Høyspenningsbelastningsswitch - sikringskombinasjon elektrisk apparat løsning: Sikkerhetsbrukerveiledning basert på overføringsstrøm

I. Hovedproblem og mål​
Denne løsningen har som mål å adressere sikkerhetsrisikoen som oppstår når kjerneparametern "overføringsstrøm" for "lastbryter-fuse kombinasjonselectrisk apparat" ikke samsvarer med den faktiske systemkortslutningsstrømmen under beskyttelse av strømtransformatorer. Målet er å gi en klar retningslinje for utvalg, verifisering og bruk, slik at kombinasjonselectrisk apparatet fungerer riktig og pålitelig under transformatorfeil. Dette forhindrer at lastbryteren skades ved å bryte strømmer over sin kapasitet og beskytter hele distribusjonsystemet.

​II. Nøkkelbegrep: Overføringsstrøm​

1. ​Definisjon og mekanisme​
   Overføringsstrømmen er den kritiske strømverdien som bestemmer om feilstrømmen blir brutt av fuset eller lastbryteren. Dens forekomst er tett knyttet til arbeidsmekanismen for kombinasjonselectrisk apparat:
   • ​Liten feilstrøm: Fuset i en fase (den første som slutter) smelter først, og dens striker aktiverer lastbrytermekanismen, som gjør at alle tre polene i lastbryteren åpnes samtidig og brutt de to resterende fasestrømmene.
   • ​Stor feilstrøm: Alle tre fusene smelter nesten samtidig og raskt, og brutt feilstrømmen før lastbryteren åpner.
   • Overføringsstrømmen er nøyaktig grensen mellom disse to operasjonsmodene.
2. ​Offisiell fastsettelsemetode​
   Ifølge IEC-standarder fastsettes overføringsstrømmen (Itr) basert på:
   • Total brytetid for lastbryteren (T0): Tiden fra aktivasjon av fusestriker til full separasjon av lastbryterkontakter.
   • Tids-strøm karakteristikk kurve for fuset: På karakteristikk kurven med en produksjonsavvik på -6,5%, er strømverdien som svarer til en driftstid på 0,9 × T0 overføringsstrømmen.
3. ​Klassifisering og påvirkende faktorer​
   • ​Nominell overføringsstrøm: Standardverdien gitt av produsenten, basert på maksimal fusespesifikasjon.
   • ​Faktisk overføringsstrøm (Ic,zy)​: Verdien som må verifiseres i ingeniøranvendelser, hentet fra karakteristikk kurven basert på den faktiske valgte fusespesifikasjonen og T0.
   • ​Hovedpåvirkende faktorer: Brytetiden T0 for lastbryteren er den primære faktoren. En mindre T0 resulterer i en større overføringsstrøm. Egenskapene til fuset selv er også en faktor.

​III. Kjerne anvendelsesprinsipper og verifiseringsprosess​

1. ​Gullregel​
   For å sikre sikkerhet, må følgende betingelse være oppfylt:
   Verdien av trefase kortslutningsstrømmen på lavspenningsbussen til transformator, konvertert til høy spenningsside (Isc) > Faktisk overføringsstrøm for kombinasjonselectrisk apparat (Ic,zy)
   • ​Når oppfylt: Trefase kortslutningsstrømmen blir brutt av fuset, som beskytter lastbryteren.
   • ​Når ikke oppfylt: Lastbryteren blir tvunget til å bryte strømmen (omtrent tofase kortslutningsstrøm) og motstå hard Transient Recovery Voltage (TRV), noe som gjør at bryting mislykkes med stor sannsynlighet og fører til uhell.
2. ​Utvalgs- og verifiseringssteg​
   For å riktig bruke kombinasjonselectrisk apparat, må følgende steg følges:
3. ​Samle systemparametre: Hent systemets kortslutningskapasitet, transformatorkapasitet og impedansespenn.
4. ​Foreløpig utvalg: Basert på transformatorens nominelle strøm, velg passende fusespesifikasjoner og lastbrytertype.
5. ​Beregn nøkkelstrømmer:
   o Beregn trefase kortslutningsstrømmen på lavspennings siden av transformator og konverter den til høy spenningsside (Isc).
   o Basert på de valgte fusespesifikasjonene og T0-tiden for lastbryteren, referer til produsentens kurve for å få den faktiske overføringsstrømmen (Ic,zy).
6. ​Utfør kjerneverifisering: Sammenlign Isc og Ic,zy.
   o Hvis Isc > Ic,zy, er verifiseringen godkjent, og løsningen er essensielt sikker.
   o Hvis Isc < Ic,zy, innebærer løsningen risiko, og optimeringsforanstaltninger må tas (se Del IV).
7. ​Sluttelig evneverifisering: Bekreft at den nominelle overføringsstrømbrytekraften for den valgte lastbryteren er større enn den beregnede Ic,zy. Dette danner den sluttelige sikkerhetsbarrieren.

