Aplikace analýzy kombinovaného zařízení s nákladovým spínacím přepínačem a proudově omezujícími pojistkami

Jako technik na první linii v oblasti zásobování elektrickou energií v kruhové síti a provozu a údržbě předváděných transformačních stanic, hluboce chápu iteraci zařízení podporovanou rozšiřováním městského vysokého napětí. Podle Státních předpisů o dodávkách a spotřebě elektrické energie, pro zařízení s výkonem přes 250kW nebo 160kVA je nutným vzorem dodávka vysokého napětí 10(6)kV a snížení na 220/380V, což dělá jednotky kruhové sítě a předváděné transformační stanice klíčovými prvky distribuční sítě.

I. Struktura zařízení a výběr ochranného schématu
(I) Sestava zařízení

Jednotky kruhové sítě, kterými se zabývám, obvykle mají 2 intervaly kruhového kabelu a 1 interval transformátorového okruhu. Předváděné transformační stanice integrují vysokonapěťové spínací přístroje, transformátory a nízkonapěťová zařízení do kompaktních, předváděných sad pro použití uvnitř i venku. Jádrem je ochrana vysokonapěťových spínacích přístrojů před poruchami transformátoru (např. krátkým spojením).

(II) Porovnání ochranných schémat

Ve praxi jsem testoval dvě ochranné metody: vypínač a nákladový spínač + proudově omezující pojistka. Posledně jmenovaná je lepší —— jednoduchá, ekonomická a efektivnější pro transformátory. Testy krátkého spojení ukazují, že transformátory potřebují vyřešení krátkého spojení do 20ms, aby se zabránilo explozi nádrže; proudově omezující pojistky to provedou za 10ms, zatímco vypínače trvají ~60ms (spojení relé + čas operace + obloukový čas), proto preferuji schéma s pojistkou.

II. Nutnost nákladového spínače + proudově omezující pojistky
(I) Výhody aplikace

Většina domácích i zahraničních projektů s kruhovou sítí a předváděnými transformačními stanicemi, ve kterých jsem se zúčastnil, používá nákladový spínač + proudově omezující pojistky. Tyto mají jednoduchou strukturu, nízké náklady a dobré ochrany pro transformátory. Testy krátkého spojení (ověřené na místě) ukazují, že pojistky odstraní poruchy za 10ms (proti ~60ms u vypínačů), což je klíčové pro prevenci exploze nádrže.

(II) Logika spolupráce

Pojistky mohou způsobit nerovnoměrnou fázovou operaci, pokud dojde k zapnutí jedné fáze. Proto musí nákladové spínače spolupracovat: iniciátory pojistek aktivují vypnutí nákladového spínače pro třífázové vypnutí —— ověřená, nezbytná koordinace.

III. Klíčové body spolupráce mezi nákladovým spínačem a pojistkou

Jako pracovník na první linii vím, že jejich spolupráce je klíčová. Standard IEC420 definuje pravidla, která rozdělují proud do 4 oblastí (základ mé ladění):

(I) Oblast I (I < Iak)

I_ak (složený nominální proud zařízení) je menší než nominální proud pojistky I_a.nT (kvůli teplotě instalace a tepelným ztrátám). Nákladové spínače vypínají nominální proud a uhasí třífázové oblouky —— to je můj každodenní kontrolní bod.

(II) Oblast II (Ia.nT< I < 3Ia.nT)

Při přetížení nesou pojistky první nadprůtok. Při ~2I_a.nT se pojistky aktivují (ale nehasí oblouky), iniciátory aktivují nákladové spínače pro třífázové vypnutí. Testuji tuto logiku časového rozdílu, abych zabránil selhání ochrany.

(III) Oblast III (Přenosový proud ITC, ~3Ia.nT Start)

Pojistky mohou po svém působení uhasit oblouky. Jeden třífázový pojistkový element se nejdříve aktivuje, iniciátory aktivují nákladové spínače pro vypnutí zbývajících dvou fází. Klíčovým faktorem je přenosový proud (maximální přerušovací proud nákladového spínače při specifickém kosinusu fí, 5I_a.nT - 15I_a.nT), který se kontroluje při výběru a ověřování.

(IV) Oblast IV (Oblast omezování proudu)

Pro extrémní poruchy se pojistky aktivují v první polovině vlny, aby omezily vrcholy poruchového proudu; nákladové spínače se aktivují, ale nepřerušují proud. Tuto logiku ověřuji v cvičeních pro správnou funkci.

IV. Požadavky na přenosový a předávací proud

Tyto parametry zajišťují bezpečnost zařízení, klíčové pro moje místní ladění:

(I) Přenosový proud

Je to klíčová hodnota pro převod funkce mezi pojistkami a nákladovými spínači. Při nižším proudu pojistky přeruší jednu fázi, nákladové spínače zvládnou zbytek. Nákladové spínače vybavené iniciátory vyžadují testy přenosového proudu (obvykle > nominální proud) —— to je výzva pro starší zařízení, ověřené podle IEC420.

(II) Předávací proud

Je to proud, který nákladové spínače plně přeruší (bez účasti pojistky). Pro nákladové spínače vybavené jak iniciátory, tak uvolňovači jsou potřeba testy předávacího proudu. Pokud je předávací proud > přenosový proud, mohou být testy přenosového proudu vyloučeny. Operace uvolňovače snižuje ztráty pojistky, ale zvyšuje náklady vakuumových nákladových spínačů (přidáním relé a uvolňovačů) —— rozhodnutí se dělají podle rozpočtu a podmínek projektu.

V. Návrhy na ochranu transformátoru

Pro ochranu transformátoru pomocí nákladového spínače a pojistky jsou klíčová ověření:

• Spouštění iniciátoru: Zkontrolujte shodu skutečného a nominálního přenosového proudu pro bezpečné přerušení.

• Uvolnění při nadprůtoku: Ověřte shodu skutečného a nominálního předávacího proudu pro spolehlivou funkci.

Tyto úkoly jsou povinné pro nové projekty a modernizaci staršího zařízení. Jako pracovník na první linii zajišťuji stabilní dodávku elektřiny a bezpečné řešení poruch pro konečné uživatele.