Pinsan na disenyo at pagpapalaganap at aplikasyon ng isang panlabas na mataas na bolteheng vacuum circuit breaker

Ang grid ng kuryente ay isang mahalagang pundasyon at pananggalang para sa modernong pag-unlad ng ekonomiya at lipunan. Ang layunin ng pagtatayo ng malakas at matatag na grid ng kuryente ay ang pagbuo ng isang modernong sistema ng grid ng kuryente na ligtas, kapaligiran-mahalaga, mabisang, at interaktibo, upang makamit ang siyentipikong pag-unlad ng grid ng kuryente, at gawing berdeng platform para sa optimal na pag-aalok ng enerhiya, serbisyo platform para sa iba't ibang pangangailangan ng mga user, at pundamental na platform para sa pagtaguyod ng pambansang seguridad ng enerhiya.

Ang high-voltage circuit breakers ay ang pinaka mahalaga at kritikal na kontrol at proteksiyon na mga aparato sa sistema ng kuryente. Anuman ang estado ng linya ng kuryente, tulad ng walang-load, loaded, o short-circuit fault, kapag kinakailangan ang operasyon, ang circuit breaker ay dapat umaksiyon nang maasahan, yaon ay closing o opening ng circuit. Ang kanyang pangunahing mga tungkulin ay sumusunod:

Ang ZW32-12/630-20 outdoor high-voltage vacuum circuit breaker ay isang malawakang ginagamit na switching device sa kasalukuyang 12 kV distribution network. Ito ay gumagamit ng three-phase pillar-type, fully-sealed structure, at mayroong stable at maasahang interrupting performance, simple at concise na anyo, light weight, maliit na sukat, at angkop para sa pole-mounted installation. Dahil sa kanyang maraming mga abilidad, ito ay nakapagtamo ng malawakang pabor mula sa mga power users simula noong ipinasok ito sa merkado. Ang aming kompanya ay nagsumikap din sa produksyon nito, na may taunang benta ng higit sa 5,000 units. Batay sa after-sales service sa mga nakaraang taon, kami ay nagkaroon ng ilang teknikal at teknolohikal na pagbabago at refinements sa karaniwang inirereport na mga isyu ng mga user, na napromote at naaplikado nang maayos.

1. Background at Prinsipyo ng Design

Ang pangunahing paksa ng "12th Five-Year Plan" ay ang pagbabago at pag-upgrade. Ito ay nagpapahayag na gamitin ang mataas na teknolohiya upang baguhin ang tradisyunal na industriya, pagtaas ng core competitiveness ng produkto sa pamamagitan ng industrial transformation at pag-upgrade, at pagpapromote ng maayos, malusog, at mabilis na pag-unlad ng electrical engineering industry. Sa kanyang 2005 work conference, ang State Grid Corporation ay inihain ang "promoting standardized construction of the power grid, unifying technical standards for power grid engineering construction at all levels, promoting the application of typical designs, optimizing designs, saving investment, and improving efficiency." Kaya, ang pagtutugon sa mga customer bilang sentro ng pansin, aktibong pagtugon sa mga pangangailangan ng customer, at patuloy na pag-improve at pag-upgrade ng kalidad ng produkto ay urgenteng gawain para sa high-voltage switch industry.

Ang mga prinsipyo ng design ay: ligtas at maasahan, advanced technology, reasonable investment, unified standards, at efficient operation. Inaasahang makamit ang koordinadong unity ng uniformity, reliability, advancement, economy, adaptability, flexibility, timeliness, at harmony.

2. Nilalaman ng Optimal na Design

2.1 Layout ng Design ng Isolator Switch

Sa existing circuit breakers na may isolator switches, ang lahat ng isolator switches ay nakainstala sa outgoing line side. Ang arrangement na ito ay may mga sumusunod na kabawasan:

• Kabawasan 1: Ang isolation blade ay elektrikal na konektado sa outgoing line contact sa current transformer na konektado sa vacuum circuit breaker. Anuman ang estado ng circuit breaker at isolator switch, ang incoming line end ng circuit breaker ay laging live, na hindi magandang paraan para sa inspeksyon at maintenance ng circuit breaker.

