Aplikacja analizy kombinacji przycisku obciążenia i ogranicznika prądu

Jako technik pierwszej linii w zakresie zasilania sieci pętlowych i eksploatacji prefabrykowanych stacji transformatorowych, głęboko rozumiem iterację sprzętu napędzaną przez rozbudowę miejską wysokiego napięcia. Zgodnie z Regulaminem Państwowym ds. Dostaw i Zużycia Energii, dla sprzętu o mocy przesyłowej powyżej 250kW lub 160kVA, niezbędny jest wzorzec zasilania wysokonapięciowego 10(6)kV i obniżenie napięcia do 220/380V, co czyni jednostki sieci pętlowe i prefabrykowane stacje transformatorowe kluczowymi elementami w sieciach dystrybucyjnych.

I. Struktura sprzętu i wybór schematu ochrony
(I) Skład sprzętu

Obsługiwane przeze mnie jednostki sieci pętlowe zwykle mają 2 interwały kablowe pętlowe i 1 interwał obwodowy transformatora. Prefabrykowane stacje transformatorowe integrują przełączniki wysokiego napięcia, transformatory i urządzenia niskiego napięcia w zwarte, prefabrykowane zestawy do użytku wewnętrznego/zewnętrznego. Kluczowe jest ochrona przełączników wysokiego napięcia przed awariami transformatorów (np. zwarć).

(II) Porównanie schematów ochrony

W praktyce przetestowałem dwa metody ochrony: wyłącznik i przełącznik obciążenia + bezpiecznik ograniczający prąd. Ta druga metoda jest lepsza – prosta, kosztoszcząca i bardziej skuteczna dla transformatorów. Testy zwarć pokazują, że transformatory potrzebują usunięcia zwarć w ciągu 20ms, aby uniknąć wybuchu zbiornika; bezpieczniki ograniczające prąd robią to w 10ms, podczas gdy wyłączniki potrzebują około 60ms (relacja + działanie + czas łuku), więc preferuję schemat z bezpiecznikiem.

II. Konieczność użycia przełącznika obciążenia + bezpiecznika ograniczającego prąd
(I) Zalety zastosowania

Większość krajowych i zagranicznych projektów sieci pętlowych/prefabrykowanych stacji transformatorowych, w których brałem udział, używa przełącznika obciążenia + bezpieczników ograniczających prąd. Mają one prostą strukturę, niski koszt i dobrą ochronę transformatorów. Testy zwarć (zweryfikowane na miejscu) pokazują, że bezpieczniki usuwają awarie w 10ms (w porównaniu do około 60ms dla wyłączników), co jest kluczowe do zapobiegania wybuchom zbiorników.

(II) Logika współpracy

Bezpieczniki mogą spowodować nierównomierną pracę faz, jeśli wystąpi zwarcie jednofazowe. Dlatego przełączniki obciążenia muszą współpracować: uderzenia bezpieczników wywołują odłączenie przełącznika obciążenia dla trójfazowego przerwania – zweryfikowana, niezwykle ważna koordynacja.

III. Kluczowe punkty współpracy przełącznika obciążenia i bezpiecznika

Jako pracownik pierwszej linii, wiem, że ich współpraca jest kluczowa. Standard IEC420 definiuje reguły, dzieląc prąd na 4 regiony (podstawa mojego debugowania):

(I) Region I (I < Iak)

I_ak (nominalny prąd sprzętu złożonego) jest mniejszy niż nominalny prąd bezpiecznika I_a.nT (ze względu na temperaturę instalacji/straty ciepła). Przełączniki obciążenia przerwają nominalny prąd i gaszą trójfazowe łuki – główny punkt mojej codziennej inspekcji.

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

W przypadku przeciążenia, bezpieczniki najpierw obsługują nadmiar prądu. W okolicach 2I_a.nT, stopiony element działa (ale nie gasi łuku), uderzenia wywołują odłączenie przełączników obciążenia dla trójfazowego przerwania. Testuję tę logikę różnic czasowych, aby uniknąć awarii ochrony.

(III) Region III (Prąd transferu ITC, ~3Ia.nT Start)

Bezpieczniki mogą gasić łuki po akcji. Jeden trójfazowy bezpiecznik działa jako pierwszy, wywołując uderzenia; przełączniki obciążenia gaszą prąd w dwóch pozostałych fazach. Kluczowym jest prąd transferu (maksymalny prąd przerwania przełącznika obciążenia przy określonym współczynniku mocy, 5I_a.nT - 15I_a.nT), sprawdzany podczas wyboru/weryfikacji.

(IV) Region IV (Zakres ograniczania prądu)

W przypadku ekstremalnych awarii, bezpieczniki działają w pierwszej połówce fali, aby ograniczyć szczyty prądu awaryjnego; przełączniki obciążenia działają, ale nie przerwają prądu. Weryfikuję tę logikę w ćwiczeniach, aby zapewnić prawidłowe działanie.

IV. Wymagania dotyczące prądu transferu i przekazywanego prądu

Te parametry zapewniają bezpieczeństwo sprzętu, kluczowe dla mojego debugowania na miejscu:

(I) Prąd transferu

To kluczowa wartość dla funkcjonalnej współpracy między bezpiecznikami a przełącznikami obciążenia. Poniżej tej wartości, bezpieczniki przerwają jedną fazę, a przełączniki obciążenia obsługują pozostałe. Przełączniki obciążenia wyposażone w uderzenia wymagają testów prądu transferu (zwykle > nominalnego prądu) – to wyzwanie dla starszego sprzętu, zweryfikowane zgodnie z IEC420.

(II) Prąd przekazywany

To prąd całkowicie przerwany przez przełączniki obciążenia (bez udziału bezpieczników). Dla przełączników obciążenia wyposażonych zarówno w uderzenia, jak i mechanizmy zwalniania, potrzebne są testy prądu przekazywanego. Jeśli prąd przekazywany > prąd transferu, testy transferu mogą być zrezygnowane. Operacja zwalniania zmniejsza straty bezpieczników, ale zwiększa koszty przełączników obciążenia próżniowych (dodawanie relacji/mechanizmów zwalniania) – kompromisy są dokonywane zgodnie z budżetami i warunkami projektu.

V. Sugestie dotyczące ochrony transformatorów

Dla ochrony transformatorów z użyciem przełącznika obciążenia + bezpiecznika, kluczowe weryfikacje obejmują:

• Odwzorowanie uderzeń: Sprawdź dopasowanie rzeczywistego i nominalnego prądu transferu dla bezpiecznego przerwania.

• Mechanizm zwalniania nadmiaru prądu: Zweryfikuj rzeczywisty i nominalny prąd przekazywany dla niezawodnego działania.

Te zadania są obowiązkowe dla nowych projektów/transformacji starego sprzętu. Jako pracownik pierwszej linii, zapewniam stabilne zasilanie i bezpieczne obsługa awarii dla użytkowników końcowych.