سوپر تیز رفتاری محدودکننده جریان (FCL): ایک انقلابی حل جوہری سطح کے قطع کرنے اور معاشی فوائد کے ساتھ
- نظرة عامة: إعادة تعريف السرعة والاقتصادية في حماية الدائرة القصيرة
تركز هذه الحل على جهاز تقييد التيار القصير فائق السرعة، مصمم بشكل أساسي لمعالجة التحدي المتزايد للتواجد الزائد للتيار القصير وضمان سلامة الشبكات الكهربائية والمعدات.
1.1 الميزات الأساسية
- سرعة قطع فائقة السرعة: يكتشف الأعطال ويقيد التيار خلال 1 مللي ثانية، مما يحد من تيار الدائرة القصيرة قبل أن يصل إلى ذروته المحتملة.
- قدرة قطع عالية:
- مناسب لنظم 12kV/17.5kV: القدرة القصوى لقطع التيار 210kA (RMS).
- مناسب لنظم 24kV/36kV/40.5kV: القدرة القصوى لقطع التيار 140kA (RMS).
1.2 المزايا الأساسية
- الكفاءة الاقتصادية: يعمل بالتوازي مع المفاعلات الحالية لتوفير حل تقييدي الأكثر كفاءة من حيث التكلفة. يتجنب استبدال لوحة التوزيع بأكملها أو المحولات بسبب زيادة تيارات الدائرة القصيرة، مما يقلل بشكل كبير من الاستثمار في محطات التحويل الجديدة أو المحدثة.
- توافق واسع النطاق: مثالي لربط لوحات التوزيع والمحطات الفرعية؛ في العديد من السيناريوهات (مثل التشغيل المتوازي لمجموعة من المحولات)، هو الحل التقني الوحيد الممكن.
- موثوقية استثنائية:
- أكثر من 60 عامًا من الخبرة العالمية في التشغيل (اخترعت في عام 1955)، تم التحقق منها في آلاف المشاريع حول العالم.
- تظهر الإحصائيات من حوالي 4000 وحدة أن معدل التشغيل يبلغ مرة واحدة كل أربع سنوات فقط، مما يدل على أداء مستقر وموثوق.
- أسئلة وأجوبة تقنية رئيسية
|
رقم |
السؤال الرئيسي |
الإجابة الرئيسية |
|
1 |
ما هو تيار الدائرة القصيرة الأقصى؟ |
القيمة اللحظية القصوى خلال الدورة الأولى بعد حدوث عطل في الدائرة القصيرة، نتيجة الجمع بين المكونات الدورية وغير الدورية. ينتج عنه قوى كهرومغناطيسية هائلة (اختبار الاستقرار الديناميكي) وحرارة (اختبار الاستقرار الحراري). |
|
2 |
لماذا يجب تقييد تيار الدائرة القصيرة الأقصى؟ |
تيارات الذروة التي تتجاوز معايير تحمل المعدات يمكن أن تتسبب في تلف لوحات التوزيع ومفاتيح الدائرة المحركة والمحولات الحالية ووصلات الكابلات بواسطة قوى كهرومغناطيسية قوية. |
|
3 |
كيف يمكن التكيف مع التشغيل المتوازي لمجموعة من المحولات؟ |
بالنسبة لألواح التوزيع ذات القدرة على تحمل 2Ik، في نظام به أربع محولات (4Ik) متصلة بالتوازي، يمكن تحقيق التكيف الكامل بتثبيت محددات التيار السريعة بين الأقسام (مثل الأقسام 1-2 و 3-4). |
|
4 |
ما هي معايير القطع؟ كيف يمكن تجنب القطع الخاطئة؟ |
وحدة التحكم تقوم براقبة التيار اللحظي (I) ومعدل ارتفاع التيار (di/dt). يتم تشغيل القطع فقط عندما يتجاوز كلاهما العتبات المحددة. هذا المعيار الثنائي يضمن قطع تيارات الدائرة القصيرة الخطرة فقط، بينما يتم التعامل مع الأعطال العامة بواسطة مفاتيح الدائرة المحركة下游内容似乎被截断了，但我将根据已给出的指示继续翻译剩余部分。如果需要更正或有更多内容，请告知我。 |
