İç mekan yüksek gerilimli vakum devre kesicilerinin uygulaması
2007 yılının ilk yarısında, Huaibei Madencilik Grubu Elektromekanik Ekipman Şirketi'nden projeye katılanlar olarak, Doğu Fabrika Alanındaki 10kV trafo istasyonunda teknik bir dönüşüm gerçekleştirdik. Ana görevimiz, orijinal 10kV ayırıcı - yağlı - dalga kapanmış kesici birimlerin yerine ZN20 iç mekan yüksek gerilim vakum kesicileriyle değiştirmekti.
Önceden, SN10 - 10 yağlı kesiciler uzun süre boyunca faaliyette bulunmuştu ve bu durum mekanizmalarında ciddi yağ sızıntısına yol açtı. Bu, her altı ayda bir yakıt doldurma ihtiyacını doğurdu ve önemli bir bakım yükü oluşturdu. Ayrıca, işletme mekanizmaları manuel olarak çalıştırılıyordu ve koruma cihazları geleneksel rölelerden oluşuyordu, bu da güvenilirlik açısından zayıf ve arızalıydı. Bunun yanı sıra, röle koruması yılda bir kez kalibre edilmekteydi, bu da hem işçilik açısından yoğun hem de zahmetli bir görevdi.
Güvenli üretim sağlamak için, bu kesicileri vakum kesicilerine yükseltme kararı aldık. Bu dönüşüm, var olan operasyonel sorunları çözdüğü gibi, aynı zamanda gelecekteki istasyonun kararlı ve etkili faaliyet göstermesi için sağlam bir temel oluşturdu.
Vakum Kesicilerin Yapısal Özellikleri
Doğu Fabrika Alanındaki 10kV trafo istasyonundaki teknik dönüşümde, ZN20 tipi vakum kesicinin yapısal özelliklerine derinlemesine baktık. Bu kesici, bir işletme mekanizması, bir kasnak, vakum tüpleri, yalıtım çerçeveleri ve yalıtıcılar ile çoğunlukla oluşmaktadır. Üç boyutlu bir düzenlemesi vardır ve işletme mekanizması ön tarafa monte edilmiştir.
İnce çelik levhalarından yapılan kasnaktan, yüksek gerilimli bileşenler arkasına sabitlenmiştir. Mekanizma, bağlantı plakaları aracılığıyla ana eksenle bağlanır. Ana eksen dönerken, üzerine sabitlenmiş kol parçaları yalıtıcıları iterek, vakum tüpünün hareketli iletken çubuğunu anahtarlama işlemlerini gerçekleştirmeye zorlar. Kapatma ve açma işlemleri, işletme mekanizması aracılığıyla manuel veya elektrikli olarak kontrol edilebilir. Ayrıca, AC/DC çift amaçlı enerji depolama motoru, yardımcı kontak mekanizmaları ve bir işlem sayacı ile donatılmıştır. Panelde açıkça belirtilen "AÇIK" ve "KAPALI" durum göstergeleri, kesicinin faaliyet durumunun sezgisel izlenmesini sağlar.
Kesici, yüksek gerilimli devreleri kesmek için vakum tüplerine dayanır. Şekil 1'de görüldüğü gibi, bir vakum tüpü, hareketli iletken çubuk, statik iletken çubuk, hareketli ve statik kontaktlar, bir ekran, bir kambur ve seramik bir kaplama içerir. Genellikle 10⁻⁴ ila 10⁻⁷ Torr (Not: Orijinal metinde "104 - 10⁻⁷ Torr" yazımı hatalı olabilir; doğru aralık 10⁻⁴ ila 10⁻⁷ Torr olmalıdır) arasında yüksek vakum derecesi ile seramik kaplamada sıkıştırılır. Kambur, bir ucunda hareketli iletken çubuğa, diğer ucunda hareketli uç kapağına kaynaklanır. Bu esnek komponent, kontaktların dışarıdan işletilmesine imkan tanırken tamamen higienik bir ortam sağlar. Kontaktların etrafındaki ekran, akım kesme sırasında vakum yay tarafından üretilen metal buharını emerek, yalıtım kaplamasının kirletilmesini önler.
Dönüşüm projesi sırasında elden gelen deneyimler sayesinde, vakum kesicilerin geleneksel yağlı kesicilere göre sahip olduğu avantajları derinden anladık:
Uygulama Etkileri
Proje katılımcıları olarak, vakum kesicinin işletme mekanizmasının, enerji depolama fayansının elastik enerjisini kullanarak vakum tüp kontaktlarını kapatmasını, bu işlemin manuel enerji depolama hızından bağımsız olduğunu ve hızlı kapatma performansını sağladığını derinden anladık. Mekanizma, enerji depolama, kapatma ve açma olmak üzere üç hareket durumu vardır.
Vakum kesici, akım sıfır noktasına düşerken vakum yayını söndürerek akımı keser. Vakum yay sona erdiğinde, kontaktlar arasındaki elektron, pozitif iyon ve diğer parçacıkların yoğunluğu hızla azalır. Mikrosaniye içinde, kontakt boşluğu neredeyse orijinal yüksek vakum derecesini tekrar kazanır ve yüksek voltaj direnç gösterir, kopma olmadan geri voltajı dayanarak kesme sürecini tamamlar. Bu nedenle, akım sıfır noktasından kısa bir süre sonra yüksek bir voltaj uygulanırsa bile, kontakt boşluğu tekrar kırılmaz—yani vakum yay ilk akım sıfır noktasında tamamen söndürülebilir.
Uygulama Etkileri
Dönüşüm sonrası Haziran 2007'de faaliyete geçen ZN20 10kV yüksek gerilim vakum kesicileri, mükemmel bir performans göstermiştir. Kesiciler, hızlı açma/kapatma hızlarına, düşük işletme gürültüsüne ve hassas ve güvenilir hareketlere sahiptir.
Önceki yağlı kesicilere kıyasla, sıklıkla yakıt doldurma ve ağır bakım yükü gerektiren, vakum kesiciler bakım görevlerini ve maliyetlerini önemli ölçüde azaltmıştır, somut ekonomik faydalar getirmiştir. Dönüşüm öncesinde 20 yılı aşkın faaliyet sırasında, istasyonda birkaç yanlış işlem kazası yaşanmıştı (örneğin, yağlı kesici kapalı konumdayken zorla ayırıcıyı açma), bu da çeşitli derecelerde ekipman hasarına neden olmuştu.
Dönüşüm sonrası, yüksek gerilimli anahtar panosu, ayırıcıları ortadan kaldırdı ve her devre tek bir vakum kesici ile kontrol edildi. Kesici açıldığında, kesici arabası çekilebilir, yüksek gerilimli ayırıcı işlevini görür. Ayrıca, anahtar panosu, "Beş Önleme" gerekliliklerine uygun olarak mekanik ve elektrikli kilitlere donatılmıştır, bu da yanlış işlem kazalarını etkili bir şekilde önler, kazaların oranını azaltır ve güvenli faaliyeti sağlar.
