Pamagong Pili ng Vacuum Circuit Breaker: Mga Parameter at Application

I. Paggiling sa Vacuum Circuit Breakers

Dapat piliin ang vacuum circuit breakers batay sa rated current at rated short-circuit current, gamit ang aktwal na kapasidad ng grid ng kuryente bilang pamantayan. Dapat iwasan ang pag-adopt ng sobrang mataas na safety factors. Ang masyadong konservatibong pagpili hindi lamang nagdudulot ng hindi ekonomikal na "over-sizing" (malaking breaker para sa maliliit na load), kundi nakakaapekto rin sa kakayahan ng breaker na putulin ang maliliit na inductive o capacitive currents, na maaaring magresulta sa current chopping overvoltages. 

Ayon sa mga kaugnay na literatura, halos 93.1% ng 10kV feeder circuits sa operational power grids ng China ay may rated current na 2000A o mas mababa. Kaya, ang pagpili ng rated operating current dapat pangunahing tumutok sa mga halaga ng 2000A at ibaba. Ang pagpili ng pinakamataas na short-circuit current ay dapat sumunod sa mga kinakailangan ng "Guidelines for Urban Network Planning and Reconstruction," na iwas sa walang tuldok na paghabol ng sobrang mataas na safety margins.

Sa kasalukuyan sa Chinese market, ang karaniwang ginagamit na imported brand circuit breakers ay kasama ang Schneider's HVX, ABB's VD4, at Siemens' 3AE series. Ang mga lokal na brands naman ay kasama ang Changshu Switchgear's CV1, Shanglian's RMVS1, at Baoguang's ZN172 series. Ang pagkakaiba ng kalidad ng mga lokal at imported brands ay ngayon ay hindi na napapansin.

II. Vacuum Circuit Breakers at Kanilang mga Katangian

Ang isang circuit breaker ay isang switching device na may espesyal na arc-extinguishing chamber. Ito ay maaaring isara, dalhin, at putulin ang mga current sa normal na kondisyon ng circuit, at maaaring isara, dalhin, at putulin ang abnormal na kondisyon ng circuit (hal. short circuits) sa loob ng tinukoy na panahon. Ito ay angkop para sa power grids na may frequency ng 50Hz at voltage levels na 3.6kV pataas, ginagamit upang isara at buksan ang mga load currents (karaniwang hindi lalo sa 4000A), overload currents, at rated short-circuit currents (karaniwang hindi lalo sa 63kA). 

Ito ay maaari ring gamitin sa espesyal na aplikasyon upang isara ang walang-load na mahabang transmission lines, walang-load na transformers, capacitor banks, atbp., at dalhin ang short-circuit currents (karaniwang hindi lalo sa 63kA) sa loob ng tinukoy na panahon (1s, 3s, 4s), pati na rin ang isara sa short-circuit currents (karaniwang hindi lalo sa 160kA). Ang mechanical life ng circuit breakers ay karaniwang 10,000 operasyon, ang mga espesyal na modelo ay umabot sa 30,000 o 60,000 operasyon. Kapag may permanent magnet actuator, ito ay maaaring umabot sa 100,000 operasyon. Ayon sa CB1984-2014, ang electrical life ng circuit breaker ay 274 operasyon. 

Karaniwang mayroon ang mga circuit breakers ng auto-reclosing capability, na nagbibigay-daan sa mabilis na pagbalik ng supply ng kuryente pagkatapos ng fault clearance, at karaniwang ginagamit sa mahalagang aplikasyon. Gayunpman, ang mga circuit breakers ay relatibong mahal (nangangailangan ng corresponding relay o microprocessor-based protection), at ang kanilang fault interruption time ay nasa loob ng 80ms (depende sa response time ng protection relay, tripping time ng breaker, at arcing time). Ang kanilang bilis ng pagputol ng fault current ay mas mabagal kaysa sa switchgear assemblies, kaya kailangan ng protektado na equipment na may sapat na short-time withstand current capability.

III. Pangunahing Aplikasyon ng Circuit Breakers

Ang mga circuit breakers ay pangunahing ginagamit sa industriya at minahan, power plants, at substations para sa pagtanggap, pagkontrol, at pagprotekta ng power systems. Ang isang typical na configuration (gamit ang 12kV bilang halimbawa) ay binubuo ng dalawang incoming circuit breakers at isa o higit pa na outgoing circuit breakers (tingnan ang diagram). Ang incoming circuit breaker current karaniwang hindi lalo sa 4000A, at ang short-circuit breaking current karaniwang hindi lalo sa 50kA. Ang rated current ng outgoing circuit breakers karaniwang hindi lalo sa 1600A, at ang short-circuit breaking current karaniwang hindi lalo sa 40kA.

