Οδηγός επιλογής βακουμ αποστομίων: Παράμετροι και Εφαρμογές

I. Επιλογή Ατμοσφαιρικών Διαχωριστών

Οι ατμοσφαιρικοί διαχωριστές πρέπει να επιλέγονται με βάση τον ρυθμιζόμενο ρεύματος και τον ρυθμιζόμενο συντομευτικό ρεύμα, χρησιμοποιώντας ως αναφορά την πραγματική ικανότητα του ηλεκτρικού δικτύου. Πρέπει να αποφεύγεται η τάση να χρησιμοποιούνται υπερβολικά υψηλοί συντελεστές ασφάλειας. Μια υπερβολικά συντηρητική επιλογή μην οδηγεί μόνο σε οικονομικά ανεπιθύμητη "υπερδιάσταση" (μεγάλος διαχωριστής για μικρό φορτίο), αλλά επηρεάζει επίσης την ικανότητα του διαχωριστή να διακόπτει μικρά εμπεδικά ή χωρητικά ρεύματα, με πιθανότητα να προκαλέσει υπερτάσεις από κοπή ρεύματος.

Σύμφωνα με σχετική βιβλιογραφία, περίπου το 93,1% των καταναλωτικών γραμμών 10kV στα λειτουργικά ηλεκτρικά δίκτυα της Κίνας έχει ρυθμιζόμενο ρεύμα 2000A ή λιγότερο. Συνεπώς, η επιλογή του ρυθμιζόμενου ρεύματος πρέπει να εστιάζεται κυρίως σε τιμές 2000A και κάτω. Η επιλογή του μέγιστου συντομευτικού ρεύματος πρέπει να ακολουθεί τις απαιτήσεις των "Οδηγιών για τον Προγραμματισμό και την Ανασυγκρότηση Πολιτειακών Δικτύων", αποφεύγοντας την άκριτη διώξη υπερβολικών περιθωρίων ασφάλειας.

Τώρα, στην κινεζική αγορά, κοινώς χρησιμοποιούνται εισαγόμενες μάρκες διαχωριστών, όπως ο HVX της Schneider, ο VD4 της ABB και η σειρά 3AE της Siemens. Οι εγχώριες μάρκες περιλαμβάνουν την CV1 της Changshu Switchgear, την RMVS1 της Shanglian και τη σειρά ZN172 της Baoguang. Το διάστημα στην ποιότητα μεταξύ εγχώριων και εισαγόμενων μάρκες είναι τώρα αμελητέο.

II. Ατμοσφαιρικοί Διαχωριστές και Χαρακτηριστικά

Ο διαχωριστής είναι ένας μηχανισμός εναλλαγής εξοπλισμένος με ειδική διακόπτρια. Μπορεί να κλείνει, να μεταφέρει και να διακόπτει ρεύματα υπό φυσιολογικές συνθήκες, και μπορεί να κλείνει, να μεταφέρει και να διακόπτει ρεύματα υπό ανωμαλές συνθήκες (π.χ. συντομεύσεις) εντός καθορισμένων χρονικών διαστημάτων. Είναι κατάλληλος για ηλεκτρικά δίκτυα με συχνότητα 50Hz και επίπεδο ισχύος 3.6kV και πάνω, χρησιμοποιούμενος για την εναλλαγή φορτίων ρεύματος (συνήθως μη μεγαλύτερα από 4000A), υπερβολικών ρευμάτων και ρυθμιζόμενων συντομευτικών ρευμάτων (συνήθως μη μεγαλύτερα από 63kA).

Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε ειδικές εφαρμογές για την εναλλαγή αποσυνδεδεμένων μακρών μεταφορικών γραμμών, αποσυνδεδεμένων τρανσφορματόρων, συνόλων χωρητών κ.λπ., και να μεταφέρει συντομευτικά ρεύματα (συνήθως μη μεγαλύτερα από 63kA) εντός καθορισμένων διαστημάτων (1s, 3s, 4s), καθώς και να κλείνει σε συντομευτικά ρεύματα (συνήθως μη μεγαλύτερα από 160kA). Η μηχανική ζωή των διαχωριστών είναι συνήθως 10.000 λειτουργίες, με ειδικά μοντέλα να φτάνουν 30.000 ή 60.000 λειτουργίες. Όταν εξοπλίζεται με μόνιμο μαγνητικό ακτιβάτορα, μπορεί να φτάσει έως 100.000 λειτουργίες. Σύμφωνα με το CB1984-2014, η ηλεκτρική ζωή ενός διαχωριστή είναι 274 λειτουργίες.

