Ultra-Hitro Omejitev Toka (FCL): Revolucionarna rešitev z prekinjanjem na milisekundnem nivoju in gospodarskimi prednostmi

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

Pregled: Ponovno določanje hitrosti in ekonomike v zaščiti pred prekinitvami

Ta rešitev se osredotoča na izjemno hitro napravo za omejevanje strmihn tokov, zasnovano, da temeljito reši naraščajoč izziv prekomernih strmihn tokov in zagotovi varnost električnih omrežij in opreme.

1.1 Osnovne značilnosti

Izjemno hitra prekinitev: Zazna napake in omeji tok v 1 milisekundi, učinkovito omejuje strmih tok preden dosežejo svoj potencialni vrhunec.
Visoka zmogljivost prekinitve:

Primerna za sisteme 12kV/17.5kV: Maksimalna prekinitvena zmogljivost 210kA (efektivna vrednost).
Uporabna za sisteme 24kV/36kV/40.5kV: Maksimalna prekinitvena zmogljivost 140kA (efektivna vrednost).

1.2 Osnovne prednosti

Gospodarska učinkovitost: Deluje vzporedno s reaktorji za omejevanje toka, da zagotovi najboljšo ceno-ustrezno rešitev. Izogiba popolnemu zamenjanju celotnih skrinj za preklopljive aparate ali transformatorje zaradi povečanih strmihn tokov, kar znatno zmanjša naložbe v nove ali posodobljene pretvorovalnice.
Široka združljivost: Idealna za povezovanje skrinj za preklopljive aparate in pretvorovalnic; v mnogih scenarijih (npr. vzporedno delovanje več transformatorjev) je edina možna tehnična rešitev.
Izjemna zanesljivost:

Nad 60 let globalnega izkušnjena dela (izumljena leta 1955), preverjena v tisočih projektov po vsem svetu.
Statistika skoraj 4.000 enot kaže, da se povprečno aktivira le enkrat na štiri leta, kar kaže na stabilno in zanesljivo delovanje.

Ključna tehnična P&O

Št.	Ključno vprašanje	Osnovni odgovor
1	Kaj je vrhunska strmih tok?	Največja trenutna vrednost v prvi fazi po nastanku strmihe napake, ki je rezultat prekrivanja periodičnih in neperiodičnih komponent. Ustvarja obsežne elektromagnetne sile (preverjanje dinamske stabilnosti) in toplota (preverjanje termalne stabilnosti).
2	Zakaj omejevati vrhunske strmihe tokove?	Vrhunske tokove, ki presegajo meritve zahtevane zahtevne parametre opreme, lahko okvarijo skrinje za preklopljive aparate, prekinitvene aparate, tokometre in konektorje kabelov z močnimi elektromagnetskimi silami.
3	Kako se prilagoditi vzporednemu delovanju več transformatorjev?	Za skrinje za preklopljive aparate z zmožnostjo utrjevanja 2Ik, v sistemu z štirimi transformatorji (4Ik) vzporedno, se lahko popolnoma prilagodi z namestitvijo hitrih omejevalcev toka med členi busa (npr. med členi 1-2 in 3-4).
4	Kateri so merili za prekinitve? Kako se izogniti napačnim prekinitvam?	Enota za nadzor hkrati spremlja trenutni tok (I) in . Prekinitva se odpali samo, ko obe presežejo določeni prag. Ta dvojni kriterij zagotavlja, da so prekinjeni samo nevarni strmihi tok, medtem ko splošne napake obravnava prekinitveni aparat podstrmi.
5	Kako vzdrževati po delovanju?	Glavni delujoči komponent (vodilni most) ima modulski dizajn in se lahko vrača za popravilo. Le notranji vodilni jedro, induktivni polnilnik in vzporedni prekinitveni vtičniki morajo biti zamenjani; drugi komponenti so ponovno uporabljivi, kar zagotavlja zelo nizke stroške vzdrževanja.

Glavne funkcije in vrednost

3.1 Glavna funkcija

Zazna in omeji napake v , učinkovito preprečuje poškodbo električne opreme zaradi nedostatka dinamske in termalne stabilnosti. Popolnoma kompenzira notranje omejitve tradicionalnih prekinitvenih aparatov—"počasno delovanje in nezmožnost omejevanja prvega polvalnega vrhunca toka."

3.2 Primerjalne prednosti


Tradicionalni prekinitveni aparat	Prekinitveni aparat prekine v desetine milisekund, ne more izogniti vplivu prvega vrhunca toka. Ta omejevalnik se odziva v 1ms, omejuje dejanski vrhunski strmih tok na nižjo raven.
Reaktorji za omejevanje toka	Izogib padcu napetosti, aktivnim izgubam (medni izgube) in reaktivnim izgubam, povezanim z reaktorji v stalnem delovanju. Tudi izbriše potrebo po reševanju težav z regulacijo generatorjev, ki jih povzroča integracija reaktorjev.

3.3 Uporabni scenariji

Elektrarne
Velike industrijske mrežne pretvorovalnice
Določeni ključni črti/scenariji: Vodilne črti transformatorjev/generatorjev, črti vezanja busa, uporaba za obhajanje reaktorjev in povezne točke med omrežji in lastnimi viri energije.

