การวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้สวิตช์โหลด 10kV ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า

ในฐานะพนักงานหน้าดินในการดำเนินการและบำรุงรักษาระบบจำหน่ายไฟฟ้า ฉันต้องทำงานกับสวิตช์โหลดทุกวัน—พวกมันเป็น “ผู้รักษาประตู” ของระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันกลาง ทำให้การจ่ายไฟฟ้าแก่ผู้ใช้เป็นไปอย่างมั่นคง ด้วยการพัฒนาเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว ความต้องการในความปลอดภัยและความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันกลางมีความสำคัญต่อความมั่นคงของระบบไฟฟ้า และสวิตช์โหลด (ในฐานะอุปกรณ์สำคัญบนสาย) มีบทบาทสำคัญ ฟังก์ชันหลักของพวกมันคือ: ① ปิดกระแสโหลดของสายเมนและสายสาขาในระหว่างการบำรุงรักษาหรือการโอนโหลด; ② สร้างจุดแยกที่มองเห็นได้เพื่อความปลอดภัยของพนักงานในระหว่างการซ่อมแซมสาย; ③ ช่วยในการต่อกราวด์สำหรับการบำรุงรักษา นอกจากฟังก์ชันแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้ยังต้องติดตั้งง่าย ทำงานเชื่อถือได้ บำรุงรักษาน้อย และประหยัดต้นทุน

สวิตช์โหลดเป็นอุปกรณ์สวิตช์ที่มีเครื่องดับอาร์คที่ง่าย โครงสร้างของพวกมันต้องตรงตาม: มีช่องว่างที่มองเห็นได้ในตำแหน่งเปิด (ไม่จำเป็นต้องใช้สวิตช์ตัดวงจรแบบต่ออนุกรม); ทนทานสูงในการทำงานสลับโดยไม่ต้องบำรุงรักษาตัวติดต่อ/ห้องอาร์คบ่อยครั้ง; และสามารถปิดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (ตรงตามความต้องการทางพลศาสตร์/ความร้อน แม้ว่าจะไม่สามารถเปิดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร)

1. การแบ่งประเภทและการเปรียบเทียบสวิตช์โหลด
1.1 การแบ่งประเภทตามสารดับอาร์ค

สวิตช์โหลดแบ่งออกเป็นห้าประเภทตามสารดับอาร์ค: น้ำมันแร่, อากาศอัด, ก๊าซที่ผลิตจากวัสดุอินทรีย์, SF₆ และสวิตช์โหลดสุญญากาศ ตามฟังก์ชัน พวกมันรวมถึงประเภททั่วไป ประเภทเฉพาะเจาะจง และประเภทสำหรับการใช้งานเฉพาะ (เช่น สวิตช์ควบคุมมอเตอร์ สวิตช์ควบคุมคอนเดนเซอร์ สวิตช์สำหรับการทำงานบ่อยครั้ง และสวิตช์แบบต่อเนื่อง)

1.2 การพัฒนาเทคโนโลยีและข้อดีของสวิตช์โหลดสุญญากาศ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี สวิตช์โหลดแบบดั้งเดิม (น้ำมันแร่, อากาศอัด, ก๊าซที่ผลิตจากวัสดุอินทรีย์) กำลังถูกแทนที่ด้วยสวิตช์โหลด SF₆ และสวิตช์โหลดสุญญากาศ—โดยเฉพาะอย่างยิ่งสวิตช์โหลดสุญญากาศ ซึ่งตอนนี้ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย ผลทดสอบแสดงให้เห็นว่าสวิตช์โหลดสุญญากาศมีประสิทธิภาพเหนือกว่าสวิตช์โหลดแบบดั้งเดิมในหลายด้าน:

• การดับอาร์คเร็ว: อาร์คสุญญากาศดับที่ศูนย์กระแส (เนื่องจากการกระจายของไอโลหะ) ด้วยการฟื้นฟูฉนวนเร็วกว่าในอากาศหรือ SF₆ เหมาะสำหรับการสลับแปลงไฟฟ้าเปล่า, สายเคเบิล, และสายไฟฟ้าทางอากาศ

• ปลอดภัยและสะอาด: อาร์คไม่กระเด็น ป้องกันการปนเปื้อน/ความเสียหายต่อส่วนประกอบของตู้

• อายุการใช้งานยาวนาน: ระยะทางอาร์คน้อย แรงดันอาร์คลำเอียงน้อย และการสึกหรอของตัวติดต่อน้อยหมายความว่ามีรอบการทำงานมากขึ้นและบำรุงรักษาต่ำ

• การทำงานมีประสิทธิภาพ: ใช้พลังงานปิดต่ำสำหรับกลไกทำงาน โครงสร้างง่าย และทำให้มีขนาดเล็กได้ง่าย

• ความต้านทานติดต่อคงที่: ไม่มีการออกซิไดซ์ในสุญญากาศ ทำให้ความต้านทานติดต่อต่ำในระยะยาว

2. ประเภทใหม่ของสวิตช์โหลดแบบรวมกับสวิตช์ตัดวงจร
2.1 ข้อจำกัดของการกำหนดค่าแบบดั้งเดิม

