Optimalni dizajn i promocija te primjena vanjskog visokonaponskog vakuumskog prekidača

Električna mreža je ključna osnova i zaštita za moderni ekonomski razvoj i društveni napredak. Cilj izgradnje snažne i pametne električne mreže jest konstruirati modern sustav električne mreže koji je siguran, prijateljski prema okolišu, učinkovit i interaktivni, kako bi se postigao znanstveni razvoj električne mreže, te kako bi električna mreža postala zelena platforma za optimizaciju raspodjele energetskih resursa, servisna platforma za zadovoljavanje raznovrsnih potreba korisnika i temeljna platforma za osiguravanje nacionalne energetske sigurnosti.

Visokonaponski prekidači su najvažniji i kritični uređaji za kontrolu i zaštitu u elektroenergetskom sustavu. Bez obzira na stanje strujne linije, poput bezopterećenog, opterećenog ili kratkoslovnog greška, kada je potrebno raditi, prekidač trebao bi pouzdano djelovati, bilo da zatvara ili otvara vezu. Njegove glavne funkcije su sljedeće:

ZW32-12/630-20 vanjski visokonaponski vakuumski prekidač je široko korišteni prekidač u trenutnoj 12 kV distribucijskoj mreži. Koristi trofaznu stupnu formu, potpuno zapečaćenu strukturu, ima stabilne i pouzdane karakteristike prekida, jednostavan i jasan izgled, laganu težinu, mali volumen i odgovara za montažu na stub. Zbog mnogo prednosti, od samog stavljanja na tržište dobio je široku popularnost među korisnicima struje. Naša tvrtka također se bavi njegovom proizvodnjom, sa godišnjim prodajnim brojem preko 5.000 komada. Na temelju posljednjih godina poslijeprodajne usluge, unijeli smo neke tehničke i tehnološke poboljšanja i nadogradnje na često prijavljivane probleme od strane korisnika, što je dobro promovirano i primijenjeno.

1. Dizajnerska pozadina i principi

Ključna orijentacija "Dvanestog petogodišnjeg plana" jest transformacija i nadogradnja. Predlaže se uporaba visoke tehnologije za transformaciju tradicionalnih industrija, povećanje jezgre konkurentnosti proizvoda putem industrijske transformacije i nadogradnje, te poticanje redovnog, zdravog i brzog razvoja elektrotehničke industrije. Na svojoj radnoj konferenciji 2005. godine, Državna mrežna tvrtka predložila je "poticanje standardizirane izgradnje električne mreže, usklađivanje tehničkih standarda za inženjersku izgradnju električne mreže na svim razinama, poticanje upotrebe tipičnih dizajna, optimizacija dizajna, štednja ulaganja i povećanje učinkovitosti." Stoga, uz fokusiranje na klijente, aktivno reagiranje na potrebe klijenata i kontinuirano poboljšanje i nadogradnju kvalitete proizvoda u skladu s standardima, su nujne zadatke za industriju visokonaponskih prekidača.

Principi dizajna su: sigurnost i pouzdanost, napredna tehnologija, razuman ulog, uskladišteni standardi i učinkovito funkcioniranje. Nastoji se postići koordinirani jedinstvo uniformnosti, pouzdanosti, naprednosti, ekonomije, prilagodljivosti, fleksibilnosti, vremenske oportuniteta i harmonije.

2. Sadržaj optimalnog dizajna

2.1 Dizajn rasporeda prekidnika

U postojećim prekidačima opremljenim prekidnicima, prekidnici su uvijek instalirani na strani izlazne linije. Taj raspored ima sljedeće nedostatke:

• Nedostatak 1: Isolacijski klip je električki spojen na kontakt izlazne linije na transformatoru struje koji je povezan s vakuumskim prekidačem. Bez obzira na to jesu li prekidač i prekidnik u otvorenom ili zatvorenom stanju, ulazni kraj prekidača uvijek je pod naponom, što nije povoljno za inspekciju i održavanje prekidača.

