Anàlisi de l'aplicació de l'aparell combinat de commutador de càrrega i fusible limitador de corrent
Com a tècnic de primera línia en el subministrament d'energia en xarxa de bucle i la operació i manteniment de subestacions prefabricades, entenc profundament l'iteració de l'equipament impulsada per l'expansió urbana d'alta tensió. Segons les Regulacions Nacionals de Subministrament i Consum d'Energia Elèctrica, per a l'equipament amb una capacitat de transmissió superior als 250kW o 160kVA, el subministrament d'energia d'alta tensió de 10(6)kV i la forma de baixada de 220/380V formen un patró necessari, fent que les unitats de xarxa de bucle i les subestacions prefabricades siguin clau en les xarxes de distribució.
I. Estructura de l'Equipament i Selecció del Pla de Protecció
(I) Composició de l'Equipament
Les unitats de xarxa de bucle que tracto solen tenir 2 intervals de cable de bucle i 1 interval de circuit de transformador. Les subestacions prefabricades integren commutadors d'alta tensió, transformadors i dispositius de baixa tensió en conjunts compactes i prefabricats per a ús interior/exterior. El nucli és la protecció dels commutadors d'alta tensió contra falles del transformador (per exemple, circuits tancats).
(II) Comparació del Pla de Protecció
En la pràctica, he provat dos mètodes de protecció: el disjuntor i el commutador de càrrega + fusible limitador de corrent. Aquest últim és superior —— simple, econòmic i més eficaç per als transformadors. Les proves de circuit tancat mostren que els transformadors necessiten netejar el circuit tancat en menys de 20ms per evitar explosions de la tanca; els fusibles limitadors ho fan en 10ms, mentre que els disjuntores triguin ~60ms (relé + operació + temps d'arc), per tant, prefereixo l'esquema de fusible.
II. Necessitat del Comutador de Càrrega + Fusible Limitador de Corrent
(I) Avantatges d'Aplicació
La majoria dels projectes de xarxa de bucle/subestacions prefabricades nacionals i internacionals en què he participat utilitzen el comutador de càrrega + fusible limitador de corrent. Presenten una estructura simple, un cost baix i una bona protecció dels transformadors. Les proves de circuit tancat (verificades in situ) mostren que els fusibles netegen les falles en 10ms (versus ~60ms dels disjuntores), essencial per prevenir explosions de la tanca.
(II) Lògica Cooperativa
Els fusibles poden causar un funcionament desequilibrat de fase si es produïu un fusible de fase única. Per tant, els comutadors de càrrega han de cooperar: els percudors de fusible activen el trencament del comutador de càrrega per un trencament de tres fases —— una coordinació verificada i indispensable.
III. Punts Clau de Cooperació entre el Comutador de Càrrega i el Fusible
Com a treballador de primera línia, sé que la seva cooperació és vital. La norma IEC420 defineix regles, dividint la corrent en 4 regions (la base de la meva depuració):
(I) Regió I (I < Iak)
Iak (corrent nominal combinada de l'aparell) és menor que la corrent nominal del fusible Ia.nT (a causa de la temperatura d'instal·lació/pèrdues de calor). Els comutadors de càrrega trenquen la corrent nominal i extingeixen els arcs de tres fases —— el focus de les meves inspeccions diàries.
(II) Regió II (Ia.nT< I < 3Ia.nT)
En sobrecàrrega, els fusibles soporten primer la supercorrent. A ~2Ia.nT, els fusibles actuen (però no extingeixen els arcs), els percudors activen els comutadors de càrrega per un trencament de tres fases. Provo aquesta lògica de diferència temporal per evitar fallades de protecció.
(III) Regió III (Corrent de Transferència ITC, ~3Ia.nT Inicial)
Els fusibles poden extingir els arcs després de l'acció. Un fusible trifàsic actua primer, activant els percudors; els comutadors de càrrega extingeixen les altres dues corrents de fase. La clau és la corrent de transferència (corrent màxima de trencament del comutador de càrrega a un factor de potència específic, 5Ia.nT - 15Ia.nT), que s'ha de verificar durant la selecció/verificació.
(IV) Regió IV (Rang Limitador de Corrent)
Per a falles extremes, els fusibles actuen en la primera meitat d'ona per limitar els pics de corrent de falla; els comutadors de càrrega actuen però no trenquen la corrent. Verifico aquesta lògica en exercicis per assegurar-se'n de la correcta operació.
IV. Requisits de Corrent de Transferència i Entrega
Aquests paràmetres asseguren la seguretat de l'equipament, essencials per a la meva depuració in situ:
(I) Corrent de Transferència
És el valor crític per a la transferència de funcions entre els fusibles i els comutadors de càrrega. Per sota d'aquest, els fusibles trenquen una fase, els comutadors de càrrega gestionen el rest. Els comutadors de càrrega amb percudors necessiten proves de corrent de transferència (normalment > corrent nominal) —— un repte per a l'equipament antic, verificat segons l'IEC420.
(II) Corrent d'Entrega
És la corrent total trencada pels comutadors de càrrega (sense participació del fusible). Per als comutadors de càrrega amb tant percudors com liberadors, són necessàries proves de corrent d'entrega. Si la corrent d'entrega > corrent de transferència, les proves de transferència poden estar exmpts. La operació de liberació reduix la pèrdua de fusible però augmenta el cost dels comutadors de càrrega al buit (afegint relés/liberadors) —— compromisos fets segons els pressupostos/projectes condicions.
V. Suggeriments de Protecció del Transformador
Per a la protecció del transformador amb comutador de càrrega + fusible, les verificacions clau inclouen:
Aquestes tasques són obligatòries per als nous projectes/transformacions d'equipament antic. Com a treballador de primera línia, asseguro un subministrament d'energia estable i un maneig segur de les falles per als usuaris a val.
