HECI GCB for Generators – Fast SF₆ Circuit Breaker HECI ژنراترونو لپاره GCB – سریع SF₆ سویچ بريکر

1. تعریف و عملکرد

1.1 نقش برش کننده دایره‌ای مولد

برش کننده دایره‌ای مولد (GCB) یک نقطه قطع قابل کنترل بین مولد و ترانسفورماتور بالا بردن ولتاژ است که به عنوان رابط بین مولد و شبکه برق عمل می‌کند. عملکردهای اصلی آن شامل جداسازی خطاهای طرف مولد و فراهم کردن کنترل عملیاتی در هنگام همگام سازی مولد و اتصال به شبکه است. اصل عملکرد یک GCB به طور قابل توجهی با یک برش کننده دایره‌ای استاندارد متفاوت نیست. با این حال، به دلیل وجود مولفه DC بالا در جریان خطا مولد، GCBها باید بسیار سریعاً عمل کنند تا خطاهای را به سرعت جداسازی کنند.

1.2 مقایسه بین سیستم‌های با و بدون برش کننده دایره‌ای مولد

شکل 1 سناریوی قطع جریان خطا مولد در یک سیستم بدون برش کننده دایره‌ای مولد را نشان می‌دهد.

شکل 2 سناریوی قطع جریان خطا مولد در یک سیستم مجهز به برش کننده دایره‌ای مولد (GCB) را نشان می‌دهد.

همانطور که در مقایسه فوق مشخص شده است، مزایای نصب برش کننده دایره‌ای مولد (GCB) به شرح زیر خلاصه می‌شود:

در حین روشن و خاموش کردن معمول واحد تولید، لازم نیست که منبع تغذیه کمکی تغییر کند—فقط عملیات برش کننده دایره‌ای مولد لازم است، که قابلیت اطمینان تغذیه ایستگاه را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

در صورت وقوع خطا داخلی درون مولد (یعنی در طرف مولد GCB)، فقط برش کننده دایره‌ای مولد باید قطع شود، که پیچیدگی عملیاتی در حین خطا در واحد را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

این دستگاه محافظت بهتری برای ترانسفورماتور اصلی و ترانسفورماتور ایستگاه بالا ولتاژ فراهم می‌کند. هنگامی که خطا داخلی در یکی از این ترانسفورماتورها رخ می‌دهد، مولد حتی پس از اینکه برش کننده دایره‌ای طرف بالا ولتاژ ترانسفورماتور اصلی توسط مدار محافظ باز شده است، همچنان جریان خطا را تغذیه می‌کند. با نصب GCB، مولد می‌تواند به سرعت قطع شود، که در نتیجه آسیب به ترانسفورماتور اصلی کاهش می‌یابد—مزیتی مهم برای واحدهای تولید بزرگ.

مزیت دیگری که وجود دارد، کاهش یا حذف آسیب به مولد ناشی از عملکرد غیر همزمان (اختلاف قطبی) برش کننده دایره‌ای بالا ولتاژ است. در اتصالات مولد-ترانسفورماتور، برش کننده دایره‌ای با ولتاژ اسمی بالا عمل می‌کند، و در تجهیزات سوئیچ باز، فاصله بزرگ بین فازها از قفل مکانیکی سه قطبی جلوگیری می‌کند. بنابراین، حتی در حین سوئیچینگ معمول، عملکرد غیر همزمان می‌تواند رخ دهد. این شرایط جریان‌های منفی دنباله‌ای در استاتور مولد القاء می‌کند، و روتر تolerانس بسیار محدودی به میدان‌های مغناطیسی منفی دنباله‌ای دارد—که می‌تواند منجر به آسیب شدید روتر شود. با این حال، GCBهای مدرن با قفل مکانیکی سه قطبی طراحی و ساخته شده‌اند، که به طور موثر عملکرد غیر همزمان را جلوگیری می‌کند.

برای خطاهایی که در طرف مولد GCB رخ می‌دهند، فقط برش کننده دایره‌ای مولد باید قطع شود—بدون باز کردن برش کننده دایره‌ای طرف بالا ولتاژ ترانسفورماتور اصلی—که تأثیر بر ساختار کلی شبکه را به حداقل می‌رساند و به پایداری سیستم می‌افزاید.

طرح ایستگاه تولید ساده‌تر و اقتصادی‌تر می‌شود، زمان نصب و راه‌اندازی و هزینه‌ها کاهش می‌یابد. ترانسفورماتور ایستگاه و تجهیزات سوئیچ متوسط و بالا ولتاژ مربوطه می‌توانند حذف شوند. با پیاده‌سازی GCB، قابلیت اطمینان میانگین ایستگاه تولید 0.3٪–0.6٪ افزایش می‌یابد، و قابلیت اطمینان بیشتر مولد مستقیماً به افزایش درآمد انرژی منجر می‌شود.

