Решаване на предизвикателството от прекомерните токове при кратко съединение: Ултра-бързи решения и приложения за ограничаване на тока (FCL)

1. Приложение на предизвикателство: Узки места на традиционните схеми за защита при късо замыкание

В съвременни електроенергийни мрежи, особено в подстанциите на електроцентрали и големи индустриални паркове, широко се използва паралелна работа на множество трансформатори или генератори, за да се повиши надеждността на доставката на енергия и енергийната ефективност. Това обачно води до остър ръст на нивата на тока при късо замыкание, често превишавайки допустимата стойност (например динамична/термична устойчивост) на съществуващото оборудване като комутационни апарати, прекъсвачи и трансформатори.

Традиционните решения срещат значителни предизвикателства:

1. Традиционни прекъсвачи: Ихната времетраенце за прекъсване е на десятки милисекунди, което не може да предотврати въздействието на първия връх на тока при късо замыкание (връхен ток). Оборудването все още изпитва огромни електромагнитни сили и термични ефекти, които представляват риск от повреда.
2. Реактори за ограничаване на тока: Въпреки че могат да ограничат тока при късо замыкание, техният постоянен сериен режим на работа води до непрекъснати загуби на активна мощност (повишени разходи за електроенергия), спадове на напрежението (влияние върху качеството на електроенергията) и загуби на реактивна мощност. Те могат също да причинят проблеми с регулацията на генераторите, предлагайки лоша икономическа и техническа ефективност.
3. Пълна замяна на оборудването: Замяната на цели секции от комутационни апарати или трансформатори, за да се справят с увеличените токове при късо замыкание, изисква масивни инвестиции, сложна инженерна работа и продължителни прекъсвания на електроенергията.

II. Решение: Основна приложна стойност на свръхбързия ограничител на тока (FCL)

Свръхбързият ограничител на тока (FCL), предлаган в това решение, е интелигентен апарат, основан на паралелна конфигурация от "бърз прекъсвач" и "ограничителен предпазен предпалик." Той фундаментално решава посочените предизвикателства, с основна приложна стойност в "милисекундно прекъсване" и "икономически ползи през целия жизнен цикъл."

Основни приложни преимущества:

• Свръхбърза защита, елиминираща въздействието на връхния ток: Способен да завърши детекцията и действие за ограничаване на тока в рамките на 1 милисекунда след настъпване на късо замыкание, ефективно ограничавайки тока, преди да достигне разрушителния си връх. Това перфектно защитава оборудване като комутационни апарати, CT-та и кабелни връзки от огромни електромагнитни сили, което е невъзможно с традиционни прекъсвачи.
• Значителни икономически ползи и спестявания на енергия: FCL обикновено се прилага паралелно с ограничителен реактор. По време на нормална работа, токът протича през FCL (почти нулеви загуби); по време на късо замыкание, FCL бързо прекъсва, и токът се прехвърля към реактора за ограничаване. Този режим избягва значителните разходи за електроенергия, свързани с дългосрочната работа на реакторите, правейки го най-икономично решение за ограничаване на тока. Едновременно с това, той избягва непомерно скъпите инвестиции за замяна на цели секции от комутационни апарати, значително намалявайки разходите за модернизация, разширение или ново строителство на подстанции.
• Висока надеждност и безподдръжна конструкция: Доказана стабилна работна способност през повече от 60 години глобална работа. Неговата основна активираща компонента, проводящият мост, има модуларен дизайн. След операция, само вътрешният модул трябва да бъде заменен в завод, резултиращо в много ниски разходи за поддръжка, а основната конструкция е многократно използваема.
• Широка адаптивност към сценарии: Това е единственото или оптималното техническо решение за справяне с прекомерни токове при късо замыкание в сценарии като паралелна работа на множество трансформатори и връзки на мрежата с собствени източници на енергия.

III. Типични приложни сценарии и решения

IV. Техническа реализация и ръководство за избор

1. Кратък анализ на принципа на работа:
   Устройството наблюдава тока (I) и неговата скорост на изменение (di/dt) в реално време чрез високопрецизни бушони CT. То използва двойни критерии - издава командата за прекъсване само когато и двете надхвърлят праговете - ефективно предотвратявайки неправилно действие. При активиране, проводящият мост се разрива и прекъсва в рамките на 1 милисекунда, прехвърляйки тока към паралелния специален ограничителен предпалик, който завършва ограничаването на тока и окончателното изгасване на дъга в изключително кратко време.
2. Модели на доставка и избор:
   Достъпни са три интеграционни модела, които се избират гъвкаво в зависимост от нуждите на проекта:
• Дискретен тип компонент: Подходящ за проекти за модернизация, инсталиран във вече съществуващи комутационни апарати, спестявайки пространство.
• Изтегляем тип (монтирани на количка): За нови комутационни апарати, проводящият мост е инсталиран на изтегляема количка, функционирайки също като изолиращ прекъсвач за удобна поддръжка.
• Фиксиран тип шкаф: Подходящ за всички нива на напрежение, особено за системи 36/40.5kV. Всички компоненти са фиксирано инсталирани в компактна конструкция.
3. Ключови параметри за избор (Пример):

V. Резюме

Свръхбързият ограничител на тока (FCL) не е просто алтернативно устройство, а представя революционен подход към системната защита. Чрез своето прекъсване на милисекунден ниво, той преопределя мерките за защита при късо замыкание, предлагайки непревзойдени ползи за безопасност и икономика на клиентите. Когато се изправя пред широко разпространената предизвикателство на прекомерни токове при късо замыкание, FCL предоставя топ клас решение, което е зрело, надеждно и проверено в хиляди проекти по света. Той е стратегически избор за гарантиране на бъдещата надеждност и икономична работа на ключовите електроенергийни системи.