Οι διαχωριστές συνήθως έχουν δυνατότητα αυτόματης ανασύνδεσης, επιτρέποντας τη γρήγορη επαναφορά της εφοδιασμού μετά την εξάλειψη της παρανορμίας, και χρησιμοποιούνται συνήθως σε κρίσιμες εφαρμογές. Ωστόσο, οι διαχωριστές είναι σχετικά ακριβοί (απαιτούν αντίστοιχη συνδρομή ή μικροεπεξεργαστή), και ο χρόνος διακοπής της παρανορμίας είναι εντός 80ms (εξαρτάται από τον χρόνο αντίδρασης του συνδρομού, τον χρόνο τροποποίησης του διαχωριστή και τον χρόνο της τόξου). Η ταχύτητα διακοπής του ρεύματος της παρανορμίας είναι αργότερη από αυτή των συνόλων συναρμολογήσεων, ώστε απαιτείται ο προστατευόμενος εξοπλισμός να έχει αρκετή ικανότητα αντοχής σε μικροχρόνιο ρεύμα.

III. Κύριες Εφαρμογές των Διαχωριστών

Οι διαχωριστές χρησιμοποιούνται κυρίως σε βιομηχανικές και εξορυκτικές επιχειρήσεις, εργοστάσια και υποσταθμούς για την παραλαβή, τον έλεγχο και την προστασία των ηλεκτρικών συστημάτων. Μια τυπική διάταξη (χρησιμοποιώντας 12kV ως παράδειγμα) αποτελείται από δύο εισερχόμενους διαχωριστές και έναν ή περισσότερους εξερχόμενους διαχωριστές (βλέπε σχήμα). Το εισερχόμενο ρεύμα των διαχωριστών συνήθως δεν υπερβαίνει τα 4000A, με το συντομευτικό ρεύμα διακοπής συνήθως να μην υπερβαίνει τα 50kA. Το ρυθμιζόμενο ρεύμα των εξερχόμενων διαχωριστών συνήθως δεν υπερβαίνει τα 1600A, με το συντομευτικό ρεύμα διακοπής συνήθως να μην υπερβαίνει τα 40kA.

IV. Κριτήρια Επιλογής Διαχωριστών

• Χρησιμοποιήστε διαχωριστή όταν ελέγχετε ρεύματα φορτίου που υπερβαίνουν τα 630A.

• Χρησιμοποιήστε διαχωριστή όταν προστατεύετε τρανσφορματόρες με δυναμικότητα μεγαλύτερη από 1600kVA στην πλευρά της εφοδιασμού.

• Χρησιμοποιήστε διαχωριστή όταν προστατεύετε μοτέρες με δυναμικότητα μεγαλύτερη από 1200kW.

• Χρησιμοποιήστε διαχωριστή όταν εναλλάσσετε συνόλα χωρητών.

• Χρησιμοποιήστε ειδικό διαχωριστή γεννήτριας όταν προστατεύετε γεννήτριες.

• Χρησιμοποιήστε διαχωριστή όταν προστατεύετε γραμμές εφοδιασμού ή κρίσιμο εξοπλισμό.

Παραδείγματα εφαρμογών διαχωριστών

V. Προσοχές Κατά τη Λειτουργία Ατμοσφαιρικών Διαχωριστών

Κατά τη λειτουργία, η συντήρηση των ατμοσφαιρικών διαχωριστών πρέπει να καθορίζεται βάσει των συνθηκών χρήσης και της συχνότητας λειτουργίας. Για διαχωριστές με σπάνια λειτουργία (ετήσιες λειτουργίες που δεν υπερβαίνουν το 1/5 της μηχανικής ζωής), ένα συνήθες ελεγχο σε ετήσια βάση είναι επαρκές εντός της μηχανικής ζωής. Για διαχωριστές με συχνή λειτουργία, το αριθμός των λειτουργιών μεταξύ ελέγχων δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1/5 της μηχανικής ζωής.

