Ultra-Snelle Stroombeperker (FCL): Een Revolutie in Oplossingen Met Milliseconde-Level Onderbreking en Economische Voordelen

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

Overzicht: Herdefiniëren van snelheid en economie in korte-slagschakeling

Deze oplossing richt zich op een ultra-snelle stroombeperkende schakelaar, ontworpen om de groeiende uitdaging van te hoge korte-slagespanningen fundamenteel aan te pakken en de veiligheid van elektriciteitsnetwerken en apparatuur te waarborgen.

1.1 Kernfuncties

Ultra-snelle onderbrekingssnelheid: Detecteert storingen en beperkt de stroom binnen 1 milliseconde, waardoor de korte-slagstroom effectief wordt ingeperkt voordat deze zijn potentiele piek bereikt.
Hoge onderbrekingscapaciteit:

Geschikt voor 12kV/17,5kV-systemen: Maximale onderbrekingscapaciteit van 210kA (RMS).
Toepasbaar voor 24kV/36kV/40,5kV-systemen: Maximale onderbrekingscapaciteit van 140kA (RMS).

1.2 Kernvoordelen

Economische efficiëntie: Werkt parallel met stroombeperkende reactors om de meest kosteneffectieve beperkingsoplossing te bieden. Vermijdt het vervangen van complete schakelpanelen of transformatoren vanwege toegenomen korte-slagstromen, wat aanzienlijk investeringen in nieuwe of geüpgradeerde stations vermindert.
Brede compatibiliteit: Ideaal voor het verbinden van schakelpanelen en stations; in veel scenario's (bijv. parallelle werking van meerdere transformatoren) is het de enige haalbare technische oplossing.
Uitzonderlijke betrouwbaarheid:

Meer dan 60 jaar wereldwijde operationele ervaring (uitgevonden in 1955), bevestigd in duizenden projecten over de hele wereld.
Statistieken van bijna 4.000 eenheden laten zien dat de gemiddelde werkfrequentie slechts eens per vier jaar is, wat stabiele en betrouwbare prestaties aantoont.

Belangrijke Technische Vragen en Antwoorden

No.	Belangrijke Vraag	Kernantwoord
1	Wat is de piek korte-slagstroom?	De maximale momentane waarde tijdens de eerste cyclus na het optreden van een korte-slagfout, als gevolg van de superpositie van periodieke en niet-periodieke componenten. Het genereert enorme elektromagnetische krachten (test dynamische stabiliteit) en warmte (test thermische stabiliteit).
2	Waarom beperken we de piek korte-slagstroom?	Piekstromen die de door de apparatuur gerateerde weerstandscapaciteit overschrijden, kunnen schakelpanelen, schakelaars, stroomtransformatoren en kabelconnectoren beschadigen door krachtige elektromagnetische krachten.
3	Hoe aanpassen aan parallelle werking van meerdere transformatoren?	Voor schakelpanelen met een weerstandsvermogen van 2Ik, in een systeem met vier transformatoren (4Ik) in parallel, kan perfecte aanpassing worden bereikt door snelle stroombeperkers tussen bussecties te installeren (bijv. tussen secties 1-2 en 3-4).
4	Wat zijn de uitschakelcriteria? Hoe false trips vermijden?	De controle-eenheid monitort gelijktijdig de momentane stroom (I) en de stijgingssnelheid van de stroom (di/dt). Een trip wordt alleen getriggerd wanneer beide de ingestelde drempelwaarden overschrijden. Dit dubbele criterium zorgt ervoor dat alleen gevaarlijke korte-slagstromen worden onderbroken, terwijl algemene fouten worden afgehandeld door downstream schakelaars.
5	Hoe onderhouden na bedrijf?	Het kernwerkend component (geleidende brug) heeft een modulaire ontwerp en kan worden teruggestuurd voor reparatie. Alleen de interne geleidende kern, inductieve vulling en parallelle fusen moeten worden vervangen; andere componenten zijn herbruikbaar, waardoor de onderhoudskosten zeer laag blijven.

Kernfuncties en Waarde

3.1 Kernfunctie

Detecteert en beperkt fouten tijdens de initiële stijgende fase van de korte-slagstroom (binnen 1ms), waardoor effectief schade aan elektriciteitsapparatuur wordt voorkomen door onvoldoende dynamische en thermische stabiliteit. Het compenseert perfect de inherente beperkingen van traditionele schakelaars—“langzaam reagerend en niet in staat om de eerste halfgolf piekstroom te onderdrukken.”

