په اړه چالنګ په وړاندیز کولو کې د خورا لوی کورنۍ کارونکي جریان: د فراوړتیا سریع کارونکي محدود کوونکي (FCL) حلول او کارول

1. چالش کاربردی: گلوگاه‌های طرح‌های محافظت از کوتاه شدن مسیر سنتی

در شبکه‌های برق مدرن، به ویژه در زیرстанسیون‌های نیروگاه‌ها و پارک‌های صنعتی بزرگ، عملیات موازی ترانسفورماتورها یا ژنراتورهای متعدد به طور گسترده برای افزایش قابلیت اطمینان تأمین برق و کارایی انرژی استفاده می‌شود. با این حال، این منجر به افزایش تند در سطح جریان کوتاه شدن مسیر سیستم می‌شود که اغلب ظرفیت تحمل مجاز (مانند تحمل دینامیکی/حرارتی) تجهیزات موجود مانند تجهیزات تغییرمسیری، قطع‌کننده‌های مدار و ترانسفورماتورها را فراتر می‌برد.

راه‌حل‌های سنتی با چالش‌های قابل توجهی مواجه هستند:

1. قطع‌کننده‌های مدار سنتی: زمان قطع آنها چند ده میلی‌ثانیه است که قادر به جلوگیری از تأثیر اولین نوک جریان کوتاه شدن مسیر (نوک جریان) نیست. تجهیزات هنوز تحت تأثیر نیروی الکترومغناطیسی و حرارتی عظیم قرار می‌گیرند که خطر آسیب دیدگی را به همراه دارد.
2. ریاکتورهای محدودکننده جریان: چون قادر به محدود کردن جریان کوتاه شدن مسیر هستند، اما عملکرد مداوم آنها در مسیر سری منجر به از دست دادن مداوم توان فعال (افزایش هزینه برق)، کاهش ولتاژ (تأثیر بر کیفیت برق) و از دست دادن توان راکتیو می‌شود. آنها ممکن است همچنین مشکلات تنظیم ژنراتور را ایجاد کنند و عملکرد اقتصادی و فنی ضعیفی دارند.
3. جایگزینی کامل تجهیزات: جایگزینی کامل بخش‌های تجهیزات تغییرمسیری یا ترانسفورماتورها برای مقابله با افزایش جریان کوتاه شدن مسیر نیازمند سرمایه‌گذاری عظیم، مهندسی پیچیده و قطع برق طولانی مدت است.

II. راه‌حل: ارزش کاربردی اصلی محدودکننده جریان فوق‌سریع (FCL)

محدودکننده جریان فوق‌سریع (FCL) ارائه شده در این راه‌حل یک دستگاه هوشمند بر اساس یک ترکیب موازی از "سوئیچ سریع" و "فیوز محدودکننده جریان" است. این دستگاه به طور بنیادی چالش‌های ذکر شده را حل می‌کند و ارزش کاربردی اصلی آن در "قطع میلی‌ثانیه‌ای" و "مزایای اقتصادی کامل دوره حیات" است.

مزایای کاربردی اصلی:

