Đối phó với Thách thức của Dòng điện Mắc cầu Quá lớn: Giải pháp và Ứng dụng của Bộ Giới hạn Dòng điện Siêu nhanh (FCL)

1. Thách thức Ứng dụng: Chỗ hẹp của các Phương án Bảo vệ Dòng điện ngắn mạch Truyền thống

Trong lưới điện hiện đại, đặc biệt là tại các trạm biến áp của nhà máy điện và khu công nghiệp lớn, việc vận hành song song nhiều biến áp hoặc máy phát điện được áp dụng rộng rãi để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện và hiệu quả năng lượng. Tuy nhiên, điều này dẫn đến sự gia tăng mạnh mẽ mức độ dòng điện ngắn mạch hệ thống, thường vượt quá khả năng chịu đựng định mức (ví dụ, dòng điện chịu đựng động/tổng) của thiết bị hiện có như tủ phân phối, cầu chì và biến áp.

Các giải pháp truyền thống đối mặt với những thách thức đáng kể:

1. Cầu chì Truyền thống: Thời gian cắt của chúng kéo dài hàng chục miligiây, không thể ngăn chặn tác động của đỉnh dòng điện ngắn mạch đầu tiên (dòng điện đỉnh). Thiết bị vẫn phải chịu lực điện từ và hiệu ứng nhiệt lớn, gây nguy cơ hư hỏng.
2. Điều tiết Dòng điện Giới hạn: Mặc dù chúng có thể giới hạn dòng điện ngắn mạch, nhưng hoạt động liên tục theo chuỗi dẫn đến mất công suất chủ động liên tục (tăng chi phí điện), giảm điện áp (ảnh hưởng đến chất lượng điện) và mất công suất phản kháng. Chúng cũng có thể gây ra vấn đề trong việc điều chỉnh máy phát, mang lại hiệu suất kinh tế và kỹ thuật kém.
3. Thay thế Toàn bộ Thiết bị: Việc thay thế toàn bộ phần tủ phân phối hoặc biến áp để đối phó với dòng điện ngắn mạch tăng lên đòi hỏi đầu tư lớn, công trình phức tạp và gây ra thời gian cúp điện kéo dài.

II. Giải pháp: Giá trị Ứng dụng Cốt lõi của Bộ Giới hạn Dòng điện Siêu nhanh (FCL)

Bộ Giới hạn Dòng điện Siêu nhanh (FCL) được cung cấp trong giải pháp này là một thiết bị thông minh dựa trên cấu hình song song của "công tắc nhanh" và "cầu chì giới hạn dòng điện". Nó giải quyết căn bản các thách thức nêu trên, với giá trị ứng dụng cốt lõi nằm ở "thời gian cắt theo miligiây" và "lợi ích kinh tế toàn vòng đời."

Lợi ích Ứng dụng Cốt lõi:

• Bảo vệ Siêu nhanh, Loại bỏ Tác động của Dòng điện Đỉnh: Có khả năng hoàn thành việc phát hiện và hành động giới hạn dòng điện trong 1 miligiây sau khi xảy ra ngắn mạch, giới hạn hiệu quả dòng điện trước khi nó đạt đến đỉnh phá hủy. Điều này bảo vệ hoàn hảo thiết bị như tủ phân phối, CTs và mối nối cáp khỏi lực điện từ lớn, điều mà cầu chì truyền thống không thể thực hiện.
• Lợi ích Kinh tế và Tiết kiệm Năng lượng Mô phỏng: FCL thường được áp dụng song song với điều tiết dòng điện giới hạn. Trong quá trình hoạt động bình thường, dòng điện đi qua FCL (mất mát gần như bằng không); trong trường hợp ngắn mạch, FCL nhanh chóng cắt, và dòng điện được chuyển sang điều tiết để giới hạn. Chế độ này tránh được mất mát chi phí điện lớn do hoạt động lâu dài của điều tiết, làm cho nó trở thành giải pháp giới hạn dòng điện kinh tế nhất. Đồng thời, nó tránh được đầu tư tốn kém thay thế toàn bộ phần tủ phân phối, giảm đáng kể chi phí cải tạo, mở rộng hoặc xây dựng mới trạm biến áp.
• Độ tin cậy Cao và Thiết kế Không cần Bảo dưỡng: Hiệu suất ổn định đã được chứng minh qua hơn 60 năm hoạt động toàn cầu. Thành phần kích hoạt chính, cầu dẫn, có thiết kế mô-đun. Sau khi hoạt động, chỉ cần thay thế mô-đun bên trong tại nhà máy, chi phí bảo dưỡng rất thấp, và cấu trúc chính có thể tái sử dụng.
• Khả năng thích ứng với Nhiều Kịch bản: Đây là giải pháp kỹ thuật duy nhất hoặc tối ưu để giải quyết dòng điện ngắn mạch vượt mức trong các kịch bản như vận hành song song nhiều biến áp và kết nối lưới với nguồn điện riêng.

III. Các Kịch bản Ứng dụng và Giải pháp Điển hình

IV. Hướng dẫn Thực hiện Kỹ thuật và Chọn Mẫu

1. Phân tích Nguyên lý Hoạt động:
   Thiết bị theo dõi dòng điện (I) và tốc độ thay đổi của nó (di/dt) theo thời gian thực thông qua CT vỏ bọc chính xác cao. Nó sử dụng hai tiêu chí - chỉ phát lệnh cắt khi cả hai vượt ngưỡng - hiệu quả ngăn ngừa sai hoạt. Khi kích hoạt, cầu dẫn bị vỡ và cắt trong 1ms, chuyển dòng điện sang cầu chì giới hạn dòng điện đặc biệt song song, hoàn thành giới hạn dòng điện và dập hồ quang trong thời gian cực ngắn.
2. Mẫu Cung cấp và Chọn:
   Có ba chế độ tích hợp linh hoạt dựa trên nhu cầu dự án:
• Loại Thành phần rời rạc: Phù hợp cho các dự án cải tạo, lắp đặt bên trong tủ phân phối hiện có, tiết kiệm không gian.
• Loại Rút ra (Trên xe đẩy): Đối với tủ phân phối mới, cầu dẫn được lắp đặt trên xe đẩy rút ra, cũng đóng vai trò như công tắc cách ly, thuận tiện cho bảo dưỡng.
• Loại Tủ cố định: Phù hợp cho tất cả các cấp điện áp, đặc biệt là hệ thống 36/40.5kV. Tất cả các thành phần được lắp cố định trong một cấu trúc nhỏ gọn.
3. Các Thông số Chọn Mẫu Chính (Ví dụ):

V. Tóm tắt

Bộ Giới hạn Dòng điện Siêu nhanh (FCL) không chỉ là một thiết bị thay thế đơn giản mà còn đại diện cho một phương pháp cách mạng trong bảo vệ hệ thống. Qua tốc độ cắt theo miligiây, nó định nghĩa lại chuẩn mực cho bảo vệ dòng điện ngắn mạch, mang lại sự an toàn và lợi ích kinh tế chưa từng có cho khách hàng. Khi đối mặt với thách thức phổ biến về dòng điện ngắn mạch vượt mức, FCL cung cấp một giải pháp hàng đầu, chín muồi, đáng tin cậy và được kiểm chứng bởi hàng nghìn dự án trên toàn cầu. Đó là lựa chọn chiến lược để đảm bảo độ tin cậy và hoạt động kinh tế trong tương lai của các hệ thống điện quan trọng.