IV. Mga Kriterya sa Paggiling ng Circuit Breakers

• Gumamit ng circuit breaker kapag kontrolin ang load currents na lalo sa 630A.

• Gumamit ng circuit breaker kapag protektahan ang mga transformers na may kapasidad na lalo sa 1600kVA sa power supply end.

• Gumamit ng circuit breaker kapag protektahan ang mga motors na may kapasidad na lalo sa 1200kW.

• Gumamit ng circuit breaker kapag isinasara ang capacitor banks.

• Gumamit ng dedicated generator circuit breaker kapag protektahan ang mga generators.

• Gumamit ng circuit breaker kapag protektahan ang mga power lines o mahalagang equipment.

Mga halimbawa ng aplikasyon ng circuit breakers

V. Mga Precautions Sa Pag-operate ng Vacuum Circuit Breaker

Sa pag-operate, ang maintenance ng vacuum circuit breakers ay dapat matukoy batay sa kondisyon ng paggamit at frequency ng operasyon. Para sa mga breakers na may infrequent operation (annual operations na hindi lalo sa 1/5 ng mechanical life), sapat na ang routine inspection once a year sa loob ng mechanical life period. Para sa mga madalas na ginagamit na breakers, ang bilang ng operasyon sa pagitan ng mga inspeksyon ay hindi dapat lalo sa 1/5 ng mechanical life.

Kapag ang frequency ng operasyon ay napakataas o ang mechanical/electrical life ay malapit na sa katapusan, dapat maikli ang interval ng inspeksyon. Ang mga item ng inspeksyon at adjustment ay kasama ang vacuum level, travel, contact travel, synchronization, opening/closing speed, pati na rin ang checks sa mga pangunahing bahagi ng operating mechanism, external electrical connections, insulation, at control power supply auxiliary contacts.

Ang mga sumusunod na isyu ay dapat tandaan sa pag-operate ng vacuum circuit breaker:

(1) Mga Isyu sa Overvoltage

Madalas ang vacuum circuit breakers ay naglalabas ng mataas na overvoltages kapag nilalagyan ng small currents, lalo na ang small inductive currents tulad ng transformer magnetizing currents, dahil sa significant na current chopping. Bukod dito, kapag nilalagyan ng capacitive currents ng capacitor banks, mahirap iwasan ang arc re-ignition; kapag nangyari ang re-ignition, ito ay maaaring gumawa ng re-ignition overvoltages. Kaya, dapat ilagay ang high-performance metal-oxide surge arresters o RC (resistor-capacitor) protection devices para sa proteksyon.

(2) Monitoring ng Vacuum Integrity sa Interrupter Chamber

Ang vacuum level sa loob ng vacuum interrupter ay karaniwang nai-maintain sa pagitan ng 10⁻⁴ at 10⁻⁶ Pa. Habang lumalangoy ang interrupter at nag-aaccumulate ng mas maraming switching operations, o dahil sa external influences, ang vacuum level ay unti-unting nagdeteriorate. Kapag ito ay bumaba sa critical threshold, ang interrupting capability at dielectric strength ay maaaring mabawasan. Kaya, dapat regular na itest ang vacuum level sa loob ng interrupter sa pag-operate.

(3) Monitoring ng Contact Wear

Ang contact surfaces ng vacuum interrupter ay unti-unting nagwewear-out pagkatapos ng maraming current interruptions. Habang tumaas ang contact wear, tumaas din ang contact travel, na nagsisiguro na tumaas ang working stroke ng bellows, na nagsisiguro na mabawasan ang service life nito. Karaniwan, ang maximum allowable electrical wear ay humigit-kumulang 3mm. Kapag ang cumulative wear ay umabot o lumampas sa halagang ito, ang interrupting performance at conductivity ng vacuum interrupter ay mababawasan, na nagpapahiwatig ng katapusan ng service life nito.

VI. Kasimpulan

Sa pagpili ng vacuum circuit breakers, dapat bigyang-pansin ang aktwal na kondisyon ng power supply at ang tunay na load characteristics sa load side. Ang tama at makatarungang pagpili ng circuit breakers ay may malaking papel sa pagpapataas ng ligtas at maasam-asam na operasyon ng sistema.