3.2 Vergelijkbare Voordelen

Vergelijkingsobject	Voordelen Details
Traditionele Schakelaars	Schakelaars nemen tientallen milliseconden om te onderbreken, waardoor de impact van de eerste piekstroom niet kan worden vermeden. Deze beperker reageert binnen 1ms, waardoor de werkelijke piek korte-slagstroom op een lager niveau wordt beperkt.
Stroombeperkende Reactors	Vermeidt spanningsval, actieve verliezen (koperverliezen) en reactieve verliezen die gepaard gaan met reactors in continue werking. Bovendien elimineert het de noodzaak om generatorregelingsproblemen te behandelen die door de integratie van reactors worden veroorzaakt.

3.3 Toepasselijke Scenario's

Krachtcentrales
Grote industriële netwerkstations
Specifieke belangrijke circuits/scenario's: Transformatoren/generatorvoedercircuits, busverbindingsecties, reactor bypass-toepassingen en verbindingpunten tussen netwerken en eigen energiebronnen.

Structuur en Ontwerp

4.1 Algemene Samenstelling

De driefase AC-systeem snelle stroombeperker bestaat uit:

3 geleidende brugbases
3 geleidende bruggen
3 passende stroomtransformatoren
1 controle-eenheid

4.2 Details van Belangrijke Componenten

Component Naam	Samenstelling / Kenmerken	Belangrijke Parameters / Regels
Geleidende Brugbasis	Inclusief montageplaat, isolatoren, pulstransformator en connectoren met snelle koppelingen	- Nominale stroom ≥2500A en spanning 12/17,5kV: Geboorde verbindingen. - Pulstransformator: ≤17,5kV (alleen onderaan geïnstalleerd); ≥24kV (bovenaan en onderaan geïnstalleerd voor betrouwbare isolatie).
Geleidende Brug	Geleidende kern en inductieve vulling ingekapseld in een isolerende behuizing	Bij tripping wordt de inductieve vulling geactiveerd, waardoor de geleidende kern snel breekt op zijn vooraf gesneden punt; de stroom gaat dan over naar de parallelle fuse.
Passende Stroomtransformator	Bushing- of bloktype, series verbonden in het hoofdcircuit	Kenmerkt een gapped core (hoog overstroomfactor, lage remanentie) en beschermd primaire/secundaire windingen (lage impedantie) om meetnauwkeurigheid en snelheid te garanderen.
Controle-eenheid	Inclusief voeding, controle, indicatie en anti-interferentie-eenheden	- Afmetingen: 600mm (B) × 1450mm (H) × 300mm (D); gewicht: 100kg. - Indicatie-eenheid: 5 vlagrelais (trip-indicatie voor 3 fasen + gereedheidscontrole + voedingcontrole).

Werkprincipe: Realiseren van 1ms Stroombeperking

5.1 Kernsamenstelling

Het apparaat is in essentie een intelligente parallelle combinatie van twee componenten:

"Extreem snelle schakelaar (geleidende brug)": Draagt nominale stroom tijdens normale werking en opent onmiddellijk tijdens fouten.
"Hoogonderbrekingscapaciteit fuse": Onderbreekt uiteindelijk de hoge stroom nadat de schakelaar open is.

5.2 Werkvolgorde

Detectie: Passende stroomtransformatoren (CT's) verzamelen continu stroomsignalen; de controle-eenheid berekent de momentane stroom (I) en de stijgingssnelheid van de stroom (di/dt).
Oordeel: Wanneer zowel I als di/dt de ingestelde waarden overschrijden, geeft de controle-eenheid onmiddellijk een trip-commando (onafhankelijke driefase oordeel en trigger).
Onderbreking: De trip-condensator ontladen in de pulstransformator, waardoor de inductieve vulling in de geleidende brug wordt geactiveerd. Dit genereert hoogdruk gas, waardoor de geleidende kern binnen 1ms breekt op zijn vooraf gesneden punt.
Stroombeperking: De boogweerstand neemt snel toe, waardoor de stroom overgaat naar de parallelle fuse. De fuse begint binnen 0,5ms met beperken en dooft de boog volledig bij de volgende stroomnul, waarmee de fout wordt weggenomen.

