Thiết kế Tối ưu và Khuyến mãi cùng Ứng dụng của một Cầu chì chân không điện áp cao ngoài trời
Mạng lưới điện là nền tảng và bảo vệ quan trọng cho sự phát triển kinh tế hiện đại và tiến bộ xã hội. Mục tiêu xây dựng một mạng lưới điện mạnh mẽ và thông minh là xây dựng hệ thống mạng lưới điện hiện đại an toàn, thân thiện với môi trường, hiệu quả và tương tác, để đạt được sự phát triển khoa học của mạng lưới điện, và biến mạng lưới điện thành nền tảng xanh để tối ưu hóa việc phân bổ nguồn năng lượng, nền tảng dịch vụ để đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng, và nền tảng cơ bản để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Công tắc cắt dòng điện cao áp là thiết bị điều khiển và bảo vệ quan trọng nhất trong hệ thống điện. Bất kể trạng thái của đường dây điện, như không tải, có tải, hoặc lỗi ngắn mạch, khi cần hoạt động, công tắc cắt phải hoạt động đáng tin cậy, đóng hoặc mở mạch. Các chức năng chính của nó như sau:
ZW32-12/630-20 là công tắc cắt dòng điện chân không ngoài trời được sử dụng rộng rãi trong mạng phân phối 12 kV hiện nay. Nó sử dụng cấu trúc ba pha trụ, hoàn toàn kín, và có tính năng ngắt mạch ổn định và đáng tin cậy, ngoại hình đơn giản và gọn gàng, trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ, và phù hợp để lắp đặt trên cột. Do nhiều ưu điểm, nó đã nhận được sự ưa chuộng rộng rãi từ người dùng điện kể từ khi ra mắt thị trường. Công ty chúng tôi cũng tham gia sản xuất, với doanh số hàng năm hơn 5.000 đơn vị. Dựa trên dịch vụ hậu mãi trong những năm gần đây, chúng tôi đã thực hiện một số cải tiến và tinh chỉnh về kỹ thuật và công nghệ đối với các vấn đề thường được báo cáo bởi người dùng, đã được quảng bá và áp dụng tốt.
1. Nền tảng và Nguyên tắc Thiết kế
Điểm nhấn chính của "Kế hoạch Năm Năm Thứ 12" là chuyển đổi và nâng cấp. Nó khuyến khích sử dụng công nghệ cao để chuyển đổi các ngành công nghiệp truyền thống, tăng cường sức cạnh tranh cốt lõi của sản phẩm thông qua chuyển đổi và nâng cấp công nghiệp, và thúc đẩy sự phát triển có trật tự, lành mạnh và nhanh chóng của ngành công nghiệp điện. Tại hội nghị làm việc năm 2005, Tổng Công ty Điện lực Quốc gia đã đề xuất "đẩy mạnh xây dựng chuẩn hóa mạng lưới điện, thống nhất các tiêu chuẩn kỹ thuật cho công trình xây dựng mạng lưới điện ở tất cả các cấp, thúc đẩy áp dụng thiết kế điển hình, tối ưu hóa thiết kế, tiết kiệm đầu tư, và nâng cao hiệu quả." Do đó, lấy khách hàng làm trọng tâm, tích cực đáp ứng nhu cầu của khách hàng, và liên tục cải thiện và nâng cấp chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn là nhiệm vụ cấp bách cho ngành công tắc điện cao áp.
Các nguyên tắc thiết kế là: an toàn và đáng tin cậy, công nghệ tiên tiến, đầu tư hợp lý, tiêu chuẩn thống nhất, và vận hành hiệu quả. Nỗ lực nhằm đạt được sự thống nhất hài hòa giữa đồng nhất, đáng tin cậy, tiên tiến, kinh tế, thích ứng, linh hoạt, kịp thời, và hòa hợp.
2. Nội dung của Thiết kế Tối ưu
2.1 Bố cục Thiết kế Công tắc Cách ly
Trong các công tắc cắt dòng điện hiện có được trang bị công tắc cách ly, công tắc cách ly đều được lắp đặt ở phía đường ra. Sắp xếp này có những nhược điểm sau:
Để giải quyết các vấn đề kỹ thuật nêu trên, chúng tôi đã áp dụng giải pháp kỹ thuật sau, như được thể hiện trong Hình 1.
1. Hộp cơ chế công tắc cắt 2. Biến dòng điện 3. Cột cách điện 4. Công tắc dao cách ly 5. Thanh kéo cách điện 6. Cột cách điện 7. Giá đỡ công tắc cách ly
2. Nội dung của Thiết kế Tối ưu
2.1 Bố cục Thiết kế Công tắc Cách ly
Công tắc cách ly được lắp đặt ở phía nguồn của công tắc cắt, và một khóa cơ khí đáng tin cậy được đặt giữa công tắc cách ly và công tắc cắt.
