Ultra-Fast Current Limiter (FCL): Revolucionārs risinājums ar milisekundēm līmeņa pārtraukumu un ekonomiskiem ieguvumiem

13yrs + staff 30000+m² US$100,000,000+ China

Pārskats: Ātruma un ekonomikas atkārtēšana saīsinātās elektroapgādes aizsardzībā

Šis risinājums koncentrējas uz superāru ātru saīsināto strāvas robežlīdzekli, kas izstrādāts, lai būtiski risinātu pieaugošo saīsināto strāvas problēmu un nodrošinātu elektrotīklu un iekārtu drošību.

1.1 Galvenās funkcijas

Ātra pārtraukšanas rādītājs: Detektē kļūdas un ierobežo strāvu 1 milisekundē, efektīvi ierobežojot saīsināto strāvu, pirms tā sasniedz prognozēto virsotni.
Lielā pārtraukšanas spēja:

Iepriecinošs 12kV/17.5kV sistēmām: Maksimālā pārtraukšanas spēja 210kA (RMS).
Piemērots 24kV/36kV/40.5kV sistēmām: Maksimālā pārtraukšanas spēja 140kA (RMS).

1.2 Galvenie priekšrocības

Ekonomiska efektivitāte: Darbojas paralēli ar strāvas robežlīdzekļiem, sniedzot visvērtīgāko robežlīdzekļu risinājumu. Izvairās no veselu uzņēmumu paneļu vai transformatoru aizstāšanas dēļ pieaugusās saīsinātās strāvas, būtiski samazinot investīcijas jaunos vai atjaunotajos apgaismojumposmos.
Plaša savietojamība: Ideāls dažādu uzņēmumu paneļu un apgaismojumposmu savienojumiem; daudzos gadījumos (piemēram, vairāku transformatoru paralēlā darbība) tas ir vienīgais iespējamais tehniskais risinājums.
Izcilā uzticamība:

Vairāk nekā 60 gadu globāla darbības pieredze (izgudrota 1955. gada), apstiprināta tūkstošiem projektos visā pasaulē.
Gandrīz 4000 vienību statistika rāda, ka vidēji tiek izmantots tikai reizi četros gados, demonstrējot stabili un uzticamu veiktspēju.

Galvenie tehniskie jautājumi un atbildes

Nr.	Galvenais jautājums	Būtiskā atbilde
1	Kas ir maksimālā saīsinātā strāva?	Pirmā cikla augstākais momentānais vērtība pēc saīsinātās elektroapgādes kļūdas, kas rodas periodisku un nepārtrauktu komponentu superpozīcijā. Tas radīt lielus elektromagnētiskos spēkus (testējot dinamisko stabilitāti) un siltumu (testējot siltuma stabilitāti).
2	Kāpēc ierobežot maksimālo saīsināto strāvu?	Maksimālās strāvas, kas pārsniedz iekārtu standarta izturēšanas parametrus, var bojāt uzņēmumu paneļus, līdzstrāves automātus, strāvas transformatorus un kabeļu savienojumus, izmantojot lielus elektromagnētiskos spēkus.
3	Kā pielāgot vairāku transformatoru paralēlajai darbībai?	Uzņēmumu paneļiem ar izturēšanas spēju 2Ik, sistēmā ar četriem transformatoriem (4Ik) paralēli, perfekta pielāgošanās var tikt sasniegta, instalējot ārus strāvas robežlīdzekļus starp bus sekcijām (piemēram, starp sekcijām 1-2 un 3-4).
4	Kādi ir triecienu kritēriji? Kā izvairīties no nepareiziem triecieniem?	Kontrolējošais vienība vienlaikus monitorē momentāno strāvu (I) un strāvas pieauguma ātrumu (di/dt). Trieciens tiek aktivizēts tikai tad, kad abi pārsniedz iestatītos sliekšņus. Šis divkriterijs nodrošina, ka tiek pārtrauktas tikai bīstamas saīsinātās strāvas, kamēr vispārējās kļūdas tiek atrisinātas zemāk esošajiem līdzstrāves automātiem.
5	Kā uzturēt pēc darbības?	Galvenais darbības komponents (vedēja tilts) ir modulāra dizaina un to var nosūtīt remontēšanai. Jāaizstāj tikai iekšējais vedējs, induktīvais plūstnis un paralēlie fuzi; citi komponenti ir atkārtoti izmantojami, nodrošinot ļoti zemas uzturēšanas izmaksas.

