Visokonaponi prekidalo-optokombinovani električni uređaj rešenje: Vodič za bezbednu upotrebu baziran na prenosnom toku

I. Osnovni problem i cilj​
Ova rešenja su namenjena da se suoči sa rizicima bezbednosti nastalim iz neslaganja između ključnog parametra "prenosni tok" kombinacije električnih uređaja za opterećenje-prekidač i stvarnog sistemskega kratkoslovnog toka prilikom zaštite transformatora snage. Cilj je da se obezbede jasna uputstva za izbor, proveru i primenu kako bi se osiguralo ispravno i pouzdano funkcionisanje kombinacije električnih uređaja tokom grešaka na transformatoru. To sprečava oštećenje prekidača za opterećenje zbog prekidnog toka koji prelazi njegove mogućnosti i štiti ceo distributivni sistem.

​II. Ključni koncept: Prenosni tok​

1. ​Definicija i mehanizam​
   Prenosni tok je ključna vrednost toka koja određuje da li greška u toku prekida prekidača ili prekidača za opterećenje. Njegovo pojavljivanje je tesno povezano sa radnim mehanizmom kombinacije električnih uređaja:
   • ​Mali tok greške: Prekidač jedne faze (prva faza koja se isključuje) prvi topi, a njegov udarac aktivira mehanizam prekidača za opterećenje, što dovodi do istovremene otvaranje sva tri pola prekidača za opterećenje i prekid ostatka dve faze toka.
   • ​Veliki tok greške: Sva tri prekidača skoro istovremeno brzo topi, prekidajući tok greške pre nego što se prekidač za opterećenje otvori.
   • Prenosni tok je upravo granica između ova dva načina rada.
2. ​Zvaničan metod određivanja​
   Prema IEC standardima, prenosni tok (Itr) se određuje na osnovu:
   • Ukupno vreme prekida prekidača za opterećenje (T0): Vreme od aktiviranja udarca prekidača do potpunog razdvajanja kontakata prekidača za opterećenje.
   • Karakteristična kriva toka-vreme prekidača: Na karakterističnoj krivoj sa proizvodnom devijacijom od -6,5%, vrednost toka koja odgovara radnom vremenu od 0,9 × T0 predstavlja prenosni tok.
3. ​Klasifikacija i faktori uticaja​
   • ​Nominativni prenosni tok: Standardna vrednost koju daje proizvođač, zasnovana na maksimalnom omjeru elementa prekidača.
   • ​Stvarni prenosni tok (Ic,zy)​: Vrednost koja mora biti proverena u inženjerskim aplikacijama, izvedena iz karakteristične krive na osnovu stvarnog izabranog omjera elementa prekidača i T0.
   • ​Glavni faktori uticaja: Vreme prekida T0 prekidača za opterećenje je glavni faktor. Manje T0 rezultira većim prenosnim tokom. Karakteristike sameg prekidača takođe su faktori.

​III. Osnovni principi primene i proces provere​

1. ​Zlatno pravilo​
   Da bi se osigurala bezbednost, sledeći uslov mora biti ispunjen:
   Vrednost trofaznog kratkoslovnog toka na niskonaponskoj bus liniji transformatora, pretvorena na visokonaponsku stranu (Isc) > Stvarni prenosni tok kombinacije električnih uređaja (Ic,zy)
   • ​Kada je ispunjeno: Trofazni kratkoslovnih tok prekida prekidačem, štiti prekidač za opterećenje.
   • ​Kada nije ispunjeno: Prekidač za opterećenje je prisiljen da prekine tok (otprilike dvofazni kratkoslovnih tok) i izdrži teško privremeno oporavljajuće napona (TRV), što čini prekid vrlo verovatnim i dovodi do nesreća.
2. ​Koraci izbora i provere​
   Da bi se ispravno primenila kombinacija električnih uređaja, moraju se pratiti sledeći koraci:
3. ​Priupitavanje sistema parametara: Dobićemo kapacitet kratkoslovnog toka sistema, kapacitet transformatora i impedansnog napona.
4. ​Preliminarni izbor: Na osnovu nominativnog toka transformatora, preliminarno izaberite odgovarajuće specifikacije prekidača i tip prekidača za opterećenje.
5. ​Izračunati ključne tokove:
   o Izračunate trofazni kratkoslovnih tok na niskonaponskoj strani transformatora i pretvorite ga na visokonaponsku stranu (Isc).
   o Na osnovu izabranih specifikacija prekidača i vremena T0 prekidača za opterećenje, referentnoj krivoj proizvođača dobijate stvarni prenosni tok (Ic,zy).
6. ​Izvršiti ključnu proveru: Usporedite Isc i Ic,zy.
   o Ako je Isc > Ic,zy, provera je uspešna, a rešenje je u suštini bezbedno.
   o Ako je Isc < Ic,zy, rešenje nosi rizik, a moraju se poduzeti optimizacione mere (videti Deo IV).
7. ​Konačna provera sposobnosti: Potvrdite da li je sposobnost prekida nominativnog prenosnog toka izabranog prekidača za opterećenje veća od izračunate Ic,zy. To služi kao konačna bezbednosna barijera.