• Kabawasan 2: Ang proximity ng isolation blade sa current transformer ay nagbabawas ng installation, wiring, at daily maintenance ng current transformer, na nagpapataas ng hirap ng inspeksyon nito.

Upang tugunan ang nabanggit na teknikal na isyu, kami ay nag-adopt ng sumusunod na teknikal na solusyon, tulad ng ipinapakita sa Figure 1.

1.Circuit breaker mechanism box 2.Current transformer 3.Insulating post 4.Isolation knife switch 5.Insulating pull rod 6.Post insulator 7.Isolator switch support

2. Nilalaman ng Optimal na Design

2.1 Layout ng Design ng Isolator Switch

Ang isolator switch ay nakainstala sa power supply side ng circuit breaker, at may reliable mechanical interlock na itinakda sa pagitan ng isolator switch at circuit breaker.

• Advantage 1: Kapag ang parehong circuit breaker at isolator switch ay nasa open state, isang obvious na isolation gap ang nabubuo sa pagitan nila. Sa oras na ito, ang installation, maintenance, at inspeksyon ng circuit breaker ay maaaring maisagawa nang may tiwala, na nagbabawas ng hirap ng maintenance ng circuit breaker.

• Advantage 2: Ang isolator switch at current transformer ay nakainstala sa incoming at outgoing line sides ng circuit breaker, kaya hindi sila magkakaapekto sa bawat isa sa panahon ng maintenance, na nagpapadali ng inspeksyon ng current transformer at isolator switch.

2.2 Flexible Selection ng Ratio ng Current Transformer

Karaniwan, ang current transformers ng outdoor pole-mounted high-voltage vacuum circuit breakers ay may dalawang installation structures: internal at external. Dahil sa limitasyon ng espasyo, ang karamihan sa current transformers ay may single-winding design, na nagpapahirap sa mga user na i-adjust ang ratio ayon sa load sa hinaharap. Ito ay nagdudulot ng pagtaas ng investment sa ilang antas at nagpapababa ng wasto ng resources.

Upang tugunan ang isyu na ito, kami ay naglabas ng maraming mga innovation at design sa termino ng structure at process technology.

• Solution 1: Ginagamit ang dual-winding current transformers para sa protection at metering, na sumasagot sa pangangailangan ng iba't ibang power users.

• Solution 2: Ginagamit ang multi-tap current transformers para sa over-current protection. Halimbawa, ang current transformers na may ratios ng 200/5, 400/5, at 600/5 ay nakonfigure. May control box na itinakda sa kaliwa side ng box shell, at may CT ratio conversion switch na idisenyo sa ilalim ng control box. Ito ay nagbibigay ng daling pag-adjust ng ratio ng user sa site ayon sa aktwal na load, tulad ng ipinapakita sa Figures 2, 3, at 4.

2.3 Paggamit ng External Insulation Creepage Distance

Ang creepage distance (leakage distance) ay tumutukoy sa pinakamaikling distansya sa pamamagitan ng insulating surface sa pagitan ng dalawang conductors. Mula sa perspektibo ng reliabilidad ng produkto, ang air insulation ang pinakamareliable. Basta siguraduhin ang net insulation distances sa pagitan ng conductors ng iba't ibang phase at sa pagitan ng conductors at ground, ang insulation ay masiguro.

Ang mga produktong outdoor ay nag-ooperate sa mas mahigpit na kondisyon at exposed sa iba't ibang climatic conditions sa loob ng taon. Ito ay nagpapahina sa kanila sa mga mekanikal o elektrikal na problema, na direktang nakakaapekto sa reliabilidad at seguridad ng power supply at normal na produksyon. Kaya, ang factor na ito ay dapat buuin ang pagdisenyo at paggawa upang masiguro ang reliabilidad ng produkto sa iba't ibang environment.

Sa tugon sa nabanggit na sitwasyon, para sa lahat ng insulating parts ng outdoor switch na direkta na exposed sa external environment, kasama ang bushings, current transformers, insulating pull rods, at post insulators, kami ay nagdagdag ng density ng shed skirts. Bilang resulta, ang creepage distance ay umabot sa 372 mm (tulad ng ipinapakita sa Figure 1). Ang pagbabago na ito ay nagpapataas ng overall structural insulation performance, nagpapalawak ng usage environment at location ng uri ng vacuum circuit breaker na ito, na nagpapahintulot nito na gamitin sa environment na may mataas na dust, humidity, at salt spray, at nagpapawala ng potensyal na short-circuit risks dahil sa insulation issues.