2.2 Chọn tỷ lệ biến dòng điện một cách linh hoạt
Thông thường, biến dòng điện của công tắc cắt chân không ngoài trời được lắp trên cột có hai cấu trúc lắp đặt: bên trong và bên ngoài. Do hạn chế về không gian, hầu hết biến dòng điện có thiết kế cuộn dây đơn, điều này khiến người dùng khó điều chỉnh tỷ lệ theo tải trong tương lai. Điều này tăng chi phí đầu tư một phần nào đó và gây lãng phí tài nguyên.
Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã thực hiện nhiều sáng tạo và thiết kế về cấu trúc và công nghệ quy trình.
2.3 Tăng khoảng cách rò rỉ cách điện bên ngoài
Khoảng cách rò rỉ (khoảng cách rò) là khoảng cách ngắn nhất dọc theo bề mặt cách điện giữa hai dây dẫn. Từ góc độ độ tin cậy của sản phẩm, cách điện bằng không khí là đáng tin cậy nhất. Chỉ cần đảm bảo khoảng cách cách điện tịnh giữa các dây dẫn khác pha và giữa dây dẫn và đất, thì cách điện có thể được đảm bảo.
Sản phẩm ngoài trời hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt và tiếp xúc với nhiều điều kiện thời tiết trong suốt cả năm. Điều này khiến chúng dễ gặp các vấn đề cơ khí hoặc điện, trực tiếp ảnh hưởng đến độ tin cậy và an toàn của nguồn cung cấp điện và sản xuất bình thường. Do đó, yếu tố này nên được xem xét đầy đủ trong thiết kế và sản xuất để đảm bảo độ tin cậy của sản phẩm trong nhiều môi trường.
Đáp lại tình huống nêu trên, đối với tất cả các bộ phận cách điện của công tắc ngoài trời tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, bao gồm các cốc cách điện, biến dòng điện, thanh kéo cách điện, và cột cách điện, chúng tôi đã tăng mật độ của các vây che. Kết quả là, khoảng cách rò rỉ đạt 372 mm (như được thể hiện trong Hình 1). Cải tiến này tăng cường hiệu suất cách điện tổng thể, mở rộng môi trường và địa điểm sử dụng của loại công tắc cắt chân không này, cho phép nó được sử dụng trong môi trường bụi nhiều, độ ẩm cao, và muối biển nặng, và loại bỏ nguy cơ ngắn mạch tiềm ẩn do vấn đề cách điện.
1. Công tắc chuyển đổi tỷ lệ CT 2. Hộp điều khiển Mặt trước của công tắc cắt đã được cải tiến (Hình 2)
Hình 3 Sơ đồ của công tắc chuyển đổi tỷ lệ CTLưu ý: Vị trí "0" chỉ không bảo vệ và ngắn mạch.
Nâng cấp lên Công tắc Cắt Thông Minh
Với sự mở rộng liên tục của lĩnh vực tự động hóa trong hệ thống điện, các sản phẩm tự động hóa mạng phân phối đã đón nhận cơ hội phát triển mới. Dựa trên mô hình ZW32-12/630-20, công ty chúng tôi đã độc lập phát triển một sản phẩm mới: công tắc cắt chân không ngoài trời thông minh. Nó chủ yếu bao gồm bốn phần lớn: thân công tắc cắt chân không, biến dòng điện tổng hợp ba pha, bộ điều khiển FDK, và biến áp điện áp bên ngoài, như được thể hiện trong Hình 5.
Công tắc cắt thông minh này được sử dụng rộng rãi trong các đường dây vòng mạng treo 10 kV đô thị và nông thôn. Nó có thể phục vụ như một công tắc cách ly phân đoạn và công tắc liên kết, và là thiết bị chuyển mạch tự động cho phép phân phối tải tự động trong các đường dây vòng mạng. Trong các đường dây nhánh cung cấp cho người dùng lớn, nó có thể được sử dụng như một công tắc biên giới (thông thường gọi là "chó canh"). Trong mạng phân phối đường dây treo, nó có thể hoạt động như một công tắc tái đóng và công tắc phân đoạn.
Công tắc biên giới có chế độ quản lý từ xa, chức năng bảo vệ và điều khiển, và chức năng giao tiếp. Nó có thể phát hiện và đánh giá đáng tin cậy các dòng điện thứ tự không và dòng điện ngắn mạch giữa pha trong phạm vi biên giới của nó. Nó có thể tự động cắt đứt các lỗi tiếp đất một pha và lỗi ngắn mạch giữa pha, đảm bảo sự vận hành ổn định và đáng tin cậy của mạng lưới điện.
Chức năng Chính
Kết luận
Công tắc cắt dòng điện chân không ngoài trời sử dụng kết nối treo cho cả đường dây vào và ra. Chúng có ưu điểm như diện tích nhỏ, bố cục rõ ràng, vận hành và bảo dưỡng thuận tiện, ít cấu trúc, và thi công và lắp đặt nhanh chóng. Trong quá trình thiết kế và sản xuất, cần liên tục cải tiến và tối ưu hóa các khía cạnh hiệu suất khác nhau để đạt được sự xuất sắc, đảm bảo vận hành an toàn và đáng tin cậy của sản phẩm.