• حفاظت فوق‌سریع، حذف تأثیر نوک جریان: قادر به اتمام تشخیص و عمل محدود کردن جریان در یک میلی‌ثانیه پس از وقوع کوتاه شدن مسیر است، که موثرترین محدود کردن جریان قبل از رسیدن به نوک ویرانگر آن است. این به طور کامل تجهیزات مانند تجهیزات تغییرمسیری، دیفرانسیل‌های جریان و اتصالات کابل از نیروهای الکترومغناطیسی عظیم محافظت می‌کند که با قطع‌کننده‌های مدار سنتی غیرقابل دستیابی است.
• مزایای اقتصادی قابل توجه و صرفه‌جویی در انرژی: FCL معمولاً به صورت موازی با یک ریاکتور محدودکننده جریان استفاده می‌شود. در حالت عادی، جریان از طریق FCL (با از دست دادن نزدیک به صفر) می‌گذرد؛ در زمان کوتاه شدن مسیر، FCL به سرعت قطع می‌شود و جریان به ریاکتور منتقل می‌شود تا محدود شود. این حالت از دست دادن هزینه برق قابل توجه مربوط به عملکرد بلندمدت ریاکتورها را اجتناب می‌کند و به عنوان راه‌حل محدود کردن جریان اقتصادی‌ترین است. همزمان، از سرمایه‌گذاری گران‌قیمت جایگزینی کامل بخش‌های تجهیزات تغییرمسیری اجتناب می‌کند و به طور قابل توجهی هزینه بازسازی، گسترش یا ساخت جدید زیرستانسیون را کاهش می‌دهد.
• قابلیت اطمینان بالا و طراحی بدون نیاز به نگهداری: عملکرد پایدار آن در طول بیش از ۶۰ سال عملیات جهانی ثابت شده است. مؤلفه اصلی محرک آن، پل رسانا، دارای طراحی ماژولی است. پس از عملکرد، فقط ماژول داخلی نیاز به تعویض در کارخانه دارد که منجر به هزینه نگهداری بسیار کم می‌شود و ساختار اصلی قابل استفاده مجدد است.
• تطابق گسترده با سناریوهای مختلف: این تنها یا بهترین راه‌حل فنی برای مقابله با جریان‌های کوتاه شدن مسیر بیش از حد در سناریوهایی مانند عملیات موازی ترانسفورماتورهای متعدد و اتصالات شبکه با منابع برق مستقل است.

III. سناریوهای کاربردی معمول و راه‌حل‌ها

IV. راهنمای اجرای فنی و انتخاب

1. تجزیه و تحلیل مختصر اصول کار:
   این دستگاه به طور واقعی جریان (I) و نرخ تغییر آن (di/dt) را از طریق CT‌های بوشینگ با دقت بالا مراقبت می‌کند. از دو معیار - فقط صدور دستور قطع وقتی هر دو بیش از حد مجاز باشند - استفاده می‌کند که به طور موثر از عملکرد نادرست جلوگیری می‌کند. پس از ترکیب، پل رسانا در یک میلی‌ثانیه پاره می‌شود و جریان به فیوز محدودکننده جریان موازی خاص منتقل می‌شود که محدود کردن جریان و خاموشی قوس الکتریکی را در مدت زمان بسیار کوتاهی انجام می‌دهد.
2. مدل‌های تأمین و انتخاب:
   سه حالت یکپارچه‌سازی به صورت انعطاف‌پذیر بر اساس نیازهای پروژه در دسترس هستند:
• نوع مولفه‌های جداگانه: مناسب برای پروژه‌های بازسازی، نصب در داخل تجهیزات تغییرمسیری موجود، صرفه‌جویی در فضا.
• نوع کشیدنی (مونتاژ شده روی واگن): برای تجهیزات تغییرمسیری جدید، پل رسانا روی واگن کشیدنی نصب می‌شود که همچنین به عنوان یک کلید جداکننده عمل می‌کند و نگهداری را آسان می‌کند.
• نوع کابین ثابت: مناسب برای تمام سطوح ولتاژ، به ویژه سیستم‌های ۳۶/۴۰.۵kV. همه مؤلفه‌ها در یک ساختار فشرده نصب شده‌اند.
3. پارامترهای انتخابی کلیدی (مثال):

V. خلاصه

محدودکننده جریان فوق‌سریع (FCL) فقط یک دستگاه جایگزین ساده نیست، بلکه نشان‌دهنده یک رویکرد انقلابی برای حفاظت از سیستم است. از طریq قطع با سرعت میلی‌ثانیه‌ای، آن میزان حفاظت از کوتاه شدن مسیر را دوباره تعریف می‌کند و ایمنی و مزایای اقتصادی بی‌سابقه‌ای را به مشتریان ارائه می‌دهد. در مواجهه با چالش گسترده جریان‌های کوتاه شدن مسیر بیش از حد، FCL یک راه‌حل برتر ارائه می‌دهد که بلوغ، قابلیت اطمینان و اعتبارش توسط هزاران پروژه در سراسر جهان تأیید شده است. این یک انتخاب استراتژیک برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عملکرد اقتصادی آینده سیستم‌های برق حیاتی است.