Hướng dẫn chọn cầu chì chân không: Các thông số và ứng dụng

I. Chọn Bộ Phân Cách Hơi

Bộ phân cách hơi nên được chọn dựa trên dòng điện định mức và dòng điện ngắn mạch định mức, sử dụng công suất thực tế của lưới điện làm tham chiếu. Nên tránh xu hướng áp dụng hệ số an toàn quá cao. Việc chọn lựa quá bảo thủ không chỉ dẫn đến việc "quá cỡ" (bộ phân cách lớn cho tải nhỏ) không kinh tế, mà còn ảnh hưởng đến khả năng ngắt dòng của bộ phân cách đối với các dòng cảm hoặc dung nhỏ, có thể gây ra hiện tượng quá điện áp do cắt dòng.

Theo tài liệu liên quan, khoảng 93,1% các mạch cấp điện 10kV trong lưới điện đang hoạt động ở Trung Quốc có dòng điện định mức không vượt quá 2000A. Do đó, việc chọn dòng điện định mức hoạt động nên tập trung vào các giá trị 2000A và dưới. Việc chọn dòng ngắn mạch tối đa nên tuân theo yêu cầu của "Hướng dẫn Quy hoạch và Cải tạo Mạng Đô thị", tránh theo đuổi một cách mù quáng các biên độ an toàn quá mức.

Hiện nay trên thị trường Trung Quốc, các loại bộ phân cách nhập khẩu thường dùng bao gồm HVX của Schneider, VD4 của ABB và series 3AE của Siemens. Các thương hiệu nội địa bao gồm CV1 của Changshu Switchgear, RMVS1 của Shanglian và series ZN172 của Baoguang. Sự khác biệt về chất lượng giữa các thương hiệu nội địa và nhập khẩu hiện nay là không đáng kể.

II. Bộ Phân Cách Hơi và Đặc Điểm của Chúng

Bộ phân cách là thiết bị chuyển mạch được trang bị buồng dập hồ quang đặc biệt. Nó có thể đóng, chịu và ngắt dòng điện trong điều kiện mạch bình thường, và có thể đóng, chịu và ngắt dòng điện trong điều kiện mạch bất thường (ví dụ: ngắn mạch) trong thời gian quy định. Nó phù hợp với lưới điện tần số 50Hz và mức điện áp từ 3,6kV trở lên, được sử dụng để đóng và ngắt dòng tải (thông thường không vượt quá 4000A), dòng quá tải và dòng ngắn mạch định mức (thông thường không vượt quá 63kA).

Nó cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt để chuyển mạch các đường dây truyền tải dài không tải, biến áp không tải, ngân hàng tụ điện, v.v., và chịu dòng ngắn mạch (thông thường không vượt quá 63kA) trong thời gian quy định (1s, 3s, 4s), cũng như đóng vào dòng ngắn mạch (thông thường không vượt quá 160kA). Tuổi thọ cơ học của bộ phân cách thường là 10.000 lần vận hành, với các mẫu đặc biệt đạt 30.000 hoặc 60.000 lần vận hành. Khi được trang bị bộ tác động nam châm vĩnh cửu, nó có thể đạt tới 100.000 lần vận hành. Theo CB1984-2014, tuổi thọ điện của bộ phân cách là 274 lần vận hành.

Bộ phân cách thường có khả năng tự đóng lại, cho phép khôi phục nguồn điện nhanh chóng sau khi khắc phục sự cố, và thường được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng. Tuy nhiên, bộ phân cách tương đối đắt đỏ (cần có bảo vệ rơle hoặc vi xử lý tương ứng), và thời gian ngắt dòng điện sự cố nằm trong khoảng 80ms (tùy thuộc vào thời gian phản hồi của rơle bảo vệ, thời gian nhảy của bộ phân cách và thời gian hồ quang). Tốc độ ngắt dòng điện sự cố của bộ phân cách chậm hơn so với bộ lắp ráp chuyển mạch, do đó đòi hỏi thiết bị được bảo vệ phải có khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch đủ lớn.

III. Ứng Dụng Chính của Bộ Phân Cách

Bộ phân cách chủ yếu được sử dụng trong các doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ, nhà máy điện và trạm biến áp để nhận, kiểm soát và bảo vệ hệ thống điện. Một cấu hình điển hình (dùng 12kV làm ví dụ) bao gồm hai bộ phân cách vào và một hoặc nhiều bộ phân cách ra (xem sơ đồ). Dòng điện của bộ phân cách vào thường không vượt quá 4000A, với dòng ngắn mạch ngắt thường không vượt quá 50kA. Dòng định mức của bộ phân cách ra thường không vượt quá 1600A, với dòng ngắn mạch ngắt thường không vượt quá 40kA.