สวิตช์โหลดแบบดั้งเดิมมีเครื่องดับอาร์คต่ออนุกรมกับวงจรหลัก ความมั่นคงทางพลศาสตร์/ความร้อนของพวกมันถูกจำกัดโดยการออกแบบ/วัสดุของห้องอาร์ค ทำให้ไม่เหมาะสมกับระบบขนาดใหญ่ การจับคู่กับสวิตช์ตัดวงจรเพิ่มความซับซ้อน: การบำรุงรักษาที่ยุ่งยาก การฟื้นฟูที่ช้า ความต้องการการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง และต้นทุนเริ่มต้นสูง

2.2 การแนะนำสวิตช์โหลดแบบรวมกับสวิตช์ตัดวงจร Fla15/97

สวิตช์โหลดแบบรวมกับสวิตช์ตัดวงจร Fla15/97 สำหรับกลางแจ้ง แก้ไขปัญหาเหล่านี้และได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบไฟฟ้าของยุโรป

2.2.1 ฟังก์ชันหลัก

มันรวมฟังก์ชันของสวิตช์โหลดสุญญากาศ สวิตช์ตัดวงจร และสวิตช์ต่อกราวด์—เป็นอุปกรณ์หลายฟังก์ชันที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อสมดุลระหว่างประสิทธิภาพทางเทคนิคและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ

2.2.2 คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์

• ครอบคลุมและทันสมัย: ห้องอาร์คสุญญากาศจัดการเฉพาะการสลับวงจร (ไม่มีกระแสโหลด/กระแสลัดวงจรเมื่อปิด) การฟื้นฟูฉนวนเร็ว การสึกหรอของตัวติดต่อน้อย อายุการใช้งานยาวนาน ความต้านทานติดต่อดำเนินการต่ำ และไม่มีความเสียหายจากอาร์คต่อตัวติดต่อหลัก ระยะทางการทำงานสั้น สามารถใช้งานร่วมกับแอคทูเอเตอร์ขนาดเล็ก

• ติดตั้งและบำรุงรักษาง่าย: การทำงานแบบสัมพันธ์ระหว่างสวิตช์สุญญากาศและสวิตช์ตัดวงจรทำให้เปิด/ปิดได้ในขั้นตอนเดียว ป้องกันการปฏิบัติงานผิดพลาด

• บำรุงรักษาน้อย: โครงสร้างง่าย ห้องอาร์คสุญญากาศมีอายุการใช้งาน 5,000 รอบ และส่วนประกอบอื่นๆ มีอายุการใช้งาน 30,000 รอบ แอคทูเอเตอร์ที่ติดตั้งภายในใช้เทคโนโลยีที่ได้รับสิทธิบัตรจาก Drees ของเยอรมนี

2.2.3 ไฮไลท์ทางเทคนิค

• การออกแบบการสลับที่นวัตกรรม: การสลับแบบอนุกรม-ขนานของห้องอาร์คสุญญากาศ (ระบบดับอาร์คเสริม) ทำให้ไม่มีผลกระทบจากอาร์คต่อตัวติดต่อหลัก

• แอคทูเอเตอร์ที่ติดตั้งภายในและฉนวน: การแยกชัดเจนระหว่างตัวติดต่อหลักและตัวติดต่อเสริม ด้วยการฟื้นฟูฉนวนเร็วขึ้นหลังจากเปิด

• ฉนวนที่เชื่อถือได้: วงแหวนแรงดันสำหรับการรักษาระยะทางฉนวน

• การทำงานที่กะทัดรัด: ระยะทางการทำงานสั้น สามารถใช้งานร่วมกับแอคทูเอเตอร์ขนาดเล็ก

• อายุการใช้งานทางไฟฟ้ายาวนาน: การสึกหรอของตัวติดต่อหลักน้อย

3. สรุป

ขณะที่อุตสาหกรรมไฟฟ้าขยายตัวเพื่อตอบสนองความต้องการจากการพัฒนาเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว ระบบจำหน่ายต้องการโซลูชันที่ง่าย เชื่อถือได้ ปลอดภัย และประหยัดต้นทุน การกำหนดค่าแบบดั้งเดิมเช่น “สวิตช์ตัดวงจร + สวิตช์ตัดวงจร” หรือ “สวิตช์ตัดวงจรแบบหล่น” สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้เพียงบางส่วน สวิตช์โหลดแบบรวมกับสวิตช์ตัดวงจร (เช่น Fla15/97) มอบสมดุลที่ดีกว่าระหว่างฟังก์ชันและเศรษฐกิจ

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าสวิตช์โหลดถูกใช้งานมากกว่าสวิตช์ตัดวงจร 10 เท่าสำหรับสาขาของสายจำหน่ายในยุโรปและอเมริกา โดยการรวมกับเทคโนโลยีอื่นๆ พวกมันยังได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบจำหน่ายในเมือง (เช่น หน่วยวงจรหลัก, สาขาสายเคเบิล, และสายบริการลูกค้า)

สำหรับพนักงานหน้าดินอย่างฉัน การส่งเสริมอุปกรณ์ที่ทันสมัยไม่ได้เกี่ยวข้องเพียงแค่การอัปเกรดทางเทคนิค—แต่ยังเกี่ยวข้องกับการทำให้ระบบไฟฟ้ามั่นคง ลดภาระการบำรุงรักษา และส่งมอบไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ให้กับผู้ใช้ เมื่อระบบจำหน่ายพัฒนา สวิตช์โหลดที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพเหล่านี้จะกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้