Galvenās funkcijas un vērtība

3.1 Galvenā funkcija

Detektē un ierobežo kļūdas saīsinātās strāvas sākuma pieauguma posmā (1ms laikā), efektīvi novēršot elektroiekārtu kaitējumu dēļ nepietiekamas dinamiskās un siltuma stabilitātes. Tas perfekti kompensē tradicionālo līdzstrāves automātu inherentās ierobežojumus - "lēni reaģē un nevar supressēt pirmo pusvilkni virsotnes strāvu."

3.2 Salīdzinājuma priekšrocības

Salīdzināšanas objekts	Priekšrocību detaļas
Tradicionalie līdzstrāves automāti	Līdzstrāves automāti pārtrauc desmitiem milisekundēs, nevar izvairīties no pirmā virsotnes strāvas ietekmes. Šis robežlīdzeklis reaģē 1ms laikā, ierobežojot faktiskās saīsinātās strāvas virsotnes līmeni zemāk.
Strāvas robežlīdzekļi	Izvairās no sprieguma pazemināšanās, aktīvajām zaudējumiem (rauda zaudējumi) un reaktivajiem zaudējumiem, kas saistīti ar līdzstrāves automātu nepārtrauktā darbībā. Arī izbeidz nepieciešamību risināt dzinēju regulēšanas jautājumus, ko rada līdzstrāves automātu integrācija.

3.3 Piemērošanas situācijas

Elektrostacijas
Lielu rūpniecisko tīklu apgaismojumposmi
Noteiktas galvenās shēmas/scenāriji: Transformatoru/dzinēju pārveidotāju piedziņas shēmas, bus saites sekcijas, līdzstrāves automātu apvedes lietojumi un tīklu un pašu ražoto enerģijas avotu savienojuma punkti.

Konstrukcija un dizains

4.1 Kopējā sastāvdaļa

Trijstūra AC sistēmas ātrā strāvas robežlīdzekļa sastāvā ietilpst:

3 vedēja tiltu pamati
3 vedēja tilti
3 atbilstoši strāvas transformatori
1 kontrolējoša vienība

4.2 Galveno sastāvdaļu detaļas

Sastāvdaļas nosaukums	Sastāvs / Iespējas	Galvenie parametri / Noteikumi
Vedēja tils pamatne	Ietver montāžas plāksni, izolātore, impulss transformators un savienojumus ar ātriem savienojumiem	- Nominalais strāvas un sprieguma 12/17.5kV: Bolto savienojumi. - Impulss transformators: ≤17.5kV (instalēts tikai apakšā); ≥24kV (instalēts gan augšā, gan apakšā, lai nodrošinātu uzticamu izolāciju).
Vedēja tils	Vedējs un induktīvais plūstnis ieplaksts izolētā apakšā	Trieciena laikā induktīvais plūstnis tiek aktivizēts, izraisot vedēja šķēršanos tā iepriekš sagrieztajā vietā; strāva pāriet uz paralēlo fuzi.
Atbilstošs strāvas transformators	Bushings vai bloka tips, sarindots galvenajā tīklā	Izdevīgi ar atstarptu kodolu (liels pārstrāvas faktors, zema rezidualā magnetiskā indukcija) un aizsargāti primārie/sekundārie viti (zema impedancija), lai nodrošinātu mērījumu precizitāti un ātrumu.
Kontrolējoša vienība	Ietver enerģijas avotu, kontrolējošo, rādīšanas un antiinterferencējošo vienību	- Dimensijas: 600mm (W) x 1450mm (H) x 300mm (D); svars: 100kg. - Rādīšanas vienība: 5 karoga rele (3-fāzes triecienu rādīšana + gatavības monitoring + enerģijas avota monitoring).

Darbības princips: 1ms strāvas ierobežošana

5.1 Galvenā sastāvdaļa

Īpašība ir esenciāli racionāls paralēls kombinācijas divu komponentu:

"Ātriss pārslēguma (vedēja tils)": Nosēž nominalo strāvu normālā darbībā un ātri atveras kļūdu laikā.
"Augsta pārtraukšanas spēja fuzis": Visbeidzot pārtrauc augsto strāvu pēc pārslēguma atveršanas.

