Bagaimana Memilih Pemutus Litar Voltan Tinggi: Parameter Utama & Panduan Pakar
Pemilihan pemutus litar tegangan tinggi adalah tugas yang penting yang secara langsung mempengaruhi keselamatan, kestabilan, dan operasi sistem kuasa yang boleh dipercayai. Berikut adalah spesifikasi teknikal utama dan pertimbangan semasa pemilihan pemutus litar tegangan tinggi—dalam rincian, komprehensif, dan profesional.
Proses Pemilihan Inti dan Pertimbangan Utama
I. Parameter Asas yang Sesuai dengan Syarat Sistem (Dasar)
Ini adalah keperluan asas—harus sepenuhnya sesuai dengan ciri-ciri titik pemasangan.
Voltage Ditetapkan (Uₙ)
Keperluan: Voltage ditetapkan pemutus harus lebih besar atau sama dengan voltage operasi maksimum di lokasi pemasangannya.
Contoh: Dalam sistem 10kV di mana voltage operasi maksimum adalah 12kV, pemutus dengan voltage ditetapkan 12kV harus dipilih.
Arus Ditetapkan (Iₙ)
Keperluan: Arus ditetapkan pemutus harus lebih besar atau sama dengan arus operasi berterusan maksimum litar.
Perhitungan: Pertimbangkan arus beban normal, kapasiti beban berlebihan, potensi penambahan masa depan, dan sertakan margin keselamatan. Elakkan "pemutus terlalu kecil untuk beban besar" atau pelaburan berlebihan.
Frekuensi Ditetapkan (fₙ)
Harus sesuai dengan frekuensi sistem kuasa—50Hz di China.
II. Parameter Prestasi Gangguan Pendek Kritis (Ujian Kemampuan)
Parameter ini mengukur kemampuan pemutus untuk memutuskan dan menutup dan harus dipilih berdasarkan pengiraan gangguan pendek sistem.
Arus Gangguan Pendek Ditetapkan (Iₖ)
Definisi: Nilai RMS maksimum arus gangguan pendek yang dapat diputuskan dengan andal oleh pemutus pada voltage ditetapkan.
Keperluan: Ini adalah parameter yang paling kritikal. Arus gangguan pendek ditetapkan pemutus harus lebih besar atau sama dengan arus gangguan pendek prospektif maksimum di titik pemasangan (biasanya arus gangguan pendek tiga fasa yang dikira dari kajian sistem).
Nota: Pertimbangkan potensi pertumbuhan kapasiti gangguan pendek sistem sepanjang hayat layanan pemutus.
Arus Gangguan Pendek Ditetapkan (Iₘᶜ)
Definisi: Arus gangguan pendek puncak maksimum yang dapat ditutup dengan berjaya oleh pemutus.
Keperluan: Biasanya 2.5 kali nilai RMS arus gangguan pendek ditetapkan (nilai standard). Ia harus melebihi puncak arus gangguan pendek prospektif untuk menahan daya elektrodinamik yang besar semasa penutupan.
Arus Tahan Pendek Ditetapkan (Iₖ) / Arus Tahan Panas
Definisi: Nilai RMS arus gangguan pendek yang dapat ditahan oleh pemutus selama tempoh tertentu (contohnya, 1s, 3s, 4s).
Keperluan: Harus lebih besar atau sama dengan nilai RMS arus gangguan pendek prospektif di titik pemasangan. Menguji kemampuan pemutus untuk menahan efek panas arus gangguan pendek.
Arus Puncak Tahan Ditetapkan (Iₚₖ) / Arus Tahan Dinamik
Definisi: Nilai puncak arus gangguan pendek pada siklus pertama yang dapat ditahan oleh pemutus.
Keperluan: Harus lebih besar atau sama dengan puncak arus gangguan pendek prospektif. Menguji kekuatan mekanikal pemutus di bawah daya elektromagnetik semasa gangguan pendek.
III. Persyaratan Isolasi dan Perlindungan Lingkungan
Jenis Medium Isolasi (Pilihan Teknologi Inti)
Kelebihan: Kapasiti pemutusan yang sangat tinggi, prestasi yang luar biasa.
Kekurangan: SF₆ adalah gas rumah hijau yang kuat; memerlukan integriti segel yang tinggi; risiko kebocoran; perawatan yang relatif kompleks.
Aplikasi: Utamanya digunakan dalam sistem tegangan tinggi, kapasitas tinggi (≥35kV) atau lingkungan khusus (misalnya, daerah sangat dingin).
Rekomendasi: Dalam rentang 10–35kV, kecuali ada persyaratan khusus, preferensikan pemutus vakum karena kematangan dan manfaat lingkungan mereka.
Kelebihan: Kemampuan pemadam busur yang kuat, umur layanan yang panjang, ukuran yang kompak, perawatan rendah, tidak ada risiko ledakan, ramah lingkungan. Cocok untuk aplikasi beralih sering (misalnya, tungku busur, beralih motor).
Aplikasi: Pilihan utama dan mainstream untuk tingkat tegangan 10–35kV saat ini.
