Istraživanje primene naponskog uređaja za opterećenje od 10kV u distributivnim mrežama

Kao radnik na prvoj liniji u održavanju i operacijama raspodele struje, svakodnevno se suočavam sa prekidjačima opterećenja – oni su "čuvari" srednjeg napona sistema raspodele, osiguravajući stabilnu snabdevanje korisnika. Sa brzim ekonomskim razvojem, zahtevi za bezbednošću i pouzdanosti električnih sistema stalno rastu. Srednje-naponski sistemi raspodele su ključni za stabilnost mreže, a prekidjači opterećenja (kao ključna oprema montirana na liniji) igraju određenu ulogu. Njihove glavne funkcije uključuju: ① Zatvaranje struja opterećenja distribucijskih glavnih i granicnih linija tokom održavanja ili prebacivanja opterećenja; ② Stvaranje vidljivih prekidnih tačaka radi bezbednosti osoblja tokom popravki linija; ③ Pomoć pri zemljanju za održavanje. Osim funkcionalnosti, moraju biti lako montirani, pouzdani u radu, sa niskim održavanjem i ekonomični.

Prekidjači opterećenja su aparati za prekid struje sa jednostavnim uređajima za gašenje lukova. Strukturno, moraju ispunjavati: vidljive prekidne tačke u otvorenom položaju (eliminirajući potrebu za serijalnim disjunktorima); visoku izdržljivost za operacije prekida bez česte održavanja kontakata/uređaja za gašenje lukova; i sposobnost zatvaranja struja kratkog spoja (ispunjavajući dinamička/termička uslova stabilnosti, čak i ako ne otvaraju struje kratkog spoja).

1. Klasifikacija i upoređivanje prekidjača opterećenja
1.1 Klasifikacija prema mediju za gašenje lukova

Prekidjači opterećenja se klasificiraju u pet tipova prema mediju za gašenje lukova: mineralno ulje, stisnut zrak, organski materijal koji proizvodi plin, SF₆ gas i vakumski prekidjači opterećenja. Funkcionalno, uključuju opšte namene, specifične namene i specifične primene (npr., motor-aktivirani, disjunktor sa kondenzatorskim bankama, često korišćeni, i back-to-back prekidjači).

1.2 Tehnološki razvoj i prednosti vakumskih prekidjača opterećenja

Sa tehnološkim napretkom, tradicionalni prekidjači opterećenja (mineralno ulje, stisnut zrak, plin-proizvodni) zamenjuju se SF₆ i vakumskim prekidjačima opterećenja – posebno poslednji, koji su sada široko korišćeni. Testovi pokazuju da vakumski prekidjači prevazilaze tradicionalne tipove u mnogim aspektima:

• Brzo gašenje luka: Vakumski lukovi se gasi na nuli struje (zbog difuzije metala), sa bržim oporavkom izolacije nego u vazduhu ili SF₆. Idealni za prekid bezopterećenih transformatora, kabela i površinskih linija.

• Sigurno i čisto: Lukovi ne razlivaju, sprečavajući kontaminaciju/oštećenje komponenti ormarića.

• Dugačak životni vek: Manja udaljenost lukovanja, niža naponska razlika lukova i manje istrošenje kontakata znače više ciklusa prekida i minimalno održavanje.

• Efikasna operacija: Niska energija za mehanizam zatvaranja, jednostavna struktura i lako miniaturisanje.

• Stabilno kontaktno otpornost: Bez oksidacije u vakumu, što osigurava dugoročno nisku kontakt nu.

2. Novi tip kombinovanih disjunktorskih prekidjača opterećenja
2.1 Ograničenja tradicionalnih konfiguracija

Konvencionalni prekidjači opterećenja imaju uređaje za gašenje luka u seriji sa glavnim kružnim putem. Njihova dinamička/termička stabilnost je ograničena dizajnom/materialima lukovog prostora, čineći ih neprimenljivim za velike kapacitete. Paralelno korišćenje sa disjunktorima dodaje složenost: obesan održavanje, sporo oporavljajuće, česta održavanja i visoka početna troškova.

2.2 Uvod u kombinovani disjunktorski prekidjač Fla15/97

Fla15/97 kombinovani disjunktorski prekidjač za vanjsku upotrebu rešava ove probleme i široko se koristi u evropskim mrežama.

2.2.1 Glavne funkcije

Integrira funkcije vakumskog prekidjača opterećenja, disjunktor i zemljački prekidjač - optimizovano, multifunkcionalno uređaje koje balansiraju tehničke performanse i ekonomsku efikasnost.

2.2.2 Karakteristike proizvoda

• Kompleksno i napredno: Vakumski lukovni prostor samo obrađuje prekid kružnog puta (bez struje opterećenja/kratkog spoja u zatvorenom položaju). Brzo oporavljajuće izolacije, minimalno istrošenje kontakata, dugačak životni vek, niska kontakt nu i bez oštećenja lukova na glavnim kontaktima. Kratak hod, kompatibilan sa malim aktuatorima.

• Lako montiranje i održavanje: Interlock operacija između vakumskog prekidjača i disjunktor omogućava jedinstveno otvaranje/zatvaranje, sprečavajući greške.

• Nisko održavanje: Jednostavna struktura sa životnim vekom vakumskog lukovnog prostora od 5.000 operacija i drugih komponenti od 30.000 operacija. Ugrađeni aktuator koristi patentirane tehnologije iz Nemačke, Drees.

2.2.3 Tehnički fokusi

• Inovativni dizajn prekida: Serijsko-paralelni prekid vakumskih lukovnih prostora (pomoćni sistem za gašenje luka) osigurava da lukovi ne utiču na glavne kontakte.

• Ugrađeni izolovani aktuator: Jasan razmak između glavnih i pomoćnih kontakata, sa bržim oporavkom izolacije nakon otvaranja.

• Pouzdana izolacija: Bakrene tenzorne trake održavaju izolacione razmake.

• Kompaktna operacija: Kratak hod, kompatibilan sa malim aktuatorima.

• Dugačak električni životni vek: Minimalno istrošenje glavnih kontakata.

3. Zaključak

Sa ekspanzijom električne industrije kako bi se ispunili zahtevi brzog ekonomskog rasta, distribucioni mreže trebaju jednostavna, pouzdana, sigurna i ekonomična rešenja. Tradicionalna konfiguracija "prekidjač + disjunktor" ili "padajući prekidjač" samo delimično ispunjava ove potrebe. Vanjski disjunktorski prekidjači opterećenja (poput Fla15/97) nude bolji balans funkcionalnosti i ekonomije.

Podaci pokazuju da se prekidjači opterećenja koriste deset puta češće od prekidjača za grane distribucijskih linija u Evropi i Americi. Integriranjem sa drugim tehnologijama, široko se koriste u urbanim distribucijskim mrežama (npr., koloturni uniti, kabelske grane i linije za servis korisnika).

Za radnike na prvoj liniji poput mene, promovisanje takvih naprednih opreme nije samo pitanje tehničkih nadogradnji - već i osiguranje stabilnosti mreže, smanjenje bremena održavanja i dostavljanje pouzdane struje korisnicima. Dok se distribucioni mreže razvijaju, ovi pametni i efikasni prekidjači opterećenja postaju još neophodniji.