Kako izabrati visokonaponski prekidač: Ključni parametri i stručni vodič

Izbor visokonaponskog prekidača je ključna zadatak koji direktno utiče na sigurnost, stabilnost i pouzdan rad električnih sistema. Ispod su navedeni ključni tehnički specifikacije i razmatranja prilikom izbora visokonaponskih prekidača—detaljno, kompleksno i profesionalno.

Osnovni proces selekcije i ključne razmatranje

I. Osnovni parametri usaglašeni sa sistemskim uslovima (Osnova)

Ovo je osnovni zahtev—mora potpuno odgovarati karakteristikama lokacije instalacije.

• Nominale napona (Uₙ)

• Zahtev: Nominale napona prekidača mora biti veći ili jednak maksimalnom radnom naponu na njegovoj lokaciji instalacije.

• Primer: U 10kV sistemu gde je maksimalni radni napon 12kV, treba izabrati prekidač nominale napona od 12kV.

• Nominale struje (Iₙ)

• Zahtev: Nominale struje prekidača mora biti veći ili jednak maksimalnoj neprekidnoj radnoj strujnom toku kruga.

• Računanje: Imajte u vidu normalnu radnu struju, preopterećenje, moguće buduće proširenje i uključite bezbednosni margine. Izbegavajte "premali prekidač za veliki opterećenje" ili pretjeranu investiciju.

• Nominale frekvencije (fₙ)

• Mora se poklapati s frekvencijom elektroenergetskega sistema—50Hz u Kini.

II. Ključni parametri kratkosrodnih performansi (Test sposobnosti)

Ovi parametri mere sposobnost prekidanja i zatvaranja prekidača i moraju biti odabrani na osnovu sistemskih izračunavanja kratkosrodnih struja.

• Nominale prekidnog momenta kratkosrodnog strujnog toka (Iₖ)

• Definicija: Maksimalna efektivna vrednost kratkosrodnog strujnog toka koju prekidač može pouzdano prekinuti pri nominale napona.

• Zahtev: Ovo je najkritičniji parametar. Nominale prekidnog momenta prekidača mora biti veći ili jednak maksimalnom očekivanom kratkosrodnom strujnom toku na mjestu instalacije (obično trofazni kratkosrodnog strujnog toka izračunat iz studija sistema).

• Nominale zatvaranja kratkosrodnog strujnog toka (Iₘᶜ)

• Definicija: Maksimalna vrhunska vrijednost kratkosrodnog strujnog toka koju prekidač može uspješno zatvoriti.

• Zahtev: Obično 2,5 puta efektivna vrijednost nominale prekidnog momenta (standardna vrijednost). Morao bi premašiti maksimalnu očekivanu vrhunsku vrijednost kratkosrodnog strujnog toka kako bi otporio ogromne elektrodinamičke sile tijekom zatvaranja.

• Nominale kratkotrajne izdržljivosti strujnog toka (Iₖ) / Termalna izdržljivost strujnog toka

• Definicija: Efektivna vrijednost kratkosrodnog strujnog toka koju prekidač može izdržati tokom određenog vremenskog perioda (npr., 1s, 3s, 4s).

• Zahtev: Mora biti veći ili jednak očekivanoj efektivnoj vrijednosti kratkosrodnog strujnog toka na mjestu instalacije. Testira sposobnost prekidača da izdrži termalne efekte kratkosrodnog strujnog toka.

• Nominale vrhunske izdržljivosti strujnog toka (Iₚₖ) / Dinamička izdržljivost strujnog toka

• Definicija: Vrhunska vrijednost prvog ciklusa kratkosrodnog strujnog toka koju prekidač može izdržati.

• Zahtev: Mora biti veći ili jednak očekivanoj vrhunskoj vrijednosti kratkosrodnog strujnog toka. Testira mehaničku čvrstoću prekidača pod elektromagnetskim silama tijekom kratkosrodnog strujnog toka.

III. Zahtjevi za izolacijom i zaštitom okoliša

• Vrsta izolacionog medija (Izbor temeljne tehnologije)

• Prednosti: Izuzetno visoka sposobnost prekidanja, odlične performanse.

• Nedostaci: SF₆ je moćan staklenični gas; zahtijeva visoku integritet zatvaranja; rizik od curenja; relativno složeno održavanje.

• Primjena: Glavno se koristi u visokonaponskim, visokokapacitetnim sistemima (≥35kV) ili posebnim okruženjima (npr., ekstremno hladnim regionima).

• Preporuka: U opsegu od 10–35kV, osim ako ne postoje posebni zahtjevi, preferirati vakuumne prekidače zbog njihove dobi i ekoloških prednosti.

• Prednosti: Snažna sposobnost ugasevanja lukova, dugi životni vijek, kompaktna veličina, niski održavanje, nema rizika od eksplozije, ekološki prihvatljivi. Pogodni za česte operacije prekidanja (npr., lukove peći, prekidanje motora).

• Primjena: Glavni i preferirani izbor za nivoi napona od 10–35kV danas.