2. ساختار و عملکرد

2.1 ساختار کلی

سیستم برش کننده دایره‌ای اساساً شامل مولفه‌ها و تجهیزات زیر است که همه روی یک قاب پشتیبان مشترک نصب شده‌اند. بسته به مشخصات سفارش خرید، برخی از مولفه‌های فهرست شده ممکن است حذف شوند.

طراحی استاندارد تجهیزات نوع HEC/HECI شامل موارد زیر است:

• برش کننده دایره‌ای SF₆

• جداکننده (سوئیچ جداکننده)

• سوئیچ زمینی (سوئیچ زمین‌گذاری)

• خازنه‌ها

• ترانسفرمرهای جریان (CTs)

• ترانسفرمرهای ولتاژ (VTs)

محافظه‌کننده‌های ضربه‌ای، لینک‌های کوتاه‌سازی و سوئیچ شروع (برای Static Frequency Converter, SFC) به عنوان موارد اختیاری موجود هستند.

1 – برش کننده دایره‌ای 2 – جداکننده (سوئیچ جداکننده) 3a – سوئیچ زمینی 3b – سوئیچ زمینی 4 – لینک کوتاه‌سازی 5 – سوئیچ شروع (SFC) 6 – خازنه

7 – ترانسفورماتور جریان 8 – ترانسفورماتور ولتاژ 9 – محافظه‌کننده ضربه‌ای 10 – قاب

د سرچینې د ګیس ډول SF₆ په توګه پر مخ کټ کیدو لپاره پریږدي. د اصلي کنټاکټونه او د آرک کنټاکټونه جلا شوي دي. د کنټاکټونو په وړاندې د سپرینګ کارولو مکانيزم څخه کارول کیږي. د سرچینې د ترمنځې دوه پلو د مکانيکي طور تړاو لري.

۱ - د چټک کنټاکټ ۲ - د ځای کنټاکټ (د جداولو سویچ) ۳ - د آرک ختمولو کمره ۴ - د غیر مخترکۍ ۵ - د پوشال ۶ - د زمې چاپېدل (د ځمې چاپېدل سویچ) ۷ - د منفرد فاز بوسې کنټاکټ

۸ - د کرنټ ترانسفورمر

IEE-Business د GCB پوشال داخلې اجزاو په لنډه نښل کې داسې د نښلونو په توګه وړاندې شوي دي.

۲.۲ اجزاو د جوړښت او وظیفې

۱) کارولو مکانيزم

د HECI5 ډول GCB سویچ AHMA ۴ کارولو مکانيزم کارول کیږي. د دې کارولو مکانيزم د فیزیکي عکس په دې توګه دی:

۱ - د موټرو لوی (د چربندو موټر) ۲ - د کنټرول ولې د همکارۍ کنټاکټونه ۳ - د همکارۍ کنټاکټونه

۱) د کارولو ماډول:

دا ماډول د مستقیم فشار د توپیر ډول ته اړتیا لري، که د لوی فشار د چربند په موجب د پیستون رود کې د اوږدې برخې په وړاندې کارول کیږي. د بازولو او بندولو سرعتونه د مطابق سرعتو کرکونو په وړاندې سمون کیږي.

۲) د انرژي ذخيره کولو ماډول:

د چربندو په موجب د انرژي ذخيره کولو پیستون د دیسک سپرینګونه تړل کیږي او د هیدرولیکي انرژي د نورو مدت د انرژي ذخيره کولو پیستون کې ذخيره کیږي، د بازولو او بندولو کارولو لپاره ضروري انرژي ذخيره کوي.

۳) د کنټرول ماډول:

د اصلي کنټرول کمره څخه د الکټریکي فرماناتو د بازولو / بندولو الکټرومیګنتیک سویچونو په موجب د دایرکشن کنټرول ولې د ځای تبدیلولو ته اړتیا لري، د سرچینې د بازولو يا بندولو په موجب.

۴) د اتصال (لنډولو) ماډول:

د پیستون رود جوړښت کې د کرینک ارم د همکارۍ سویچ تړل کیږي، دا د بازولو / بندولو پوزیشنونو د نښلولو ته اړتیا لري.

۵) د هیدرولیکي پامپ ماډول:

د الکټریکي موټر د هیدرولیکي پامپ په موجب د چربندو په مخ کې د چربندو پامپ کولو ته اړتیا لري، د الکټریکي انرژي د هیدرولیکي انرژي تبدیلولو ته.

