Yüksek Gerilimli Anahtar Seçimi: Önemli Parametreler ve Uzman Rehberi

Yüksek gerilimli devre kesicinin seçilmesi, güç sistemlerinin güvenliği, istikrarı ve güvenilir çalışmasını doğrudan etkileyen kritik bir görevdir. Aşağıda, yüksek gerilimli devre kesicilerini seçerken dikkat edilmesi gereken temel teknik özellikler ve hususlar—ayrıntılı, kapsamlı ve profesyonel olarak—verilmiştir.

Temel Seçim Süreci ve Önemli Hususlar

I. Sistem Koşullarına Uygun Temel Parametreler (Temel)

Bu, temel gereklilik—kurulum noktasının özelliklerine tam olarak uyması gerekir.

• Nominal Gerilim (Uₙ)

• Gereklilik: Kesicinin nominal gerilimi, kurulum noktasındaki maksimum çalışma geriliminden büyük veya eşit olmalıdır.

• Örnek: Maksimum çalışma gerilimi 12kV olan 10kV sistemde, 12kV nominal gerilime sahip bir kesici seçilmelidir.

• Nominal Akım (Iₙ)

• Gereklilik: Kesicinin nominal akımı, devrenin maksimum sürekli çalışma akımından büyük veya eşit olmalıdır.

• Hesaplama: Normal yük akımı, aşırı yük kapasitesi, potansiyel gelecekteki genişleme ve bir güvenlik marjı göz önünde bulundurulmalıdır. "Büyük yük için küçük kesici" veya aşırı yatırımdan kaçınılmalıdır.

• Nominal Frekans (fₙ)

• Güç sistemi frekansıyla eşleşmelidir—Çin'de 50Hz.

II. Kritik Kısa Devre Performans Parametreleri (Yetenek Testi)

Bu parametreler, kesicinin kesme ve kapanma yeteneklerini ölçer ve sistem kısa devre hesaplamalarına dayalı olarak seçilmelidir.

• Nominal Kısa Devre Kesme Akımı (Iₖ)

• Tanım: Kesicinin nominal gerilimde güvenilir şekilde kestiği maksimum kısa devre akımın RMS değeri.

• Gereklilik: Bu en kritik parametredir. Kesicinin nominal kesme akımı, kurulum noktasındaki maksimum potansiyel kısa devre akımından (genellikle sistem çalışmalarından elde edilen üç fazlı kısa devre akımı) büyük veya eşit olmalıdır.

• Not: Kesicinin hizmet süresi boyunca sistem kısa devre kapasitesindeki potansiyel büyüme göz önünde bulundurulmalıdır.

• Nominal Kısa Devre Kapama Akımı (Iₘᶜ)

• Tanım: Kesicinin başarıyla kapatabileceği maksimum kısa devre akım zirvesi.

• Gereklilik: Genellikle nominal kesme akımının RMS değerinin 2.5 katıdır (standart değer). Kapama sırasında muazzam elektrodinamik kuvvetlere karşı durabilmek için maksimum potansiyel kısa devre akım zirvesinden daha büyük olmalıdır.

• Nominal Kısa Süre Dayanma Akımı (Iₖ) / Termal Dayanma Akımı

• Tanım: Kesicinin belirli bir süre (örneğin, 1s, 3s, 4s) dayayabileceği kısa devre akımın RMS değeri.

• Gereklilik: Kurulum noktasındaki potansiyel kısa devre akımın RMS değerinden büyük veya eşit olmalıdır. Kesicinin kısa devre akımlarının termal etkilerine dayanma yeteneğini test eder.

• Nominal Zirve Dayanma Akımı (Iₚₖ) / Dinamik Dayanma Akımı

• Tanım: Kesicinin dayayabileceği ilk döngünün kısa devre akım zirvesi.

• Gereklilik: Potansiyel kısa devre akım zirvesinden büyük veya eşit olmalıdır. Kısa devre sırasında elektromanyetik kuvvetler altında kesicinin mekanik gücünü test eder.

III. yalıtım ve Çevresel Koruma Gereksinimleri

• Yalıtım Ortamı Türü (Temel Teknoloji Seçimi)

• Avantajlar: Çok yüksek kesme kapasitesi, mükemmel performans.

• Dezavantajlar: SF₆ güçlü bir sera gazıdır; yüksek mühürleme bütünlüğü gerektirir; sızıntı riski; nispeten karmaşık bakım.

• Uygulama: Yüksek gerilim, yüksek kapasite sistemlerinde (≥35kV) veya özel ortamlarda (örneğin, aşırı soğuk bölgeler) kullanılır.

• Öneri: 10–35kV aralığında, özel gereksinimler olmaması durumunda, olgunluğu ve çevresel avantajları nedeniyle vakum kesiciler tercih edilmelidir.

• Avantajlar: Güçlü ark söndürme kabiliyeti, uzun hizmet ömrü, kompakt yapı, düşük bakım, patlama riski yok, çevre dostu. Frekanslı anahtarlama uygulamaları için uygun (örneğin, ark fırınları, motor anahtarlama).

• Uygulama: 10–35kV gerilim seviyelerinde günümüzün ana akım ve tercih edilen seçeneği.