• Nedostatak 2: Blizina izolacijskog klipa transformatoru struje utječe na instalaciju, priključivanje i svakodnevno održavanje transformatora struje, povećavajući težinu njegove inspekcije.

Da bismo riješili gore navedene tehničke probleme, upotrijebili smo sljedeće tehničko rješenje, kao što je prikazano na slici 1.

1. Okvir prekidača 2. Transformator struje 3. Izolacijski stup 4. Prekidnik 5. Izolacijska vučnica 6. Izolator stupca 7. Podloga prekidnika

2. Sadržaj optimalnog dizajna

2.1 Dizajn rasporeda prekidnika

Prekidnik je instaliran na strani snabdijevanja prekidača, a između prekidnika i prekidača postavljen je pouzdan mehanički interlok.

• Prednost 1: Kada su i prekidač i prekidnik u otvorenom stanju, između njih nastaje očigledan izolacijski razmak. U tom trenutku, instalacija, održavanje i inspekcija prekidača može se provesti s povjerenjem, smanjujući težinu održavanja prekidača.

• Prednost 2: Prekidnik i transformator struje su instalirani redom na strani snabdijevanja i izlaza prekidača, pa se ne utjecaju na održavanje, omogućujući lakše inspekciju transformatora struje i prekidnika.

2.2 Fleksibilni odabir omjera transformatora struje

Obično, transformatori struje za vanjske visokonaponske vakuumski prekidače na stubima imaju dvije strukture instalacije: unutarnju i vanjsku. Zbog ograničenja prostora, većina transformatora struje ima jednosvitnu strukturu, što korisnicima otežava prilagođavanje omjera prema opterećenju u budućnosti. To povećava investiciju do neke mjere i dovodi do gubitka resursa.

Da bismo riješili taj problem, učinili smo mnoge inovacije i dizajne u pogledu strukture i tehnologije proizvodnje.

• Rješenje 1: Koriste se dvo-svitni transformatori struje za zaštitu i mjerenje, zadovoljavajući potrebe različitih korisnika struje.

• Rješenje 2: Koriste se više-svitni transformatori struje za zaštitu od pretjeranog struja. Na primjer, konfigurirani su transformatori struje s omjerima 200/5, 400/5 i 600/5. Kontrolni okvir je postavljen na lijevoj strani okvira, a na dnu kontrolnog okvira dizajniran je prekidač za promjenu omjera. To znatno olakšava korisnicima prilagođavanje omjera na mjestu prema stvarnom opterećenju, kao što je prikazano na slikama 2, 3 i 4.

2.3 Povećanje vanjskog izolacijskog raspona

Izolacijski raspon (raspon curenja) odnosi se na najkraći udaljenost duž površine izolatora između dva voditelja. Sa aspekta pouzdanosti proizvoda, zračna izolacija je najpouzdanija. Ako su osigurani neto izolacijski razmaci između voditelja različitih faz i između voditelja i zemlje, izolacija može biti osigurana.

Vanjski proizvodi funkcioniraju pod relativno teškim uvjetima i izloženi su različitim vremenskim uvjetima tokom cijele godine. To ih čini sklonim mehaničkim ili električnim problemima, što direktno utječe na pouzdanost i sigurnost snabdijevanja strujom i normalne proizvodnje. Stoga, ovaj faktor treba dovoljno uzeti u obzir u dizajnu i proizvodnji kako bi se osigurala pouzdanost proizvoda u različitim okruženjima.

U odgovoru na gore navedene situacije, za sve izolacijske dijelove vanjskog prekidača direktno izložene vanjskom okruženju, uključujući bushinge, transformatore struje, izolacijske vučnice i stupne izolatore, povećali smo gustinu pleševa. Tako je izolacijski raspon dosegnut 372 mm (kao što je prikazano na slici 1). Ovo poboljšanje unaprijedilo je ukupne strukturne izolacijske performanse, proširilo mjesto uporabe i lokacije ovog tipa vakuumskog prekidača, omogućujući mu uporabu u okruženjima s visokim prahom, visokom vlažnošću i teškim solanim para, eliminirajući potencijalne rizike od kraćenja izazvanih izolacijskim problemima.