​IV. Smernice za različite scenarije​

1. ​Kapacitet transformatora ≤ 630kVA​
   • ​Rešenje: Korišćenje kombinacije električnih uređaja je uopšte bezbedno i ekonomično.
   • ​Objašnjenje: Kao što pokazuje tabela, za transformatore kapaciteta 500kVA i 630kVA (sa impedansom od 4%), uslov Isc > Ic,zy lako se ispunjava kada je kapacitet kratkoslovnog toka sistema dovoljan.
   • ​Preporuka: Mogu se izabrati obični pneumaticki prekidači za opterećenje kombinacije električnih uređaja.
2. ​Kapacitet transformatora 800 ~ 1250kVA​
   • ​Rešenje: Visoki rizik, stroga provera je neophodna.
   • ​Analiza: Kao što pokazuje tabela, čak i sa impedansom transformatora od 6%, za transformatore kapaciteta 800kVA i više, teško je ispuniti uslov Isc > Ic,zy. Ako se izaberu vakuumski ili SF6 prekidači za opterećenje sa manjim T0, njihov prenosni tok je veći, što čini uslov još teže ispuniti.
   • ​Optimizacione mere:
   o Prioritetno koristite pneumaticke prekidače za opterećenje sa dužim vremenom prekida (T0) kako biste smanjili prenosni tok i olakšali ispunjavanje uslova.
   o Aktivno komunicirajte sa proizvođačima kako biste upitali da li se vakuumski ili SF6 prekidači mogu prilagoditi (povećanjem T0) kako bi se postigla manja vrednost prenosnog toka.
   o Ako se uslov ne može ispuniti nakon izračunavanja i provere, rešenje kombinacije električnih uređaja treba odbaciti.
   • ​Konačna preporuka: Za transformatore kapaciteta 1000kVA i 1250kVA, posebno suhih transformatora, jako se preporučuje direktno korišćenje prekidača.
3. ​Kapacitet transformatora > 1250kVA​
   • ​Rešenje: Moraju se koristiti prekidači za zaštitu i kontrolu.
   • ​Objašnjenje: Nivo kratkoslovnog toka na ovom kapacitetu prevazilazi pouzdani opseg zaštite kombinacije električnih uređaja. Prekidači su jedina sigurna opcija.

​V. Sažetak i posebne napomene​

1. ​Provera je neophodna: Nikad ne zavisite samo na iskustvu ili jednostavno primenjujte kombinaciju električnih uređaja na osnovu kapaciteta transformatora. Morate izvršiti izračunavanje i upoređivanje Isc i Ic,zy.
2. ​Uzeti u obzir uticaj tipa prekidača za opterećenje: Ne pretpostavljajte da su vakuumski ili SF6 prekidači sa jačom sposobnošću prekida superiorni. Njihovo manje T0 rezultira većim prenosnim tokom, što može teško ispuniti ključni uslov provere i umesto toga uvesti rizik.
3. ​Bitnost kapaciteta kratkoslovnog toka sistema: Kapacitet kratkoslovnog toka sistema direktno utiče na vrednost Isc. U sistemima sa manjim kapacitetom kratkoslovnog toka, poput industrijskih zona ili krajeva mreže, gore navedeni problemi postaju još izraženiji, pa je potrebno posebno paziti pri izboru.