5.3 Hulpunits

Voedingseenheid: Levert 150V DC-voeding om de trip-condensator op te laden en elektronische componenten te voeden. Inclusief watchdog-circuit om de systeemstatus te bewaken.
Anti-interferentie-eenheid: Alle externe bedrading passeert via deze eenheid, waardoor effectieve bescherming tegen externe elektromagnetische interferentie wordt geboden en valse operaties worden voorkomen.

Inbedrijfstelling en Testen

6.1 Testvereisten

Regelmatig functioneel testen is vereist, wat kan worden uitgevoerd door gebruikers of ABB-service ingenieurs.

6.2 Speciale Apparatuur

Simulator: Vervangt tijdelijk de geleidende brug tijdens tests. Zijn ingebouwde neonlamp licht op bij ontvangst van een trip-puls, wat correcte werking aangeeft.
Test Plug & Test Instrument: Wordt gebruikt om de trip-uitgangsspanning en de algehele functionaliteit te controleren. Kenmerkt een gebruiksvriendelijke interface en eenvoudig bediening (afmetingen: 400×215×320mm; gewicht: 11kg).

Leveringsscope en Parameters

7.1 Leveringsmodellen

Model Type	Toepasbare Scenario's	Kernconfiguratie
Afzonderlijke Componenten	Voor installatie in bestaande schakelpanelen	3 bases + 3 geleidende bruggen + 3 CT's + 1 controle-eenheid
Uittrekbare Kast	Voor metalen omhulde schakelpanelen	Geleidende bruggen gemonteerd op uittrekbare karretjes (met isolerende schakelfunctie); CT's vastgezet; controle-eenheid geïnstalleerd in het laagspanningscompartiment
Vaste Kast	- Voor 12/17,5/24kV-systemen - Verplicht voor 36/40,5kV-systemen	Alle componenten vastgezet binnen de kast. Voor 36/40,5kV-systemen wordt de controle-eenheid vaak in een aparte controlekast geïnstalleerd.

7.2 Belangrijke Technische Parameters (Voorbeeld: Afzonderlijke Componenten)

Opmerking: ¹ geeft aan dat geforceerde luchtcooling vereist is; compatibel met 50/60Hz frequentie.

Technische Parameter	Eenheid	12kV	17,5kV	24kV	36/40,5kV
Nominale Spanning	V	12000	17500	24000	36000/40500
Nominale Stroom	A	1250-5000¹	1250-4000¹	2500-4000¹	1250-3000¹
Nominale Korte-slagonderbrekingsstroom (Max.)	kA RMS	210	210	210	140

Typische Toepassingsscenario's

Toepassingsscenario	Kernprobleem	Oplossingswaarde
Parallel Systeem Operationeel	Korte-slagstroom van meerdere transformatoren in parallel overschrijdt schakelpaneelratings	1. Staats systematische impedantie, minimaliseert spanningdaling. 2. Optimaliseert transformatorenlading, vermindert verliezen. 3. Maakt ononderbroken lastoverdracht mogelijk tijdens fouten, verbetert leveringsbetrouwbaarheid.
Netwerk-Eigen Energie Verbinding	Eigen generatorenoperatie veroorzaakt te hoge korte-slagstroom op het gemeenschappelijke koppelingspunt	De enige rationele oplossing. Kan worden uitgerust met richtingstripping (vereist CT op generatorneutraal) om te zorgen voor werking alleen bij netwerkzijdefouten.
Omzeilen Stroombeperkende Reactoren	Reactoren in continue werking veroorzaken verliezen en spanningdaling	Omzeilt reactoren tijdens normale werking (nul verlies, nul spanningdaling); onderbreekt snel tijdens korte-slagen, leidt stroom naar de reactor voor beperking.
Selectieve Toepassing van Meerdere Eenheiden	Selectieve werking vereist wanneer meerdere beperkers zijn geïnstalleerd op meerdere bussecties	Gebruikt "stroomvector som" criterium om te zorgen dat alleen de beperker het dichtst bij de fout werkt. Ondersteunt tot 5 transformatoren in parallel (met 4 beperkers).