IV. Tiêu Chí Chọn Bộ Phân Cách

• Sử dụng bộ phân cách khi kiểm soát dòng tải vượt quá 630A.

• Sử dụng bộ phân cách khi bảo vệ biến áp có công suất lớn hơn 1600kVA ở đầu nguồn.

• Sử dụng bộ phân cách khi bảo vệ động cơ có công suất lớn hơn 1200kW.

• Sử dụng bộ phân cách khi chuyển mạch ngân hàng tụ điện.

• Sử dụng bộ phân cách chuyên dụng cho máy phát điện khi bảo vệ máy phát điện.

• Sử dụng bộ phân cách khi bảo vệ đường dây điện hoặc thiết bị quan trọng.

Ví dụ về ứng dụng của bộ phân cách

V. Lưu Ý Khi Hoạt Động Bộ Phân Cách Hơi

Trong quá trình hoạt động, việc bảo dưỡng bộ phân cách hơi nên được xác định dựa trên điều kiện sử dụng và tần suất hoạt động. Đối với các bộ phân cách hoạt động ít (số lần hoạt động hàng năm không vượt quá 1/5 tuổi thọ cơ học), việc kiểm tra định kỳ một lần mỗi năm là đủ trong suốt thời gian tuổi thọ cơ học. Đối với các bộ phân cách hoạt động thường xuyên, số lần hoạt động giữa các lần kiểm tra không nên vượt quá 1/5 tuổi thọ cơ học.

Khi tần suất hoạt động cực kỳ cao hoặc tuổi thọ cơ học/điện sắp kết thúc, khoảng thời gian giữa các lần kiểm tra nên được rút ngắn. Các mục kiểm tra và điều chỉnh bao gồm mức độ chân không, hành trình, hành trình tiếp xúc, đồng bộ, tốc độ đóng/mở, cũng như kiểm tra các thành phần chính của cơ cấu tác động, kết nối điện bên ngoài, cách điện và các tiếp điểm phụ nguồn điện điều khiển.

Các vấn đề sau đây cần lưu ý trong quá trình hoạt động của bộ phân cách hơi:

(1) Vấn Đề Quá Điện Áp

Bộ phân cách hơi thường sản sinh ra quá điện áp cao khi ngắt dòng nhỏ, đặc biệt là dòng cảm nhỏ như dòng từ hóa của biến áp, do sự cắt dòng đáng kể. Ngoài ra, khi ngắt dòng dung của ngân hàng tụ điện, việc tái cháy hồ quang khó tránh khỏi; một khi tái cháy xảy ra, nó có thể tạo ra quá điện áp do tái cháy. Do đó, nên lắp đặt các thiết bị chống sét kim loại-oxit hiệu suất cao hoặc thiết bị bảo vệ RC (điện trở-capacitor) để bảo vệ.

(2) Giám Sát Độ Chân Không Trong Buồng Ngắt

Mức độ chân không bên trong buồng ngắt hơi thường được duy trì trong khoảng từ 10⁻⁴ đến 10⁻⁶ Pa. Khi buồng ngắt già đi và tích lũy nhiều lần chuyển mạch, hoặc do ảnh hưởng bên ngoài, mức độ chân không dần suy giảm. Một khi nó giảm xuống dưới ngưỡng giới hạn, khả năng ngắt và sức chịu điện sẽ bị suy giảm. Do đó, mức độ chân không bên trong buồng ngắt phải được kiểm tra định kỳ trong quá trình hoạt động.

(3) Giám Sát Mòn Tiếp Xúc

Mặt tiếp xúc của buồng ngắt hơi mòn dần sau nhiều lần ngắt dòng. Khi mòn tiếp xúc tăng, hành trình tiếp xúc tăng, điều này làm tăng hành trình làm việc của ống bellow, giảm đáng kể tuổi thọ của nó. Thông thường, mòn điện tối đa cho phép là khoảng 3mm. Khi tổng mòn đạt hoặc vượt quá giá trị này, cả khả năng ngắt và dẫn điện của buồng ngắt hơi đều suy giảm, cho thấy đã đến cuối tuổi thọ của nó.

VI. Kết Luận

Trong việc chọn bộ phân cách hơi, cần xem xét đầy đủ điều kiện cung cấp điện thực tế và đặc tính tải thực tế ở phía tải. Việc chọn lựa đúng và hợp lý bộ phân cách đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao sự hoạt động an toàn và tin cậy của hệ thống.