pokreće operacije otvaranja i zatvaranja prekidača.

• Opruga se naplaćuje motorom i oslobađa sačuvanu energiju tokom rada kako bi pokretala pokretna kontakta.

Kako radi hidraulički mehanički uređaj u visokonaponskim prekidačima?

Hidraulički mehanički uređaj u visokonaponskim prekidačima koristi se za otvaranje ili zatvaranje kontakata prekidača. Radi na osnovu dinamike hidrauličnih tečnosti kako bi kontrolisao pomeranje prekidača. Kada je potrebno da se operacija izvrši, oslobađa se hidraulički pritisak, što dovodi do otvaranja ili zatvaranja kontakata po potrebi. Neshtočivost i tečnost hidrauličkih sistema čini ih idealnim za dostavljanje brzog, moćnog pomeranja potrebnog za visokonaponsko prekidanje.

Napomena: Slika ispod ilustruje princip hidrauličko-oprugu mehanizma. Serija HMB je poznati pionir ove tehnologije.

Ključne karakteristike:

• Hidraulički mehanizam koristi dinamiku tečnosti kako bi kontrolisao rad prekidača.

• Hidraulički pritisak se oslobađa kako bi se otvorili ili zatvorili kontakti kada je to potrebno.

• Neshtočivost i karakteristike protoka sistema čine ga prikladnim za brze, visoko snage operacije u HV aplikacijama.

Kako deluju motor-operativni mehanički uređaji u visokonaponskim prekidačima?

Motor-operativni mehanički uređaji koriste se u visokonaponskim prekidačima za kontrolu operacija prekidanja. Ovaj mehanizam koristi električni motor kako bi napunio oprugu ili direktno pokretao pokretna dela. Motor se okreće kako bi navijao oprugu ili pomerao komponente, time otvarajući ili zatvarajući krug. Ovaj dizajn nudi visoku preciznost i kontrolu, neophodne za upravljanje visokonaponskim sistemima.

Napomena: Nakon što je ABB predstavio motor-operativni mehanizam, nekoliko domaćih kompanija (npr. PG) razvilo slična rešenja pre više od deset godina. Međutim, većina takvih projekata je na kraju prekinuta i rijetko se sreću danas.

Ključne karakteristike:

• Motor-operativni mehanizam koristi električni motor za kontrolu rada prekidača.

• Motor naplaćuje oprugu ili direktno pomeraju komponente kako bi otvorio ili zatvorio krug.

• Pruža visoku preciznost i kontrolu, neophodne za visokonaponske primene.

Magnetni operativni mehanizmi u srednjeg-naponskim prekidačima

Magnetni operativni mehanizam u srednjeg-naponskim prekidačima koristi magnetnu silu za upravljanje prekidačem. Uključuje solenoid — cevičku koja generiše magnetno polje kada kroz nju prođe struja. Kada je energizovan, magnetno polje brzo odvaja kontakte, prekidajući krug. Ovaj mehanizam je izuzetno pouzdan i pruža brzu aktivaciju, što ga čini posebno prikladnim za MV primene.

Ključne karakteristike:

• Magnetni mehanizam koristi silu generisanu magnetnim poljem za upravljanje prekidačem.

• Uključuje solenoid (cevičku) koji produkuje magnetno polje kada je energizovan.

• Magnetna sila brzo razdvaja kontakte, omogućavajući brzu, pouzdanu operaciju idealnu za MV sisteme.

Kako izbor operativnog mehanizma utiče na performanse prekidača?

Izbor operativnog mehanizma značajno utiče na performanse prekidača. Svaki tip — opruga, hidraulički, motor-operativni i magnetni — ima jedinstvene prednosti i prilagođava se različitim nivoima napona i primenama.

• Mehanički uređaji na osnovu opruge su široko korišćeni zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti.

• Hidraulički mehanizmi nude preciznu, visoko-snagu kontrolu, idealnu za visokonaponske primene.

• Motor-operativni mehanizmi pružaju visoku preciznost i programabilnost.

• Magnetni mehanizmi su izuzetno pouzdani sa brzim vremenom odziva, idealni za MV vakuumne prekidače.

Konačno, izbor zavisi o specifičnim zahtevima primene, uključujući nivo napona, uslove opterećenja i okruženjske faktore.

Sažetak:

• Izbor operativnog mehanizma značajno utiče na performanse prekidača.

• Svaki tip (oprga, hidraulički, motor-operativni, magnetni) ima jedinstvene prednosti za različite napone i primene.

• Izbor treba da se temelji na specifičnim zahtevima primene, a ne samo na troškovima.

Buduće trendove u operativnim mehanizmima prekidača

Kako tehnologija napreduje, mogu se očekivati inovacije koje će oblikovati budućnost operativnih mehanizama:

• Nauka o materijalima može dovesti do trajnijih, efikasnijih opruga za mehaničke uređaje na osnovu opruga.

• Unapređenja hidrauličke tehnologije mogu dati preciznije i pouzdane sisteme.