​IV. Veiledning for ulike scenarier​

1. ​Transformatorkapasitet ≤ 630kVA​
   • ​Løsning: Bruk av kombinasjonselectrisk apparat er generelt trygt og økonomisk.
   • ​Forklaring: Som vist i tabellen, for 500kVA og 630kVA transformatorer (med 4% impedans), er betingelsen Isc > Ic,zy lett oppfylt når systemets kortslutningskapasitet er tilstrekkelig.
   • ​Anbefaling: Vanlige pneumatisk lastbryter kombinasjonselectrisk apparat kan velges.
2. ​Transformatorkapasitet 800 ~ 1250kVA​
   • ​Løsning: Høyrisikosone, streng verifisering er nødvendig.
   • ​Analyse: Som vist i tabellen, selv med en transformatorimpedans på 6%, er det vanskelig å oppfylle betingelsen Isc > Ic,zy for transformatorer med en kapasitet på 800kVA og over. Hvis vakuum eller SF6 lastbrytere med mindre T0 velges, vil deres overføringsstrøm være større, og betingelsen blir enda vanskeligere å oppfylle.
   • ​Optimeringsforanstaltninger:
   o Prioriter bruk av pneumatisk lastbrytere med lengre brytetid (T0) for å redusere overføringsstrømmen og gjøre det lettere å oppfylle betingelsen.
   o Kommunikér aktivt med produsenter for å spørre om vakuum eller SF6 lastbrytere kan justeres (ved å øke T0) for å oppnå en mindre overføringsstrømverdi.
   o Hvis betingelsen ikke kan oppfylles etter beregning og verifisering, bør kombinasjonselectrisk apparatløsningen forkastes.
   • ​Sluttelig anbefaling: For 1000kVA og 1250kVA transformatorer, spesielt torrtransformatorer, anbefales det sterkt å bruke direkte brytere.
3. ​Transformatorkapasitet > 1250kVA​
   • ​Løsning: Brytere må brukes for beskyttelse og kontroll.
   • ​Forklaring: Kortslutningsstrømnivået ved denne kapasiteten overstiger den pålitelige beskyttelsesområdet for kombinasjonselectrisk apparat. Brytere er den eneste trygge valgmuligheten.

​V. Oppsummering og spesielle merknader​

1. ​Verifisering er nødvendig: Aldri bare stole på erfaring eller enkelt bruke kombinasjonselectrisk apparat basert på transformatorkapasitet. Beregning og sammenligning av Isc og Ic,zy må utføres.
2. ​Vurder effekten av lastbrytertype: Ikke blindt anta at vakuum eller SF6 lastbrytere med sterke brytekraft er bedre. Deres mindre T0 resulterer i en større overføringsstrøm, som kan gjøre det vanskeligere å oppfylle kjerneverifiseringsbetingelsen og isteden introdusere risiko.
3. ​Betydningen av systemets kortslutningskapasitet: Systemets kortslutningskapasitet påvirker direkte verdien av Isc. I systemer med mindre kortslutningskapasitet, som industriområder eller nettendepunkter, blir de ovennevnte problemene mer markerte, og ekstra forsiktighet er nødvendig under utvalg.