1.CT ratio conversion switch 2.Control box  Front elevation view ng improved circuit breaker (Figure 2)

Figure 3 Schematic diagram ng CT ratio conversion switchNote: Ang "0" position ay nangangahulugan ng walang protection at short circuit.

Pag-upgrade sa Intelligent Circuit Breaker

Sa patuloy na paglaki ng automation field sa power system, ang mga produkto ng distribution network automation ay nagkaroon ng bagong oportunidad sa pag-unlad. Batay sa modelo ng ZW32-12/630-20, ang aming kompanya ay independiyenteng nag-develop ng bagong produkto: ang outdoor intelligent high-voltage vacuum circuit breaker. Ito ay pangunahing binubuo ng apat na major parts: ang vacuum circuit breaker body, ang three-phase integrated zero-sequence current transformer, ang FDK-type controller, at ang external voltage transformer, tulad ng ipinapakita sa Figure 5.

Ang intelligent circuit breaker na ito ay malawakang ginagamit sa 10 kV urban at rural overhead loop network lines. Ito ay maaaring gamitin bilang sectional isolating switch at tie switch, at isang automated switching device na nagbibigay ng automatic allocation ng load sa loop network lines. Sa branch lines na nagbibigay ng malaking user, ito ay maaaring gamitin bilang boundary switch (commonly known as a "watchdog"). Sa overhead feeder distribution network, ito ay maaaring function bilang recloser at sectionizer.

Ang boundary circuit breaker ay may remote management mode, protection control functions, at communication functions. Ito ay maaaring maasahang detect at judge ang zero-sequence currents sa milliampere range at phase-to-phase short-circuit fault currents sa loob ng boundary nito. Ito ay maaaring automatically cut off ang single-phase grounding faults at phase-to-phase short-circuit faults, na nagpapatibay ng stable at maasahang pag-operate ng grid ng kuryente.

Pangunahing Tungkulin

• Tungkulin 1: Single-phase Grounding Fault Handling
  Kapag may single-phase grounding fault sa branch line ng user, ang intelligent circuit breaker ay awtomatikong trip. Ang iba pang branch users sa substation at sa feeder ay hindi naapektuhan ng fault.

• Tungkulin 2: Inter-phase Short-circuit Fault Isolation
  Kapag may inter-phase short-circuit fault sa branch line ng user, ang intelligent circuit breaker ay trip bago ang outgoing line protection switch ng substation, na awtomatikong nag-iisolate ng faulty line nang hindi nagdudulot ng brownout sa iba pang branch users sa feeder.

• Tungkulin 3: Mabilis na Fault Location
  Pagkatapos ng intelligent circuit breaker trip dahil sa fault sa branch line ng user, lamang ang responsible user ang nagdudulot ng brownout. Ang user ay aktibong nag-uulat ng impormasyon ng fault, na nagbibigay-daan sa power supply department na mabilis na magpadala ng tao sa site para sa troubleshooting.

• Tungkulin 4: User Load Monitoring
  Ang intelligent circuit breaker ay maaaring equipped ng wired o wireless communication accessories upang mag-transmit ng monitoring data sa power monitoring at management center, na nagbibigay-daan sa remote real-time data monitoring ng load ng user. Ang intelligent circuit breaker ay maaaring trip via SMS o computer-based back-end system.

Kasimpulan

Ang outdoor high-voltage vacuum circuit breakers ay gumagamit ng overhead connections para sa incoming at outgoing lines. Ito ay may mga abilidad tulad ng maliit na footprint, clear layout, convenient operation at maintenance, fewer structures, at mabilis na construction at installation. Sa panahon ng proseso ng disenyo at paggawa, ang continuous improvement at optimization ng iba't ibang aspect ng performance ay dapat gawin upang makamit ang excellence, na nagpapatibay ng safe at maasahang pag-operate ng produkto.