دستگاه هوشمند خاموش کننده قوس الکتریکی (برای سیستم‌های بدون زمینه ۳ تا ۳۵ کیلوولت)

در شبکه‌های تأمین برق ۳ تا ۳۵ کیلوولت چین، اکثر سیستم‌ها با نقطه خنثی غیرزمین‌شده کار می‌کنند. استانداردها اجازه می‌دهند پس از وقوع خطای زمین تک‌فاز، سیستم تا ۲ ساعت به کار خود ادامه دهد که این امر هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده و قابلیت اطمینان تأمین برق را بهبود می‌بخشد. با این حال، با افزایش ظرفیت سیستم و جایگزینی تدریجی خطوط هوایی با کابل‌ها، جریان خازنی سیستم نسبت به زمین به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
هنگام وقوع خطای زمین تک‌فاز، جریان خازنی بزرگ، خاموش‌کردن قوس خطا را دشوار می‌سازد که ممکن است به قوس‌زدن متقطع زمین تبدیل شود. ولتاژهای اضافی ناشی از قوس‌زدن زمین و ولتاژهای اضافی فرونوآسناس (فرورزونانس) خطرات جدی برای ایمنی شبکه ایجاد می‌کنند. در میان این موارد، ولتاژ اضافی قوس‌زدن زمین تک‌فاز مهم‌ترین مورد است— ولتاژ فازهای بدون خطا می‌تواند تا ۳ تا ۳٫۵ برابر ولتاژ فاز عادی افزایش یابد. قرارگیری طولانی‌مدت در این سطح می‌تواند عایق تجهیزات را آسیب دهد؛ این آسیب تجمعی، نقاط ضعیف ایجاد کرده و ممکن است منجر به شکست عایق زمین، اتصال کوتاه فاز به فاز، خرابی عایق موتورها، انفجار کابل‌ها، اشباع ترانسفورماتورهای ولتاژ (PT) و فرونوآسناس ناشی از آن که باعث سوختن PT می‌شود، و همچنین انفجار محافظ‌های ولتاژ (آرستر) گردد.

به‌طور سنتی، شبکه‌ها سیم‌پیچ‌های خاموش‌کننده قوس را در نقطه خنثی نصب می‌کنند تا جریان خازنی را جبران کرده و احتمال قوس‌زدن را کاهش دهند. با این حال، به دلیل محدودیت‌های ذاتی سیم‌پیچ‌های خاموش‌کننده قوس— به‌ویژه دشواری در جبران مؤثر جریان (به‌ویژه مؤلفه‌های فرکانس بالا) که به تجهیزات آسیب می‌زند— این روش اغلب ناکافی است.
با بررسی گسترده این سیم‌پیچ‌ها، ما دستگاه هوشمند خاموش‌کننده قوس RMRXHG را توسعه داده‌ایم که برای مقابله با ولتاژهای اضافی با مدت زمان طولانی ناشی از خطاهای قوس‌زدن زمین طراحی شده و خاموش‌کردن و حفاظت هوشمندتر و مؤثرتری برای سیستم‌های غیرزمین‌شده فراهم می‌کند.

محدوده کاربرد

• قابل اعمال در سیستم‌های برق متوسط‌ولتاژ ۳ تا ۳۵ کیلوولت.
• مناسب برای سیستم‌های با نقطه خنثی غیرزمین‌شده، سیستم‌های زمین‌شده با پدیده رزونانس (از طریق سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس) و سیستم‌های زمین‌شده با مقاومت بالا.
• مناسب برای شبکه‌هایی که عمدتاً از خطوط کابلی تشکیل شده‌اند، شبکه‌های ترکیبی کابلی و هوایی یا شبکه‌هایی که عمدتاً از خطوط هوایی تشکیل شده‌اند.