1. Prekidač za promjenu omjera CT 2. Kontrolni okvir  Frontalni prikaz poboljšanog prekidača (slika 2)

Slika 3 Shematski prikaz prekidača za promjenu omjera CT Napomena: Položaj "0" označava nema zaštite i kratak spoj.

Nadogradnja na pametni prekidač

S neprestanim proširenjem područja automatizacije u elektroenergetskom sustavu, proizvodi za automatizaciju distribucijske mreže doživljavaju nove mogućnosti razvoja. Na temelju modela ZW32-12/630-20, naša tvrtka je samostalno razvila novi proizvod: vanjski pametni visokonaponski vakuumski prekidač. Glavni dio čine četiri glavna dijela: tijelo vakuumskog prekidača, trofazni integrirani transformator nultog niza, FDK tip kontroler i vanjski transformator napona, kao što je prikazano na slici 5.

Ovaj pametni prekidač je široko korišten u 10 kV urbano-ruralnim zračnim zatvorenim mrežama. Može služiti kao prekidnik za sekcije i vezni prekidnik, i to je automatski prekidač koji omogućuje automatsko raspoređivanje opterećenja u zatvorenim mrežama. U granama koje snabdevaju velike korisnike, može se koristiti kao granica prekidač (poznat i kao "watchdog"). U zračnim distribucijskim mrežama, može funkcionirati kao ponovni prekidač i prekidač za sekcije.

Granica prekidača ima mogućnost daljninskog upravljanja, funkcije zaštite i kontrole, te komunikacijske funkcije. Može pouzdano detektirati i procijeniti nultostrujne struje u miliamperima i struje kratkog spoja između faza unutar svoje granice. Može automatski isključiti jednofazne zemljanske greške i kratak spoj između faza, osiguravajući stabilno i pouzdano funkcioniranje električne mreže.

Glavne funkcije

• Funkcija 1: Obrada jednofazne zemljanske greške
  Kada se dogodi jednofazna zemljanska greška u grani korisnika, pametni prekidač automatski ispadne. Ostali granični korisnici u podstanici i na izvodnoj liniji nisu utjecani od greške.

• Funkcija 2: Izbjegavanje kratak spoj između faza
  U slučaju da se dogodi kratak spoj između faza u grani korisnika, pametni prekidač ispadne prije prekidača zaštite izvodne linije podstanice, automatski izolirajući pokvarenu liniju bez uzrokanja ispadanja struje drugim graničnim korisnicima na izvodnoj liniji.

• Funkcija 3: Brza lokacija grešaka
  Nakon što pametni prekidač ispadne zbog greške u grani korisnika, samo odgovorni korisnik doživi ispadanje struje. Korisnik aktivno prijava informacije o grešci, omogućujući odjelu snabdijevanja strujom brzo slanje osoblja na mjesto za otklanjanje grešaka.

• Funkcija 4: Nadzor opterećenja korisnika
  Pametni prekidač može biti opremljen žičnim ili bežičnim komunikacijskim dodacima za slanje podataka o nadzoru struji centru za nadzor i upravljanje strujom, omogućujući udaljeni real-vrijeme nadzor opterećenja korisnika. Pametni prekidač može biti isključen putem SMS-a ili računalnog sustava za upravljanje.

Zaključak

Vanjski visokonaponski vakuumski prekidači koriste zračne veze za dolazne i odlazne linije. Nudi prednosti poput male površine, jasne raspodjele, praktične operacije i održavanja, manje struktura i brze izgradnje i instalacije. Tijekom procesa dizajna i proizvodnje, trebalo bi kontinuirano unaprijediti i optimizirati razne aspekte performansi kako bi se postigla izvrsnost, osiguravajući sigurno i pouzdano funkcioniranje proizvoda.