• Vakuumni prekidač (npr., VS1, ZN63):

• SF₆ (Šestfluorid šestičnog ugljičnog) prekidač:

• Vanjska izolacija

• Izletna udaljenost: Odaberite izolatore i izolatorske uljeze sa dovoljnom izletnom udaljenosti na osnovu razine zagađenja lokacije (I–IV), kako bi se spriječili zagađeni flashoveri.

• Kondenzacija: Za unutrašnje aparate u visoko-vlažnim ili velikim temperaturnim razlikama okruženjima koje su podložni kondenzaciji, odaberite prekidače ili aparate opremljene grejačima ili anti-kondenzacionim uređajima.



IV. Mekanički karakteristike i mehanizam rada

• Vrsta mehanizma rada

• Mehanizam s prugom: Najčešći, zreli tehnologija, visoka pouzdanost, ne zahtijeva vanjski izvor energije. Preferirani izbor u većini slučajeva.

• Permanentni magnetni aktuator (PMA): Manje dijelova, jednostavnija struktura, teoretski viša pouzdanost i brži rad. Međutim, popravak na terenu je težak nakon otkaza—obično zahtijeva potpunu zamjenu.

• Elektromagnetski mehanizam rada: Korišten u starijim modelima; zahtijeva visokosnažni DC izvor i veliku strujnu tok zatvaranja; postupno se fazonira.

• Mehanička i električna izdržljivost

• Mehanička izdržljivost: Broj otvaranja-zatvaranja operacija bez struje (obično 10.000–30.000+ ciklusa).

• Električna izdržljivost: Broj normalnih prekidanja na nominale struje (npr., klasa E2: 10.000 operacija; klasa C2: 100 kratkosrodnih prekidanja). Za primjene koje zahtijevaju često prekidanje banki kondenzatora, reaktora ili motora, odaberite prekidače s visokom električnom izdržljivošću.

• Vrijeme prekidanja i zatvaranja-otvaranja

• Za sisteme koji zahtijevaju koordinaciju s relayskom zaštitom ili brzim automatskim ponovnim zatvaranjem, obratite pažnju na ukupno vrijeme isključivanja prekidača (od inicijalnog zapovjednog impulsa do ugasevanja luka).

V. Sekundarno upravljanje i pomoćne funkcije

• Napon upravljanja: Mora odgovarati DC energijskom sistemu podstanice (obično DC 110V ili DC 220V).

• Pomoćne kontaktnice: Količina mora zadovoljiti zahtjeve za mjerenje, signale i interlokiranje.

• Funkcije interlokiranja: Mora uključivati pouzdane protu-pumpiranje krugove, zatvaranje-trigiranje interlokiranje itd., kako bi se osigurala sigurnost.

• Pametni sučelje: Savremeniji prekidači često uključuju pametne kontrolere koji nude mjerenje električnih parametara, snimanje grešaka, nadgledanje stanja i podršku za komunikacijske protokole (npr., IEC 61850), što olakšava integraciju u integrisane automatizovane sisteme.

VI. Instalacija, okoliš i brend/usluge

• Vrsta instalacije: Fiksna ili povlačiva (tip čekića)? Mora se poklapati s modelom i strukturom aparata.

• Okolišni uvjeti: Razmotrite visinu, ambijentnu temperaturu, vlagoču. Na visokim visinama, nominalne vrijednosti prekidača moraju biti snižene.

• Brend i poslijeprodajna usluga: Odaberite poznate brendove s dokazanim kvalitetom, i razmotrite dostupnost rezervnih dijelova, tehničku podršku i poslijeprodajnu uslugu.

VII. Sažetak: Checklist za odabir

• Potvrdite parametre sistema: sistemski napon, frekvencija, maksimalna radna struja.

• Izračunajte kratkosrodnog strujnog toka: dobijte očekivane efektivne i vrhunske vrijednosti kratkosrodnog strujnog toka na mjestu instalacije (dostavljene od strane dizajna elektroenergetskega sistema).

• Uskladite sposobnosti prekidača: osigurajte da nominale prekidnog momenta, zatvaranja, i dinamičke/termalne izdržljivosti strujnog toka sve prevazilaze izračunate vrijednosti.

• Odaberite tip: preferirati vakuumne prekidače za 10–35kV; potvrdite mehanizam rada (preferirani mehanizam s prugom).

• Provjerite vanjsku izolaciju: potvrdite izletnu udaljenost na osnovu razine zagađenja.

• Razmotrite posebne potrebe: česte operacije? Pametni sučelje? Posebni okolišni uvjeti?

• Brend i komisioniranje: odaberite pouzdane brendove; prilikom prihvatanja, fokusirajte se na fabrične testne izveštaje (posebno otpornost glavnog kruga i mehaničke karakteristike).

Slijedeći ove korake, možete odabrati siguran, prikladan i pouzdan visokonaponski prekidač za vaš sistem. Za ključne primjene, snažno se preporučuje zajedničko pregledanje i finalizacija odabira sa profesionalnim električnim inženjerima ili projektantskim institutima.