5.2 Darbības secība

Detektēšana: Atbilstošie strāvas transformatori (CT) nepārtraukti apkopo strāvas signālus; kontrolējoša vienība aprēķina momentāno strāvu (I) un strāvas pieauguma ātrumu (di/dt).
Novērtēšana: Kad abiem I un di/dt pārsniedz iestatītās vērtības, kontrolējoša vienība tūlīt izsniedz triecienu komandu ( neatkarīgs trīs fāžu novērtējums un aktivizācija).
Pārtraukšana: Triecienu kondensators izlej impulss transformatorā, aktivizējot induktīvo plūstni vedēja tils. Tas radīt augstu spiedienu gāzi, izraisot vedēja šķēršanos tā iepriekš sagrieztajā vietā 1ms laikā.
Strāvas ierobežošana: Loks resistances strāva strauji palielinās, pārnosot strāvu uz paralēlo fuzi. Fuzis sāk ierobežot 0.5ms un pilnībā iznīcina loku nākamajā strāvas nulle, notīra kļūdu.

5.3 Palīgvienības

Enerģijas avots: Sniedz 150V DC enerģiju, lai uzlādētu triecienu kondensatoru un piegādātu elektroniskos komponentus. Ietver watchdogs cirkuli, lai monitorētu sistēmas veselību.
Antiinterferencējoša vienība: Visi ārējie vadi nonāk caur šo vienību, nodrošinot efektīvu aizsardzību pret ārējo elektromagnētisko interferenci un novēršot nepareizu darbību.

Uzsākšana un testēšana

6.1 Testēšanas prasības

Regulāri jāveic funkcijas testēšana, ko var izpildīt lietotāji vai ABB servisa inženieri.

6.2 Specializētā aprīkojuma

Simulators: Pagaidu aizstāj vedēja tils testēšanas laikā. Tā iebūvētā neon lampā gaismojas, saņemot triecienu impulsu, liecinojot par pareizu darbību.
Testēšanas kontakti un instruments: Izmantots, lai pārbaudītu triecienu izvades spriegumu un kopējo funkcionalitāti. Ietver lietotājam draudzīgu interfeisu un vieglu izmantošanu (dimensijas: 400x215x320mm; svars: 11kg).

Sniedzamās modelis un parametri

7.1 Piegādes modeļi

Modela tips	Piemērošanas situācijas	Galvenā konfigurācija
Diskrētās sastāvdaļas	Instalācija esošajos uzņēmumu paneļos	3 pamati + 3 vedēja tilti + 3 CT + 1 kontrolējoša vienība
Izvelkama skapji	Metāla klātveida uzņēmumu paneļi	Vedēja tilti instalēti izvelkamajās deblīs (ar izolācijas slēguma funkciju); CT fiksēti; kontrolējoša vienība instalēta zemsprieguma kompartimentā
Fiksēti skapji	- 12/17.5/24kV sistēmām - Obligāti 36/40.5kV sistēmām	Visas sastāvdaļas fiksētas skapjā. 36/40.5kV sistēmām kontrolējoša vienība bieži instalēta atsevišķā kontrolējošajā kastē.

7.2 Galvenie tehniskie parametri (Piemērs: Diskrētās sastāvdaļas)

Piezīme: ¹ norāda, ka nepieciešama piespiešanas gaisa dzesīšana; saderīga ar 50/60Hz frekvenci.

Tehniskais parametrs		12kV	17.5kV	24kV	36/40.5kV
Nominalais spriegums	V	12000	17500	24000	36000/40500
Nominalais strāvas	A	1250-5000¹	1250-4000¹	2500-4000¹	1250-3000¹
Nominalais saīsinātās strāvas pārtraukšanas strāvas (Maks.)	kA RMS	210	210	210	140

Typical Application Scenarios

Application Scenario	Core Issue	Solution Value
Parallel System Operation	Short-circuit current from multiple transformers in parallel exceeds switchgear ratings	1. Allows reduced system impedance, minimizing voltage drop. 2. Optimizes transformer load distribution, reducing losses. 3. Enables uninterrupted load transfer during faults, improving supply reliability.
Grid-Captive Power Interconnection	Captive generator operation causes excessive short-circuit current at the common coupling point	The only rational solution. Can be equipped with directional tripping (requires CT at generator neutral) to ensure operation only for grid-side faults.
Bypassing Current-Limiting Reactors	Reactors in continuous operation cause losses and voltage drop	Bypasses reactors during normal operation (zero loss, zero voltage drop); rapidly interrupts during short circuits, diverting current to the reactor for limiting.
Selective Application of Multiple Units	Selective operation required when multiple limiters are installed on multi-section buses	Uses "current vector sum" criterion to ensure only the limiter closest to the fault operates. Supports up to 5 transformers in parallel (using 4 limiters).