Изследване на приложението на 10кВ натоварвачи в разпределителните мрежи

Като работник на първа линия в областта на експлоатацията и поддръжката на електроенергийните мрежи, всекидневно се занимавам с контактни ключове за натоварване – те са „пазителите“ на средноволтовите разпределителни системи, гарантиращи стабилно електропитане за потребителите. С бързото икономическо развитие, изискванията за безопасност и надеждност на електроенергийните системи постоянно растат. Средноволтовите разпределителни системи са критични за стабилността на мрежата, а контактните ключове (като ключово оборудване, инсталирано на линията) играят основна роля. Их основни функции включват: ① затваряне на токовете на основните и вторичните линии при поддръжка или прехвърляне на натоварването; ② създаване на видими разтворени точки за безопасност на персонала при поправки на линията; ③ помагане при заземяване за поддръжка. Освен функционалността, те трябва да бъдат лесни за инсталиране, надеждни в експлоатация, с малко поддръжка и икономически ефективни.

Контактните ключове за натоварване са комутационни устройства с прости устройствы за гасене на дъга. Структурно, те трябва да отговарят на следните изисквания: видими разтворени точки в разтворено положение (изключващи необходимостта от последователно свързани разединители); висока устойчивост при комутиращи операции без често поддръжка на контакти/камера за дъга; и способността да затворят токове при кратко замыкание (отговарящи на динамични/термични изисквания, дори ако не отварят токове при кратко замыкание).

1. Класификация и сравнение на контактните ключове за натоварване
1.1 Класификация според средата за гасене на дъга

Контактните ключове за натоварване се класифицират в пет типа в зависимост от средата за гасене на дъга: минерално масло, компресиран въздух, органически материали, произвеждащи газ, SF₆ газ и вакуумни контактни ключове. Функционално, те включват общо-целеви, специализирани и специфични типове (например, двигателни, разединители с кондензаторни банки, често използвани и обратни ключове).

1.2 Технологично развитие и предимства на вакуумните контактни ключове

С технологичния напредък, традиционните контактни ключове (минерално масло, компресиран въздух, газопродуцентни) се заменят от SF₆ и вакуумни контактни ключове – особено последните, които сега са широко използвани. Тестове показват, че вакуумните ключове надвишават традиционните типове по много аспекти:

• Бързо гасене на дъга: Вакуумните дъги се гасят при нулева тока (поради дифузията на метален пар), с по-бързо възстановяване на изолацията в сравнение с въздуха или SF₆. Подходящи за комутиране на празни трансформатори, кабели и въздушни линии.

• Безопасни и чисти: Дъгите не разпръскват, предотвратявайки контаминация/повреда на компонентите в кабината.

• Дълъг живот: По-малко дъгово разстояние, по-ниско дъгово напрежение и по-малко износ на контактите означават повече цикли на комутиране и минимална поддръжка.

• Ефективна работа: Ниска енергия за затваряне на механизма, проста конструкция и лесна миниатюризация.

• Стабилно контактно съпротивление: Без оксидация в вакуума, гарантираща дългосрочно ниско контактно съпротивление.

2. Нов тип комбиниран разединителен контактен ключ за натоварване
2.1 Ограничения на традиционните конфигурации

Традиционните контактни ключове имат устройства за гасене на дъга, свързани поредно с главния контур. Их динамична/термична стабилност е ограничена от конструкцията/материала на камерата за дъга, правейки ги неподходящи за големи капацитетни системи. Комбинирането им с разединители добавя сложност: трудна поддръжка, бавно възстановяване, честа поддръжка и високи начални разходи.

2.2 Представяне на комбиниран разединителен контактен ключ за натоварване Fla15/97

Комбинираният разединителен контактен ключ за натоварване Fla15/97 за открито разположение решава тези проблеми и е широко използван в европейските мрежи.

2.2.1 Основни функции

Той интегрира функциите на вакуумен контактен ключ, разединител и заземителен ключ – оптимизиран, многфункционален апарат, балансиращ техническите характеристики и икономическата ефективност.

2.2.2 Характеристики на продукта

• Комплексен и напредък: Вакуумната камера за дъга обработва само комутирането на контура (без ток на натоварване/кратко замыкание в затворено положение). Бързо възстановяване на изолацията, минимален износ на контактите, дълъг живот, ниско контактно съпротивление и без повреди на главните контакти от дъга. Кратък ход на движение, съвместим с малки механизми за управление.

• Лесна инсталация и поддръжка: Взаимно свързано управление между вакуумния ключ и разединителя позволява едностъпково отваряне/затваряне, предотвратявайки грешки в управлението.

• Ниска поддръжка: Проста конструкция със срок на служба на вакуумната камера за дъга от 5,000 операции и други компоненти, достигащи 30,000 операции. Вграденият механизм за управление използва патентованата технология на Drees от Германия.

2.2.3 Технически акценти

• Иновативен дизайн на комутиране: Серийно-паралелно комутиране на вакуумните камери за дъга (вторична система за гасене на дъга) гарантира, че главните контакти не са засегнати от дъга.

• Вграден изолиран механизъм за управление: Ясно разделение между главните и вторичните контакти, с по-бързо възстановяване на изолацията след отваряне.

• Надеждна изолация: Медни напрегнати ленти поддържат изолационните разстояния.

• Компактна работа: Кратък ход, съвместим с малки механизми за управление.

• Дълъг електричен живот: Минимален износ на главните контакти.

3. Заключение

По мере на разширяването на електроенергийната индустрия, за да отговаря на бързото икономическо развитие, разпределителните мрежи се нуждаят от прости, надеждни, безопасни и икономически ефективни решения. Традиционните конфигурации „автомат + разединител“ или „падащ предпазен ключ“ само частично отговарят на тези нужди. Разединителните контактни ключове за натоварване (като Fla15/97) предлагат по-добър баланс между функционалност и икономика.

Данните показват, че контактните ключове за натоварване се използват 10 пъти по-често от автоматите за разклонения на разпределителните линии в Европа и Америка. Чрез интеграция с други технологии, те са широко приложени и в градски разпределителни мрежи (например, кръгови щитове, кабелни разклонения и клиентски линии).

За работници като мен, популяризирането на такива напредъчни устройства не е само въпрос на технически подобрения – то е въпрос на осигуряване на стабилността на мрежата, намаляване на бремето от поддръжка и доставяне на надеждно електропитане до потребителите. По мере на развитието на разпределителните мрежи, тези умни и ефективни контактни ключове за натоварване ще станат още по-необходими.