Όταν η συχνότητα λειτουργίας είναι εξαιρετικά υψηλή ή η μηχανική/ηλεκτρική ζωή πλησιάζει το τέλος, τα διαστήματα ελέγχου πρέπει να μειωθούν. Τα ελέγχου και παραμέτρους που περιλαμβάνονται είναι το επίπεδο κενού, το διάστημα, το διάστημα επαφής, η συγχρονισμός, η ταχύτητα ανοίγματος/κλεισίματος, καθώς και ελέγχοι των βασικών συστατικών του μηχανισμού λειτουργίας, των εξωτερικών ηλεκτρικών συνδέσεων, της μόνωσης και των βοηθητικών επαφών της πηγής ελέγχου.

Τα εξής θέματα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τη λειτουργία ατμοσφαιρικών διαχωριστών:

(1) Θέματα Υπερτάσεων

Οι ατμοσφαιρικοί διαχωριστές συχνά παράγουν υψηλές υπερτάσεις όταν διακόπτουν μικρά ρεύματα, ειδικά μικρά εμπεδικά ρεύματα όπως τα ρεύματα μαγνητοποίησης των τρανσφορματόρων, λόγω σημαντικής κοπής ρεύματος. Επίσης, όταν διακόπτουν χωρητικά ρεύματα συνόλων χωρητών, η αναζωογόνηση της τόξου είναι δύσκολο να αποφευχθεί· όταν συμβαίνει, μπορεί να προκαλέσει υπερτάσεις από αναζωογόνηση. Συνεπώς, πρέπει να εγκατασταθούν υψηλότερης απόδοσης μεταλλικοί οξειδικοί αντικατακερματικοί ενεργοποιητές ή συστήματα προστασίας RC (αντίσταση-χωρητικότητα).

(2) Παρακολούθηση της Ατμοσφαιρικής Ακεραιότητας στο Διακόπτριο

Το επίπεδο κενού μέσα στο ατμοσφαιρικό διακόπτριο συνήθως διατηρείται μεταξύ 10⁻⁴ και 10⁻⁶ Pa. Καθώς το διακόπτριο γηράσκει και αποκτά περισσότερες λειτουργίες, ή λόγω εξωτερικών επιρροών, το επίπεδο κενού χειροτερεύει σταδιακά. Όταν χαμηλώνει κάτω από κρίσιμο όριο, η δυνατότητα διακοπής και η ηλεκτρική αντοχή θα επηρεαστούν. Συνεπώς, το επίπεδο κενού μέσα στο διακόπτριο πρέπει να ελέγχεται συστηματικά κατά τη λειτουργία.

(3) Παρακολούθηση της Απόσπασης των Επαφών

Οι επαφές του ατμοσφαιρικού διαχωριστή εξασθενούν σταδιακά μετά από πολλές διακοπές ρεύματος. Καθώς η απόσπαση των επαφών αυξάνεται, το διάστημα των επαφών αυξάνεται, που στη σειρά του αυξάνει την εργασιακή διαδρομή του οργανισμού, μειώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής. Συνήθως, η μέγιστη επιτρεπτή ηλεκτρική απόσπαση είναι περίπου 3mm. Όταν η συσσωρευμένη απόσπαση φτάσει ή υπερβεί αυτή την τιμή, η δυνατότητα διακοπής και η ηλεκτρική συνεκτικότητα του ατμοσφαιρικού διαχωριστή επηρεάζονται, οδηγώντας στο τέλος της διάρκειας ζωής.

VI. Συμπέρασμα

Κατά την επιλογή ατμοσφαιρικών διαχωριστών, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι πραγματικές συνθήκες εφοδιασμού και οι πραγματικές χαρακτηριστικές του φορτίου στην πλευρά του φορτίου. Η σωστή και λογική επιλογή διαχωριστών παίζει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της ασφάλειας και της αξιοπιστίας της λειτουργίας του συστήματος.