۶) د نظارت ماډول:

د دیسک سپرینګونو تړلولو په موجب د دیسک سپرینګونو د کمپرسیونو په موجب د کیم په موجب د لیمیټ سویچ تړل کیږي، دا د میکروسویچونو د کنټاکټونو چاپېدل ته اړتیا لري. دا د اصلي کنټرول کمره لپاره د اعلاناتو او د خودکار اتصالاتو په موجب دی. (که د فشار د معیاري قیمت څخه لوی وي، د فشار په موجب د فشار پام د کنټرول کنټرول سویچ خودکار وړاندې کیږي ترڅو د فشار په موجب د حفاظت ورکړي.)

۲) سرچینه

سرچینه د GCB د اصلي اجزاو دی. د دې ساختونه د پرنسیپ په توګه سره نه پیچلی دی، او د دې کارولو د نښلونو په توګه داسې دی:

S1 - د سپرینګ لیمیټ سویچ S0 - د همکارۍ سویچ SA - د پوزیشن نښل S1 - د بندولو کویل Y2, Y3 - د بازولو کویلونه ۱ او ۲ M0 - د انرژي ذخيره کولو موټر R10 - د ګرمی لومړ DI - د چاپېدل نښل F6 - د چاپېدل نظارت

F6 - د چاپېدل نظارت

۳) د SF₆ ګیس سیسټم

د GCB کې د SF₆ ګیس صرف د سرچینې، د چاپېدل ریلې، د چاپېدل میټر او د اتصالو ګیس پایپونه کې موجود دي.

د چاپېدل نظارت د دمګریزه کمپنزه شوي فشار نظارت سیسټم دی چې د سرچینې د چاپېدل چاپېدل (سه فاز) په توګه نظارت کوي. د ګیس فشار په مخ کې داسې دی چې د چاپېدل میټر په وړاندې د نښلولو ته اړتیا لري. که د فشار په موجب د معیاري حد څخه کمه شي، د چاپېدل نظارت "ګیس راکړئ" سیګنال وړاندې کیږي. که د SF₆ فشار په موجب کمه شي، دوه استقلالی میکروسویچونه د اتصالاتو ته اړتیا لري چې چاپېدل کولو څخه منع کړي - د سرچینې د مکانيکي او الکټریکي چاپېدل کولو څخه منع کړي.

د چاپېدل نظارت د ستونزو د دیکلیشنونه او د SF₆ ګیس چاپېدل د خصوصیتونه کریونه د دې د ستونزو کنټرول نښلونو کې وړاندې شوي دي.

د کنټرول کابینې د کنټرول پنل د څو اجزاو په توګه جوړ شوي دي:

• د اتصال سویچ

• د کارولو شمارونه

• د کارولو او اعلاناتو نښلونه

• د موضعی کارولو د بلنډونو

4) کنټرول کابینټ

ټیکل بريکر د عاملو مینځنې لپاره ټول وظایفو تر کنټرول کابینټ ټولګړي شوي دي. پایلو کنفيگوريشون او عملکرد لخوا د مناسبې کنټرول نښې توضیح شوي دي. د زېرمه کنټرول موادو ټول په کنټرول کابینټ کې جوړ شوي دي:

S2 – لویال/دوراوال انتخاب کننده سويچ: د لویال/دوراوال روزنه په سره د S2 سويچ څخه انتخاب کیږي.

په دوراوال روزنه کې، د غوښتنيو لارې په مرکزي کنټرول خانې څخه اوږدلي شي.

په لویال روزنه کې، د غوښتنيو لارې په ټیکل بريکر کنټرول کابینټ څخه اوږدلي شي.

په لویال روزنه کې، S2 انتخاب کننده سويچ کلید تیر شي نشي. د کلید په کنټرول خانې کې نیټه کول به داسې له خبرې وي.

S11/S12 – ټیکل بريکر د غوښتنو لپاره روشن کننده دغه سويچونه.

5) فشار لږولي (اکسپلوزيون واټاني) سیستم

پرانیستل شوي دیسک: په داخلي قوسی ګناخوا (د بلند وختي کوتاه مداري جريانونو لخوا جوړ شوي) کې، که د انځورې د فشار مقدار په اړه د فعالولو حد ته ورسېږي، پرانیستل شوي دیسک پرانیستل کيږي او زیات فشار د زموږ وخته لږول کيږي. د دې زیات ورته لږول د دېټه ډک د کېټه وړاندې پرتله کوي او د زیات SF₆ ګاز د سلامتی لپاره خالي کوي.