کارکردهای اصلی

• در حالت عادی کارکرد، دستگاه سیگنال‌های ترانسفورماتورهای ولتاژ (PT) را نظارت کرده و عملکردهای هشدار، قطع و قفل‌کردن سیستم را فراهم می‌کند. این عملکردها شامل تشخیص خطای زمین تک‌فاز، محل‌یابی نقطه عبوری خطا، خاموش‌کردن قوس، سرکوب هارمونیک‌ها، هشدار ولتاژ اضافی و ثبت خطا می‌شوند.
• پارامترهایی مانند زمان وقوع خطا، نوع خطا، فاز خطا، ولتاژ خط و جریان نقطه خنثی را ثبت می‌کند که این امر تحلیل خطا را تسهیل می‌سازد.
• هنگام وقوع خطای زمین تک‌فاز، دستگاه در عرض ۳۰ میلی‌ثانیه واکنش نشان داده، نوع خطا را تعیین کرده و به‌صورت خودکار روش‌های خاموش‌کننده قوس (سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس، مقاومت زمین یا سایر روش‌ها) را انتخاب می‌کند.
• خاموش‌کننده قوس‌زدن زمین مداوم، خطر شکست عایق، اتصال کوتاه یا انفجار تجهیزات را کاهش می‌دهد.
• نظارت بر قطع ترانسفورماتورهای ولتاژ (PT) را فراهم می‌کند تا از اقدامات نادرست ناشی از خرابی PT جلوگیری شود.
• دارای فناوری هوشمند جابجایی PTK است که ولتاژهای اضافی مداوم ناشی از خطاهای قوس‌زدن زمین را سرکوب کرده و ایمنی تجهیزات را تضمین می‌کند.
• از ارتباط RS-485 و پروتکل MODBUS برای جمع‌آوری داده‌ها و نظارت از راه دور پشتیبانی می‌کند.

کارکردهای اضافی

• قابل پیکربندی با مدار انتخاب خنثی خودکار است.
• با دستگاه انتخاب زمین جریان کم RMRXL همکاری می‌کند تا دقت تشخیص خطا را افزایش دهد.
• حالت اختیاری «ازبین‌بردن»: فناوری ویژه‌ای که بار باقی‌مانده را تخلیه کرده و از آسیب فرونوآسناس به ترانسفورماتورهای ولتاژ (PT) جلوگیری می‌کند.
• ماژول‌های اضافی سرکوب هارمونیک قابل سفارشی‌سازی توسط کاربر موجود است.

اصول کارکرد

• کنترلر به‌طور مداوم ولتاژهای ثانویه ترانسفورماتورهای ولتاژ (PT) متصل به حالت مثلث باز را نظارت می‌کند.
• هنگام وقوع خطای زمین تک‌فاز، تغییرات در ولتاژهای ثانویه PT (Ua، Ub، Uc) تحلیل شده و نوع خطا تعیین می‌شود.
• برای خطاهای زمین فلزی، دستگاه به‌سرعت نقطه خطا را جدا کرده، سیگنال‌های قطع را صادر می‌کند و از تجهیزات و افراد محافظت می‌کند.
• برای خطاهای قوس‌زدن زمین متقطع، سیستم ویژگی‌های خطا را تشخیص داده و واحد خاموش‌کننده را در عرض ۳۰ تا ۴۰ میلی‌ثانیه به‌صورت خودکار فعال می‌کند تا از افزایش ولتاژ اضافی جلوگیری شود.
• برای سیستم‌های زمین‌شده با پدیده رزونانس، دستگاه ولتاژهای اضافی گذرا و حالت پایدار را سرکوب کرده و بازیابی ایمن سیستم را تضمین می‌کند.

ویژگی‌های اصلی

• ضبط داده‌ها: ضبط ولتاژ، جریان و پارامترهای خطا برای تحلیل و رفع اشکال.
• پاسخ سریع: زمان عملکرد ۳۰-۴۰ میلی‌ثانیه، که به سرعت خطاهای قوس-زمین را سرکوب می‌کند.
• بازیابی خودکار: توانایی خنثی کردن سریع قوس‌های موقت و بازگرداندن عملکرد سیستم.
• عملکرد طولانی: اجازه می‌دهد شبکه‌ها تا ۲ ساعت با خطاهای زمین‌گیری تک‌فازی کار کنند، که منجر به کاهش زمان و هزینه‌های قطع برق می‌شود.
• حفاظت جامع: تحت تأثیر توپولوژی یا شرایط عملکرد سیستم قرار نمی‌گیرد.
• قابلیت اطمینان بالا: با مانیتورینگ PT کمکی مجهز شده است تا از خرابی‌ها جلوگیری کند.
• انتخاب هوشمند خطا: به صورت خودکار مشخصات زمین‌گیری را شناسایی می‌کند و دقت را افزایش می‌دهد.
• طراحی انعطاف‌پذیر: حمایت از چندین حالت کاری برای ترکیبات مختلف شبکه.