• Tehnologija motora može omogućiti manje, energetski efikasne motor-operativne mehanizme.

• Magnetna tehnologija može biti poboljšana za brže, robustnije aktivacije.

Ova unapređenja dovešći će do efikasnijih, kompaktnijih i pouzdanih operativnih mehanizama.

Sažetak:

• Napredak tehnologije će oblikovati budućnost operativnih mehanizama.

• Unapređenja u materijalima, hidraulici, motorima i magnetima će poboljšati performanse.

• Budući mehanizmi će biti efikasniji, pouzdaniji i kompaktniji.

Zahtevi za održavanje različitih operativnih mehanizama prekidača

Potrebe za održavanjem variraju u zavisnosti od tipa mehanizma:

• Mehanički uređaji na osnovu opruga: Zahtevaju redovne inspekcije i smeđenje kako bi se osigurala integritet opruge i mehanička gladkoća.

• Hidraulički mehanizmi: Trebaju periodične provere za curenje ulja i stanje tečnosti; sigurnosna oprema i ventili mogu se detorirati tokom vremena.

• Motor-operativni mehanizmi: Zahtevaju inspekciju zdravlja motora, cepica (ako je to prikladno) i električnih veza.

• Magnetni mehanizmi: Općenito su malo održavani, ali solenoid i električne veze treba redovno pregledavati.

Sažetak:

• Zahtevi za održavanje zavise od tipa mehanizma.

• Mehanički uređaji na osnovu opruga i hidraulički mehanizmi zahtevaju više mehaničkog održavanja; motor-operativni uniti zahtevaju provere električnih veza.

• Magnetni mehanizmi su malo održavani, ali ipak zahtevaju periodične inspekcije.

Kako operativni mehanizam utiče na cenu prekidača?

Tip mehanizma direktno utiče na cenu prekidača:

• Mehanički uređaji na osnovu opruga su tipično nižeg troška zbog njihovog jednostavnog, robustnog dizajna.

• Hidraulički, motor-operativni i magnetni mehanizmi su složeniji i obično skuplji.

Međutim, izbor ne bi trebalo da se temelji isključivo na troškovima. Faktori kao što su nivo napona, profil opterećenja, okruženjski uslovi i zahtevi za pouzdanost moraju biti uzeti u obzir. Mehanički uređaji na osnovu opruga obično imaju nižu operativnu energiju, dok hidraulički mehanizmi pružaju veću operativnu snagu.

Sažetak:

• Tip mehanizma utiče na ukupnu cenu.

• Mehanički uređaji na osnovu opruga su ekonomični; hidraulički, motor-operativni i magnetni tipovi su skuplji.

• Izbor treba da se temelji na tehničkim zahtevima, a ne samo na početnom trošku.

Okruženjski uticaj različitih operativnih mehanizama prekidača

Različiti mehanizmi imaju različite okruženjske uticaje:

• Mehanički uređaji na osnovu opruga: Minimalni okruženjski uticaj — oni se oslanjaju na mehaničku energiju bez tečnosti ili emisija.

• Hidraulički mehanizmi: Rizik od curenja ulja, što može dovesti do kontaminacije tla i vode. Otapanje hidrauličke tečnosti mora biti pažljivo upravljano.

• Motor-operativni mehanizmi: Potrošnja električne energije, što doprinosi operativnoj potrošnji energije i stope ugljen-dioxide-a.

• Magnetni mehanizmi: Općenito prijateljski prema okruženju, ali je potrebna energija za generisanje magnetnog polja.

Sažetak:

• Okruženjski uticaj varira u zavisnosti od mehanizma.

• Hidraulički sistemi nose rizik od curenja; motor-operativni sistemi povećavaju potrošnju energije.

• Magnetni mehanizmi su prijateljski prema okruženju, iako treba uzeti u obzir potrošnju energije.

Sažetak: Pouzdanost mehaničkih uređaja na osnovu opruga u visokonaponskim primenama (35kV i više)

Za visokonaponske prekidače (35kV i više), mehanički uređaji na osnovu opruga su strukturno jednostavni i teoretski pouzdani. Međutim, nedavno iskustvo sa radom elektroenergetske mreže pokazuje da mehanički uređaji na osnovu opruga nisu bez problema, uključujući:

• Umoranje opruge što dovodi do nepotpunog otvaranja/zatvaranja

• Zaključavanje zaklopne komponente što dovodi do neuspjelog rada

• Deformacija otvora valjka što menja karakteristike prekidanja, rezultujući pogrešnim radom ili neuspjehom

Dodatno, serija BLK spirala je pokazala slučajeve loma opruge zbog loše tolerancije na okolišne uslove (npr. temperaturu, vlagoću).

Da bi se detektovale defekte u prekidačima i njihovim mehanizmima tokom redovnih testiranja, širom sveta je provedeno mnogo istraživanja. Iako postoji mnogo testnih uređaja i analitičkih metoda, korišćenje test signala i napredne analitike za procenu i poboljšanje pouzdanosti mehanizama ostaje izazov i trajna zadatak.