Vodič za izbor vakuumskog prekidača: Parametri i primene

I. Izbor vakuumskih prekidača

Vakuumski prekidači treba da se biraju na osnovu nominalne struje i nominalne struje kratkog spoja, koristeći stvarnu kapacitet električne mreže kao referentnu tačku. Treba izbegavati tendenciju ka usvajanju prekomjernih faktora sigurnosti. Prekomjeran konzervativni izbor ne samo dovodi do neekonomičnog "prevelikog" (veliki prekidač za mali opterećenje), već takođe utiče na performanse prekidača u prekidu male induktivne ili kapacitivne struje, što može dovesti do prekomjernih naponih talasa odsecanja struje.

Prema relevantnoj literaturi, približno 93,1% odvodnih kružnica na 10kV u operativnim električnim mrežama u Kini ima nominalnu struju od 2000A ili manje. Stoga bi izbor nominalne radne struje trebao da se fokusira na vrednosti od 2000A i ispod. Izbor maksimalne struje kratkog spoja treba da slijedi zahtjeve "Smjernica za planiranje i rekonstrukciju gradske mreže", izbegavajući slepo pridržavanje prekomjernih margina sigurnosti.

Trenutno na kineskom tržištu, često korišćeni uvozni brendovi prekidača uključuju Schneider-ov HVX, ABB-ov VD4 i Siemens-ov 3AE serija. Domaći brendovi uključuju Changshu Switchgear-ov CV1, Shanglian-ov RMVS1 i Baoguang-ov ZN172 serija. Razlika u kvaliteti između domaćih i uvoznih brendova je sada zanemarljiva.

II. Vakuumski prekidači i njihove karakteristike

Prekidač je prekidač opremljen posebnom komorom za gasenje luka. Može zatvoriti, nositi i prekinuti struje pod normalnim uslovima kružnice, te može zatvoriti, nositi i prekinuti anormalne uslove kružnice (na primjer, kratki spoj) unutar određenog vremenskog perioda. Pogodan je za električne mreže sa frekvencijom od 50Hz i nivoima napona od 3,6kV i više, koristi se za upaljivanje i gašenje opterećenja struja (obično ne prelazi 4000A), preopterećenja struja i nominalne struje kratkog spoja (obično ne prelazi 63kA).

Takođe se može koristiti u specifičnim primenama za prebacivanje nepopterećenih dugačkih prenosnih linija, nepopterećenih transformatora, kondenzatorskih banki itd., i za nosenje struje kratkog spoja (obično ne prelazi 63kA) unutar određenih trajanja (1s, 3s, 4s), kao i za zatvaranje na strujni kratak spoj (obično ne prelazi 160kA). Mekhanički život prekidača obično iznosi 10.000 radnji, dok specifični modeli mogu dostići 30.000 ili 60.000 radnji. Kada je opremljen permanentnim magnetnim aktuatorom, može dostići do 100.000 radnji. Prema CB1984-2014, električni život prekidača iznosi 274 radnje.

Prekidači obično imaju sposobnost automatskog ponovnog zatvaranja, omogućavajući brzo povraćaj snabdijevanja strujom nakon otklanjanja greške, i obično se koriste u ključnim primenama. Međutim, prekidači su relativno skupi (zahtevaju odgovarajuće relejnsovu ili mikroprocesorsku zaštitu), a vreme prekida greške struje je unutar 80ms (zavisi od vremena odziva relejne zaštite, vremena tripovanja prekidača i vremena lukovanja). Brzina prekida greške struje kod prekidača je sporija od onih kod sklopova, stoga je potrebno da zaštićeno oprema ima dovoljnu sposobnost izdržljivosti kratkog vremena struje.

III. Glavne primene prekidača

Prekidači se uglavnom koriste u industrijskim i rudarskim preduzećima, elektrane i transformatori za prihvat, kontrolu i zaštitu sistema snabdijevanja strujom. Tipična konfiguracija (koristeći 12kV kao primer) sastoji se od dva ulazna prekidača i jednog ili više izlaznih prekidača (vidi dijagram). Struja ulaznih prekidača obično ne prelazi 4000A, a struja prekida kratkog spoja obično ne prelazi 50kA. Nominalna struja izlaznih prekidača obično ne prelazi 1600A, a struja prekida kratkog spoja obično ne prelazi 40kA.

