Vakuumpåkoblingsbrytervalgveileder: Parametere & Anvendelser

I. Valg av vakuumkretsutslagere

Vakuumkretsutslagere bør velges basert på nominell strøm og nominell kortslutningsstrøm, med den faktiske kapasiteten i kraftnettet som referanse. Det bør unngås å bruke for høye sikkerhetsfaktorer. For konservativt valg fører ikke bare til økonomisk upraktisk "overdimensjonering" (stor utslager for liten last), men kan også påvirke utslagerens evne til å bryte små induktive eller kapasitive strømer, som potensielt kan føre til overspenningsproblemer ved strømbryting.

Ifølge relevant litteratur har omtrent 93,1% av 10kV fôringskretser i Kinas driftende kraftnett en nominell strøm på 2000A eller lavere. Derfor bør valget av nominell driftsstrøm hovedsakelig fokusere på verdier på 2000A og nedover. Valget av maksimal kortslutningsstrøm bør følge kravene i "Retningslinjer for bynettplanlegging og -oppgradering", og unngå blind forfølgelse av for høye sikkerhetsmarginaler.

For tiden på kinesisk marked er ofte brukte importerte merkeutslagere Schneider's HVX, ABB's VD4 og Siemens' 3AE-serien. Innenlandske merker inkluderer Changshu Switchgear's CV1, Shanglian's RMVS1 og Baoguang's ZN172-serien. Kvalitetsforskjellen mellom innenlandske og importerte merker er nå fornevnelig.

II. Vakuumkretsutslagere og deres egenskaper

En kretsutslager er et slagsningsenhet utstyrt med en spesiell bukselokkammer. Den kan lukke, føre og bryte strøm under normale kretsbetingelser, og kan lukke, føre og bryte uvanlige kretsbetingelser (f.eks. kortslutninger) innen gitte tidsperioder. Den er egnet for kraftnett med en frekvens på 50Hz og spenningsnivåer på 3,6kV og oppover, brukt til å slå på og av belastningsstrøm (typisk ikke over 4000A), overbelastningsstrøm og nominell kortslutningsstrøm (typisk ikke over 63kA).

Den kan også brukes i spesielle anvendelser til å slå på tomme lange transportlinjer, tomme transformatorer, kondensatorbanker osv., og til å føre kortslutningsstrøm (typisk ikke over 63kA) innen gitte varigheter (1s, 3s, 4s), samt å lukke mot kortslutningsstrøm (typisk ikke over 160kA). Mekanisk levetid for kretsutslagere er generelt 10 000 operasjoner, med spesialmodeller som når 30 000 eller 60 000 operasjoner. Når utstyrt med en permanent magnetisk aktuator, kan det nå opp til 100 000 operasjoner. Ifølge CB1984-2014 er elektrisk levetid for en kretsutslager 274 operasjoner.

Kretsutslagere har generelt automatiske omstartsfunksjoner, som tillater rask gjenoppretting av strømforsyningen etter feilbortskaffelse, og brukes typisk i viktige anvendelser. Imidlertid er kretsutslagere relativt dyre (krever korresponderende relébasert eller mikroprosessorkontrollert beskyttelse), og tiden for feilbryting er innen 80ms (avhengig av respons tid for beskyttelsesrelé, utslagersprangtid og bukseloktid). Brytingshastigheten for feilstrøm er saktere enn for slagsningsenheter, og det kreves at beskyttet utstyr har tilstrekkelig evne til å stå imot kortvarig strøm.

III. Hovedanvendelser for kretsutslagere

Kretsutslagere brukes hovedsakelig i industri- og gruvebedrifter, kraftverk og transformatorstasjoner for å motta, kontrollere og beskytte kraftsystemer. En typisk konfigurasjon (med 12kV som eksempel) består av to inngående kretsutslagere og én eller flere utgående kretsutslagere (se diagram). Inngående kretsutslagerstrøm overstiger generelt ikke 4000A, med en kortslutningsbrytingsstrøm som generelt ikke overstiger 50kA. Nominell strøm for utgående kretsutslagere overstiger generelt ikke 1600A, med en kortslutningsbrytingsstrøm som generelt ikke overstiger 40kA.