• Vakum Devre Kesicisi (örneğin, VS1, ZN63):

• SF₆ (Sülfit Heksafloren) Devre Kesicisi:

• Dış Yalıtım

• Yüzey Mesafesi: Kirlilik düzeyine (I–IV) göre yeterli yüzey mesafesi olan izolatörler ve bobiye seçilmelidir, bu sayede kirlilik flashover'ından korunulabilir.

• Buharlaşma: Yüksek nemli veya büyük sıcaklık farklarına sahip iç ortamlarda buharlaşmaya eğilimli anahtar panoları için ısıtıcı veya buharlaşma önleyici cihazlarla donatılmış kesiciler veya anahtar panoları seçilmelidir.

IV. Mekanik Özellikler ve İşlem Mekanizması

• İşlem Mekanizması Türü

• Fedakar İşlem Mekanizması: En yaygın, olgun teknoloji, yüksek güvenilirlik, dış güç kaynağı gerektirmez. Çoğu durumda tercih edilen seçenektir.

• Kalıcı Manyet Motor (PMA): Daha az parça, daha basit yapı, teorik olarak daha yüksek güvenilirlik ve daha hızlı işlem. Ancak, arızadan sonra alan onarımları zordur—genellikle tam değiştirme gerekir.

• Elektromanyetik İşlem Mekanizması: Eski modellerde kullanılır; yüksek güçli DC besleme ve büyük kapatma akımı gerektirir; yavaş yavaş phaset out edilmektedir.

• Mekanik ve Elektriksel Dayanıklılık

• Mekanik Dayanıklılık: Akım olmaksızın aç-kapa işlemlerinin sayısı (genellikle 10.000–30.000+ döngü).

• Elektriksel Dayanıklılık: Nominal akımda normal kesme işlemlerin sayısı (örneğin, E2 sınıfı: 10.000 işlem; C2 sınıfı: 100 kısa devre kesme). Kondansatör bankaları, reaktörler veya motorların sık anahtarlama gerektiren uygulamalar için yüksek elektriksel dayanıklılığa sahip kesiciler seçilmelidir.

• Kesme Süresi ve Kapat-Aç Süresi

• Relay koruması veya hızlı otomatik yeniden kapatma ile koordinasyon gerektiren sistemlerde, kesicinin toplam temizleme süresine (trip komutunun başlatılmasından arc extinction'a kadar) dikkat edilmelidir.

V. İkincil Kontrol ve Yardımcı Fonksiyonlar

• Kontrol Gerilimi: Alt istasyonun DC güç sistemine (genellikle DC 110V veya DC 220V) uymalıdır.

• Yardımcı Kontaktlar: Ölçüm, sinyal ve kilitleme ihtiyaçlarını karşılayacak miktarda olmalıdır.

• Kilitlenme Fonksiyonları: Güvenli olması için güvenilir anti-pumping devreleri, kapatma/trip kilitleri vb. içermelidir.

• Akıllı Arayüz: Modern kesiciler genellikle elektrik parametre ölçümü, hata kaydı, durum izleme ve iletişim protokolleri desteği (örneğin, IEC 61850) sağlayan akıllı kontrolörler içerir, bu da entegre otomasyon sistemlerine entegrasyonu kolaylaştırır.

VI. Kurulum, Çevre ve Marka/Hizmet

• Kurulum Türü: Sabit mi yoksa çekilebilir mi (çekmeceli)? Anahtar panosu modeli ve yapısıyla eşleşmelidir.

• Çevresel Koşullar: Rakım, ortam sıcaklığı, nem dikkate alınmalıdır. Yüksek rakımlarda, kesicinin sınıflandırması düşürülmelidir.

• Marka ve Satış Sonrası Hizmet: İspatlanmış kaliteli ve itibarlı markalar seçilmeli, yedek parça erişilebilirliği, teknik destek ve satış sonrası hizmet dikkate alınmalıdır.

VII. Özet: Seçim Kontrol Listesi

• Sistem parametrelerini onaylayın: sistem gerilimi, frekans, maksimum çalışma akımı.

• Kısa devre akımını hesaplayın: kurulum noktasındaki potansiyel RMS ve zirve kısa devre akımını (güç sistem tasarımı tarafından sağlanan) elde edin.

• Kesicinin yeteneklerini eşleştirin: nominal kesme akımı, kapama akımı ve dinamik/termal dayanma akımları, hesaplanan değerlere eşit veya büyük olmalıdır.

• Tipi seçin: 10–35kV için vakum kesiciler tercih edilmelidir; işlem mekanizmasını onaylayın (fedakar mekanizma tercih edilir).

• Dış yalıtımı kontrol edin: kirlilik düzeyine göre yüzey mesafesini onaylayın.

• Özel ihtiyaçları düşünün: sık işlem? Akıllı arayüz? Özel çevresel koşullar?

• Marka ve komisyon: güvenilir markalar seçin; kabul sırasında, fabrika test raporlarına (özellikle ana devre direnci ve mekanik özellikleri) odaklanın.

Bu adımları takip ederek, sisteminiz için güvenli, uygun ve güvenilir bir yüksek gerilimli devre kesicisi seçebilirsiniz. Kritik uygulamalar için, seçimi profesyonel elektrik mühendisleri veya tasarım enstitüleri ile birlikte gözden geçirmeniz ve sonlandırmayı şiddetle tavsiye ederiz.