IV. Kriteriji izbora prekidača

• Koristite prekidač kada kontrolirate struje opterećenja preko 630A.

• Koristite prekidač kada štitite transformatore sa kapacitetom većim od 1600kVA na strani snabdijevanja.

• Koristite prekidač kada štitite motor sa kapacitetom većim od 1200kW.

• Koristite prekidač kada prebacujete kondenzatorske banke.

• Koristite specijalizirani generator prekidač kada štitite generatore.

• Koristite prekidač kada štitite elektroenergetske linije ili ključnu opremu.

Primjeri primene prekidača

V. Precautije tijekom rada vakuumskih prekidača

Tijekom rada, održavanje vakuumskih prekidača treba da se odredi na osnovu uslova korišćenja i frekvencije rada. Za prekidače sa retkim radom (godišnji radovi ne prelaze 1/5 mehaničkog života), dovoljna je rutinska inspekcija jednom godišnje unutar vremenskog perioda mehaničkog života. Za često korištene prekidače, broj radova između inspekcija ne bi trebao prelaziti 1/5 mehaničkog života.

Kada je frekvencija rada vrlo visoka ili kada mehanički ili električki život približava svoj kraj, intervali između inspekcija trebaju biti skraćeni. Inspekcijski i prilagođeni elementi uključuju razinu vakua, putovanje, putovanje kontakata, sinkronizaciju, brzinu otvaranja/zatvaranja, kao i provere glavnih komponenti mehanizma rada, vanjskih električnih veza, izolacije i pomoćnih kontakata za kontrolu snabdijevanja strujom.

Sljedeće probleme treba imati na umu tijekom rada vakuumskih prekidača:

(1) Problemi prekomjernog napon

Vakuumski prekidači često proizvode visoke prekomjerne napone kada prekidaju male struje, posebno male induktivne struje, poput struja magnetizacije transformatora, zbog značajnog odsecanja struje. Također, kada prekidaju kapacitivne struje kondenzatorskih banki, teško je izbegnuti ponovno zapaljenje luka; kada se ponovo zapali, može dovesti do prekomjernih napona od ponovnog zapaljenja. Stoga bi trebalo instalirati visokokvalitetne metal-oksidne ograničitelje prekomjernih napona ili RC (rezistor-kondenzator) zaštitne uređaje.

(2) Nadzor integriteta vakua u komori prekidača

Razina vakua unutar vakuumskog prekidača obično se održava između 10⁻⁴ i 10⁻⁶ Pa. Dok se komora prekidača stari i akumulira više radnji prekida, ili zbog vanjskih uticaja, razina vakua postepeno se deterioreše. Kada padne ispod kritičnog praga, sposobnost prekida i dielektrička čvrstoća će biti kompromitovane. Stoga, razina vakua unutar komore prekidača mora redovno da se testira tijekom rada.

(3) Nadzor iznosa gubitaka kontakata

Površine kontakata vakuumskog prekidača postepeno se istriju nakon mnogo prekida struje. Kako se gubitci kontakta povećavaju, putovanje kontakta se povećava, što u turnu povećava radni hod gumenačkog zavrtnog čvora, znatno smanjujući njegov život. Obično, maksimalno dopušteno električno istrijanje iznosi oko 3mm. Kada se kumulativni gubitci dostignu ili prelaze ovu vrednost, performanse prekida i provodljivost vakuumskog prekidača se degradiraju, što ukazuje na kraj njegovog života.

VI. Zaključak

U izboru vakuumskih prekidača, potpuno treba uzeti u obzir stvarne uslove snabdijevanja strujom i stvarne karakteristike opterećenja na strani opterećenja. Tačan i racionalan izbor prekidača igra značajnu ulogu u poboljšanju bezbednog i pouzdanog rada sistema.