IV. Velgerkriterier for kretsutslagere

• Bruk en kretsutslager når du kontrollerer belastningsstrøm over 630A.

• Bruk en kretsutslager når du beskytter transformatorer med en kapasitet større enn 1600kVA på strømforsyningsenden.

• Bruk en kretsutslager når du beskytter motorer med en kapasitet større enn 1200kW.

• Bruk en kretsutslager når du skifter kondensatorbanker.

• Bruk en dedikert generator-kretsutslager når du beskytter generatoren.

• Bruk en kretsutslager når du beskytter kraftledninger eller viktig utstyr.

Eksempler på anvendelse av kretsutslagere

V. Forsiktighetsregler under drift av vakuumkretsutslagere

Under drift skal vedlikehold av vakuumkretsutslagere bestemmes basert på bruksforhold og driftsfrekvens. For utslagere med sjeldent drift (årlig drift ikke over 1/5 av mekanisk levetid), er en rutinekontroll en gang i året nok innenfor mekanisk levetid. For ofte driftede utslagere, bør antallet operasjoner mellom inspeksjoner ikke overstige 1/5 av mekanisk levetid.

Når driftsfrekvens er ekstremt høy eller mekanisk/elektrisk levetid nærmer seg sin ende, bør inspeksjonsintervaller forkortes. Inspeksjons- og justeringspunkter inkluderer vakuumnivå, reise, kontaktreise, synkronisering, åpning/lukking hastighet, samt kontroller av hovedkomponenter i driftsmekanismen, eksterne elektriske koblinger, isolasjon og kontrollstrømforsyning hjelpkontakter.

Følgende punkter bør merkes under drift av vakuumkretsutslagere:

(1) Overspenningsproblemer

Vakuumkretsutslagere produserer ofte høye overspenninger ved bryting av små strømer, spesielt små induktive strømer som transformatormagnetiseringsstrøm, på grunn av betydelig strømbryting. I tillegg, ved bryting av kapasitive strømer fra kondensatorbanker, er bukselok vanskelig å unngå; hvis det skjer, kan det generere bukselokoverspenninger. Derfor bør det installeres høytydige metalloksidnedslagsformer eller RC (motstand-kapasitans) beskyttelsesenheter for beskyttelse.

(2) Overvåking av vakuumintegritet i brytkammeret

Vakuumnivået inne i vakuumutslageren holdes vanligvis mellom 10⁻⁴ og 10⁻⁶ Pa. Med aldring av utslageren og akkumulering av flere slagsningsoperasjoner, eller på grunn av eksterne påvirkninger, forverres vakuumnivået gradvis. Når det faller under en kritisk terskel, vil brytingskapasiteten og dielektrisk styrke være kompromissert. Derfor må vakuumnivået inne i utslageren regelbundet testes under drift.

(3) Overvåking av kontaktverslittelse

Kontaktflater av vakuumutslageren versletter gradvis etter flere strømbrytinger. Når kontaktversletting øker, øker kontaktreisen, som igjen øker arbeidsstrekningen for bellows, noe som reduserer dens levetid betydelig. Typisk er den maksimale tillatte elektriske versletting rundt 3mm. Når den akkumulerte verslettingen når eller overstiger denne verdien, vil både brytingsytelsen og ledningsegenskapene til vakuumutslageren forringes, indikert slutten på dens levetid.

VI. Konklusjon

Ved valg av vakuumkretsutslagere bør full hensikt tas til de faktiske strømforsyningsforholdene og de faktiske lastegenskapene på lastesiden. Riktig og fornuftig valg av kretsutslagere spiller en betydelig rolle i å forbedre systemets sikker og pålitelig drift.