|
5 |
كيف يتم الصيانة بعد التشغيل؟ |
المكون الرئيسي للتشغيل (الجسر الموصل) يتميز بتصميم مودولي ويمكن إرساله لإصلاح. يحتاج فقط إلى استبدال النواة الموصلة الداخلية والمادة المؤدية وال保险丝；其他组件可以重复使用，确保非常低的维护成本。 |
- 核心功能和价值
3.1 核心功能
在短路电流初始上升阶段（1毫秒内）检测并限制故障，有效防止由于动态和热稳定性不足导致的电力设备损坏。它完美地弥补了传统断路器的固有限制——“动作缓慢且无法抑制第一个半波峰值电流”。
3.2 比较优势
|
比较对象 |
优势详情 |
|
传统断路器 |
断路器需要数十毫秒才能切断，无法避免第一个峰值电流的影响。此限流器在1毫秒内响应，将实际短路峰值电流限制在较低水平。 |
|
限流电抗器 |
避免了连续运行时电抗器引起的电压降、有功损耗（铜损）和无功损耗。同时消除了因电抗器集成而引起的发电机调节问题。 |
3.3 适用场景
- 发电厂
- 大型工业电网变电站
- 特定关键电路/场景：变压器/发电机馈线电路、母线联络段、电抗器旁路应用以及电网与自备电源之间的连接点。
- 结构和设计
4.1 整体组成
三相交流系统快速电流限制器由以下部分组成：
- 3个导电桥基座
- 3个导电桥
- 3个匹配电流互感器
- 1个控制单元
4.2 关键部件细节
|
部件名称 |
组成/特点 |
关键参数/规则 |
|
导电桥基座 |
包括安装板、绝缘子、脉冲变压器和带有快速接头的连接器 |
- 额定电流 ≥2500A 和电压 12/17.5kV：螺栓连接。 |
|
导电桥 |
导电芯和感应填充物封装在绝缘外壳中 |
跳闸时，感应填充物被触发，驱动导电芯在其预切口处迅速断裂；电流随后转移到并联保险丝。 |
|
匹配电流互感器 |
套管式或块状，串联在主电路中 |
具有气隙铁芯（高过电流系数，低剩磁）和屏蔽的一次/二次绕组（低阻抗），以确保测量精度和速度。 |
|
控制单元 |
包括电源、控制、指示和抗干扰单元 |
- 尺寸：600mm（宽）× 1450mm（高）× 300mm（深）；重量：100kg。 |
- 工作原理：实现1毫秒电流限制
5.1 核心组成
该装置本质上是两个组件的智能并联组合：
- “极快开关（导电桥）”：正常运行时承载额定电流，在故障时瞬间打开。
- “高断流能力保险丝”：开关打开后最终中断高电流。
5.2 操作顺序
- 检测：匹配电流互感器（CTs）持续采集电流信号；控制单元计算瞬时电流（I）和电流上升率（di/dt）。
- 判断：当I和di/dt超过设定值时，控制单元立即发出跳闸命令（独立三相判断和触发）。
- 中断：跳闸电容器向脉冲变压器放电，触发导电桥中的感应填充物。这会产生高压气体，使导电芯在1毫秒内在其预切口处断裂。
- 电流限制：弧电阻迅速增加，将电流转移到并联保险丝。保险丝在0.5毫秒内开始限制并在下一个电流零点完全熄灭电弧，清除故障。
5.3 辅助单元
- 电源单元：提供150V直流电源为跳闸电容器充电并供应电子元件。包括一个看门狗电路来监控系统健康状况。
- 抗干扰单元：所有外部布线通过此单元，提供对外部电磁干扰的有效保护，防止误操作。
- 调试和测试
6.1 测试要求
需要定期进行功能测试，可由用户或ABB服务工程师执行。
6.2 专用设备
- 模拟器：在测试期间暂时替换导电桥。内置氖灯在接收到跳闸脉冲时点亮，表示正常工作。
- 测试插头和测试仪器：用于检查跳闸输出电压和整体功能。具有用户友好的界面和易于操作（尺寸：400×215×320mm；重量：11kg）。
- 供货范围和参数
7.1 供货型号
|
型号类型 |
适用场景 |
核心配置 |
|
分立组件 |
适用于现有开关柜安装 |
3个基座 + 3个导电桥 + 3个CT + 1个控制单元 |
|
抽屉柜 |
适用于金属封闭开关柜 |
导电桥安装在可抽出的小车上（具有隔离开关功能）；CT固定；控制单元安装在低压室 |
|
固定柜 |
- 适用于12/17.5/24kV系统 |
所有组件固定在柜内。对于36/40.5kV系统，控制单元通常安装在单独的控制箱中。 |
7.2 关键技术参数（示例：分立组件）
注：¹ 表示需要强制风冷；兼容50/60Hz频率。
|
技术参数 |
单位 |
12kV |
17.5kV |
24kV |
36/40.5kV |
|
额定电压 |
V |
12000 |
17500 |
24000 |
36000/40500 |
|
额定电流 |
A |
1250-5000¹ |
1250-4000¹ |
2500-4000¹ |
1250-3000¹ |
|
最大额定短路开断电流 |
kA RMS |
210 |
210 |
210 |
140 |
- 典型应用场景
|
应用场景 |
核心问题 |
解决方案价值 |
|
并联系统运行 |
多台变压器并联运行产生的短路电流超过开关柜的额定值 |
1. 允许降低系统阻抗，最小化电压降。 |
|
电网与自备电源互联 |
自备发电机运行导致公共耦合点的短路电流过大 |
唯一合理的解决方案。可以配备方向性跳闸（需要在发电机中性点安装CT）以确保仅在电网侧故障时操作。 |
|
旁路限流电抗器 |
连续运行的电抗器导致损耗和电压降 |
在正常运行时旁路电抗器（零损耗，零电压降）；在短路时快速中断，将电流分流到电抗器进行限制。 |
|
多单元选择性应用 |
在多段母线上安装多个限流器时需要选择性操作 |
使用“电流矢量和”标准确保只有最接近故障的限流器操作。支持最多5台变压器并联（使用4个限流器）。 |
- 服务和支持
- 联系邮箱：Support@rw-relay.com
