Sovellettu analyysi kuormituksen kytkimen ja sähkösuojan yhdistelmälaitteesta

Kun toimin eturintamalla teknikko silmukaverkkojen sähköntarjoamisessa ja valmisteisten alijärjestysasemien huollossa, ymmärrän syvällisesti laitteistojen uudistumisen, joka johtuu kaupunkien levittymisestä. Kansallisten sähköntarjoamis- ja kulutussäännösten mukaan yli 250 kW:n tai 160 kVA:n siirtokapasiteetin laitteille on välttämätöntä käyttää 10(6)kV:n korkeajännitteen sähköntarjoamista ja 220/380V:n alennusmuotoa, mikä tekee silmukka-asemista ja valmisteisista alijärjestysasemista keskeisiä jakeluverkoissa.

I. Laitekonfiguraatio ja suojauksen valinta
(I) Laitteiston koostuminen

Käsittelyssä olevat silmukka-asemat sisältävät yleensä kaksi silmukan kabeliväliä ja yhden muuntimavaiheen. Valmisteiset alijärjestysasemat integroivat korkeajännitteiset kytkimet, muuntimet ja alijännitteiset laitteet tiiviisiin, valmiiksi rakennettuihin asettuihin, jotka voidaan käyttää sisä- ja ulkotilassa. Ydinosa on korkeajännitteisten kytkinten suojauksessa muuntimien vikoja vastaan (esimerkiksi lyhytsulku).

(II) Suojauksen vertailu

Käytännössä olen testannut kaksi suojametodia: sulakkyttimen ja kuorman kytkimen + sähkövirtarajoittavan sulkijan. Jälkimmäinen on parempi – se on yksinkertainen, kustannustehokas ja tehokkaampi muuntimille. Lyhytsulku-testit osoittavat, että muuntimien on puhdistettava lyhytsulku 20 ms:n sisällä välttääkseen tankin räjähtämistä; sähkövirtarajoittavat sulkijat tekevät sen 10 ms:ssa, kun taas sulakkytimet kestävät noin 60 ms (relay + toiminta + arkkipaikka-aika), joten suosin sulkijaratkaisua.

II. Kuorman kytkimen + sähkövirtarajoittavan sulkijan tarpeellisuus
(I) Sovelluksen edut

Osaamassani kotimaisten ja ulkomaiden silmukka- ja valmisteisten alijärjestysaseman projekteissa käytetään kuorman kytkintä + sähkövirtarajoittavia sulkijoita. Ne ovat yksinkertaisia rakenteeltaan, edullisia ja tarjoavat hyvää suojaa muuntimille. Lyhytsulku-testit (varmistettu paikan päällä) osoittavat, että sulkijat puhdistavat vikat 10 ms:ssa (sulakkytimet noin 60 ms:ssa), mikä on tärkeää välttääkseen tankin räjähtämistä.

(II) Yhteistyön logiikka

Sulkijat voivat aiheuttaa epätasapainoisen vaiheen toiminnan, jos yhden vaiheen sulkija katkeaa. Siksi kuorman kytkimet täytyy yhteistyökykyisten: sulkijan lähtötekijät aktivoidvat kuorman kytkimen kolmen vaiheen katkeamiseksi – tämä on varmennettu, välttämätön yhteistyö.

III. Kuorman kytkimen ja sulkijan yhteistyön avainseikat

Eturintaman työntekijänä tiedän, että heidän yhteistyönsä on elintärkeää. IEC420-standardi määrittelee säännöt, jaetaan sähkövirta neljään alueeseen (debuggaamiseni perusta):

(I) Alue I (I < Iak)

I_ak (yhdistetty laiteratkaisun nimitila) on pienempi kuin sulkijan nimitila I_a.nT (asennuslämpötilan/lämpölaskun vuoksi). Kuorman kytkimet katkaisevat nimitilan ja sammuttavat kolmen vaiheen arkin – tämä on päivittäisen tarkastuksen painopiste.

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

Ylikuormituksessa sulkijat kantavat ensimmäisenä ylikuormituksen. Noin 2I_a.nT sulkijat toimivat (mutta eivät sammuta arkkia), lähtötekijät aktivoidvat kuorman kytkimet kolmen vaiheen katkeamiseksi. Testaan tätä aikavoimaa välttääkseni suojauksen epäonnistumisen.

(III) Alue III (Siirtovirta ITC, ~3Ia.nT alkaa)

Sulkijat voivat sammuttaaarkin toiminnan jälkeen. Yksi kolmen vaiheen sulkija toimii ensimmäisenä, aktivoi lähtötekijät; kuorman kytkimet sammuttavat kaksi muuta vaihetta. Avainseikka on siirtovirta (kuorman kytkimen maksimi katkaisuvirta tietyn tehokkuuskertoimen ollessa, 5I_a.nT - 15I_a.nT), tarkistetaan valinnan ja vahvistuksen aikana.

(IV) Alue IV (Sähkövirtarajoitusalue)

Äärimmäisissä vikoissa sulkijat toimivat ensimmäisessä puolisyklyssä rajoittaakseen virhevirtauksen huippuja; kuorman kytkimet toimivat mutteivät katkaise virtaa. Varmistan tämän logiikan harjoituksissa oikean toiminnan takaamiseksi.

IV. Siirto- ja luovuttamisvirtavat vaatimukset

Nämä parametrit varmistavat laitteiston turvallisuuden, avainseikka paikan päällä debuggaamiselle:

(I) Siirtovirta

Se on kriittinen arvo sulkijoiden ja kuorman kytkinten väliselle toiminnan siirtymälle. Siitä alaspäin sulkijat katkaisevat yhden vaiheen, kuorman kytkimet hoitavat loput. Lähtötekijöillä varustetut kuorman kytkimet tarvitsevat siirtovirtatestit (yleensä > nimitila) – haaste vanhalle laitteistolle, vahvistettu IEC420-standardin mukaan.

(II) Luovuttamisvirta

Se on virta, jota kuorman kytkimet katkaisevat kokonaan (ei sulkijan osallistumista). Kuorman kytkimille, joilla on sekä lähtötekijät että vapautukset, tarvitaan luovuttamisvirtatestit. Jos luovuttamisvirta > siirtovirta, siirtovirtatestit saattavat olla poissuljettuja. Vapautuksen toiminta vähentää sulkijoiden kulutusta, mutta lisää tyhjiökuorman kytkinten kustannuksia (relaidit/vapautukset lisätään) – kompromisseja tehdään projektin budjetin ja olosuhteiden mukaan.

V. Muuntimen suojauksen ehdotukset

Kuorman kytkimen + sulkijan muuntimen suojauksessa avainverifiointeina ovat:

• Lähtötekijän toiminta: Tarkista todellisen ja nimitilaisen siirtovirtan vastaavuus turvallisen katkaisun takaamiseksi.

• Ylikuormituksen vapautus: Varmista todellisen ja nimitilaisen luovuttamisvirtan vastaavuus luotettavan toiminnan takaamiseksi.

Nämä tehtävät ovat pakollisia uusille projekteille/vanhalle laitteistolle. Eturintaman työntekijänä varmistan vakauden sähköntarjoamisessa ja turvallisen vikankäsittelyn alasvirran käyttäjille.