Pemutus Vakum (misalnya, VS1, ZN63):
Pemutus SF₆ (Hexafluorida Belerang):
Isolasi Eksternal
Jarak Lepas: Pilih bushings dan isolator dengan jarak lepas yang cukup berdasarkan tahap pencemaran lokasi (I–IV), untuk mencegah flashover pencemaran.
Kondensasi: Untuk switchgear indoor di lingkungan kelembaban tinggi atau perbedaan suhu yang besar yang mudah berkondensasi, pilih pemutus atau switchgear yang dilengkapi dengan pemanas atau perangkat anti-kondensasi.
IV. Ciri Mekanikal dan Mekanisme Operasi
Jenis Mekanisme Operasi
Mekanisme Operasi Pegas: Yang paling umum, teknologi matang, keandalan tinggi, tidak memerlukan sumber tenaga eksternal. Pilihan yang disukai dalam sebagian besar kasus.
Aktor Magnet Tetap (PMA): Suku cadang lebih sedikit, struktur lebih sederhana, teoretis keandalan lebih tinggi dan operasi lebih cepat. Namun, perbaikan lapangan sulit setelah gagal—biasanya memerlukan penggantian lengkap.
Mekanisme Operasi Elektromagnetik: Digunakan dalam model lama; memerlukan pasokan DC daya tinggi dan arus penutupan yang besar; secara bertahap ditinggalkan.
Kekuatan Mekanikal dan Elektrikal
Kekuatan Mekanikal: Jumlah operasi buka-tutup tanpa arus (biasanya 10.000–30.000+ siklus).
Kekuatan Elektrikal: Jumlah pemutusan normal pada arus ditetapkan (misalnya, kelas E2: 10.000 operasi; kelas C2: 100 pemutusan gangguan pendek). Untuk aplikasi yang memerlukan beralih sering bank kapasitor, reaktor, atau motor, pilih pemutus dengan kekuatan elektrikal tinggi.
Waktu Pemutusan dan Waktu Tutup-Buka
Untuk sistem yang memerlukan koordinasi dengan perlindungan relay atau autoreclosing cepat, perhatikan waktu bersih total pemutus (dari inisiasi perintah trip hingga pemadaman busur).
V. Kontrol Sekunder dan Fungsi Bantu
Voltage Kontrol: Harus sesuai dengan sistem tenaga DC substation (biasanya DC 110V atau DC 220V).
Kontak Bantu: Jumlah harus memenuhi kebutuhan untuk pengukuran, sinyal, dan interlock.
Fungsi Interlock: Harus termasuk rangkaian anti-pumping yang handal, interlock tutup/trip, dll., untuk memastikan keselamatan.
Antarmuka Cerdas: Pemutus modern sering mencakup kontroler cerdas yang menyediakan pengukuran parameter elektrikal, rekaman kerusakan, pemantauan kondisi, dan dukungan untuk protokol komunikasi (misalnya, IEC 61850), memfasilitasi integrasi ke dalam sistem otomasi terpadu.
VI. Pemasangan, Lingkungan, dan Merek/Layanan
Tipe Pemasangan: Tetap atau dapat ditarik (tipe drawer)? Harus sesuai dengan model dan struktur switchgear.
Kondisi Lingkungan: Pertimbangkan ketinggian, suhu ambien, kelembaban. Di ketinggian tinggi, rating pemutus harus dikurangi.
Merek dan Layanan Purna Jual: Pilih merek ternama dengan kualitas terbukti, dan pertimbangkan ketersediaan suku cadang, dukungan teknis, dan layanan purna jual.
VII. Ringkasan: Daftar Periksa Pemilihan
Konfirmasi parameter sistem: voltage sistem, frekuensi, arus operasi maksimum.
Hitung arus gangguan pendek: dapatkan arus gangguan pendek prospektif RMS dan puncak di titik pemasangan (disediakan oleh desain sistem kuasa).
Sesuaikan kemampuan pemutus: pastikan arus pemutusan ditetapkan, arus pembuatan, dan arus tahan dinamik/termal semua melebihi nilai yang dihitung.
Pilih jenis: preferensikan pemutus vakum untuk 10–35kV; konfirmasi mekanisme operasi (mekanisme pegas disukai).
Verifikasi isolasi eksternal: konfirmasi jarak lepas berdasarkan tingkat pencemaran.
Pertimbangkan kebutuhan khusus: operasi sering? Antarmuka cerdas? Kondisi lingkungan khusus?
Merek dan komisioning: pilih merek yang dapat dipercaya; selama penerimaan, fokus pada laporan uji pabrik (terutama resistansi rangkaian utama dan ciri-ciri mekanikal).
Dengan mengikuti langkah-langkah ini, Anda dapat memilih pemutus litar tegangan tinggi yang aman, sesuai, dan dapat dipercaya untuk sistem Anda. Untuk aplikasi kritis, sangat dianjurkan untuk meninjau dan menyelesaikan pemilihan secara bersama-sama dengan insinyur listrik profesional atau institut desain.