Struktura in dizajn

4.1 Splošna sestava

Hitri omejevalnik toka za trofazni AC sistem sestavlja:

3 vodilna mostna baza
3 vodilna mosta
3 ujemajoči tokometri
1 enota za nadzor

4.2 Podrobnosti ključnih komponent


Baza vodilnega mosta	Vključuje montažno ploščo, izolatorje, pulsni transformator in konektorje s hitrimi priključki	- Imenovani tok ≥2500A in napetost 12/17.5kV: Spojevi s šrafi. - Pulsni transformator: ≤17.5kV (nameščen samo na dnu); ≥24kV (nameščen na vrhu in dnu za zanesljivo izolacijo).
Vodilni most	Vodilno jedro in induktivni polnilnik zaprti v izolativno pokrovno	Pri prekinitvi se aktivira induktivni polnilnik, ki pogoni vodilno jedro, da se hitro razbije na predrezanem mestu; tok se nato prenese na vzporedni prekinitveni vtičnik.
Ujemajoči tokometer	Tip guma ali bloka, serijno povezan v glavni črti	Značilnosti z rožico v jedru (visok faktor prekomernega toka, nizka ostanka magnetizacije) in ščitana primarna/vtorna navija (nizka impedanca) za zagotavljanje natančnosti in hitrosti merjenja.
Enota za nadzor	Vključuje vir napetosti, nadzor, kazalo in enoto za odpor proti motnjam	- Dimenzije: 600mm (Š) × 1450mm (V) × 300mm (D); teža: 100kg. - Kazalo enote: 5 zastavnih relejev (prekinitveno kazalo tri faze + nadzor pripravljenosti + nadzor vira napetosti).

Delovni način: Dosego 1ms omejevanja toka

5.1 Glavna sestava

Naprava je bistveno dveh komponent:

"Izjemno hitri preklopnik (vodilni most)": Nese imenovani tok med normalnim delovanjem in se takoj odpre ob napakah.
"Prekinitveni vtičnik z visoko prekinitveno zmogljivostjo": Končno prekine visoki tok po odprtju preklopnika.

5.2 Zaporedje delovanja

: Ujemajoči tokometri (CT) neprekinjeno zbirajo signale toka; enota za nadzor izračuna trenutni tok (I) in hitrost naraščanja toka (di/dt).
: Ko presežejo I in di/dt določene vrednosti, enota za nadzor takoj izda ukaz za prekinitveno (nezavисно трёхфазное суждение и запуск).
: Конденсатор прерывания разряжается в импульсный трансформатор, активируя индуктивный наполнитель в проводящем мосту. Это генерирует высокое давление газа, вызывающее разрыв проводящего ядра по предварительно нарезанному месту в течение 1 мс.
: Сопротивление дуги быстро увеличивается, перенося ток на параллельный предохранитель. Предохранитель начинает ограничение в течение 0,5 мс и полностью гасит дугу на следующем нулевом значении тока, устраняя неисправность.

5.3 Вспомогательные устройства

: Предоставляет 150 В постоянного тока для зарядки конденсатора прерывания и питания электронных компонентов. Включает в себя цепь сторожевого таймера для мониторинга состояния системы.
: Все внешние провода проходят через это устройство, обеспечивая эффективную защиту от внешних электромагнитных помех и предотвращая ложные операции.

6.1 Требования к тестированию

Требуется регулярное функциональное тестирование, которое могут выполнять пользователи или инженеры сервисной службы ABB.

6.2 Специализированное оборудование

: Временно заменяет проводящий мост при тестировании. Встроенная неоновая лампа загорается при получении импульса прерывания, указывая на правильную работу.
: Используются для проверки выходного напряжения прерывания и общей функциональности. Обладают удобным интерфейсом и простотой использования (размеры: 400x215x320 мм; вес: 11 кг).

7.1 Модели поставки


Отдельные компоненты	Для установки в существующие коммутационные шкафы	3 основания + 3 проводящих моста + 3 ТТ + 1 блок управления
Выдвижной шкаф	Для металлических оболочек коммутационных шкафов	Проводящие мосты установлены на выдвижных тележках (с функцией изолирующего выключателя); ТТ зафиксированы; блок управления установлен в низковольтном отсеке
Неподвижный шкаф	- Для систем 12/17.5/24 кВ - Обязателен для систем 36/40.5 кВ	Все компоненты зафиксированы внутри шкафа. Для систем 36/40.5 кВ блок управления часто устанавливается в отдельном корпусе управления.

7.2 Ключевые технические параметры (Пример: Отдельные компоненты)

Примечание: ¹ указывает на необходимость принудительного воздушного охлаждения; совместимо с частотой 50/60 Гц.


Номинальное напряжение	В	12000	17500	24000	36000/40500
Номинальный ток	А	1250-5000¹	1250-4000¹	2500-4000¹	1250-3000¹
Максимальный номинальный ток короткого замыкания	кА RMS	210	210	210	140


Параллельная работа системы	Ток короткого замыкания от нескольких параллельно подключенных трансформаторов превышает номинальные значения коммутационных шкафов	1. Позволяет снизить импеданс системы, минимизируя падение напряжения. 2. Оптимизирует распределение нагрузки между трансформаторами, снижая потери. 3. Обеспечивает бесперебойную передачу нагрузки при авариях, повышая надежность энергоснабжения.
Соединение сети с собственной генерацией	Работа собственного генератора вызывает чрезмерный ток короткого замыкания в точке общего соединения	Единственное рациональное решение. Может быть оснащено направленным прерыванием (требуется ТТ на нейтральном выводе генератора) для обеспечения работы только при авариях на стороне сети.
Обход реакторов ограничения тока	Реакторы в режиме непрерывной работы вызывают потери и падение напряжения	Обходит реакторы в нормальном режиме (нулевые потери, нулевое падение напряжения); быстро прерывает при коротком замыкании, направляя ток на реактор для ограничения.
Избирательное применение нескольких устройств	Требуется избирательная работа при установке нескольких ограничителей на многоразделные шины	Использует критерий "суммы векторов тока" для обеспечения работы только ближайшего ограничителя к месту аварии. Поддерживает до 5 параллельно подключенных трансформаторов (с использованием 4 ограничителей).