
I. Σύνοψη Λύσης
Αυτή η λύση στοχεύει στην παροχή μιας ολοκληρωμένης λύσης προστασίας για κύκλους FC με βάση "Υψηλής Τάσης Πνευματικοί Επαφοί + Υψηλής Τάσης Περιοριστικές Φωτοδίνες". Είναι ειδικά σχεδιασμένη για την προστασία και τον έλεγχο υψηλής τάσης μοτέρ, διανεμητικών τρανσφορματόρων και τελεστών κατανομής σε εύρος τάσης 3kV έως 12kV, ειδικά κατάλληλη για βιομηχανικές εφαρμογές που απαιτούν συχνή λειτουργία και υψηλή αξιοπιστία (όπως ηλεκτροπαραγωγικά, μεγάλες βιομηχανίες και ορυχεία). Η βασική προστιθέμενη αξία της βρίσκεται στην ακριβή συντονισμένη λειτουργία μεταξύ του πνευματικού επαφού και της περιοριστικής φωτοδίνης, επιτυγχάνοντας επίπεδα προστασίας κατά των συνθηκών υπερφόρτισης και σύντομης σύνδεσης, ενώ παρέχει οικονομική αποδοτικότητα, ασφάλεια και νοημοσύνη.
II. Τεχνικές Ιδιότητες Κεντρικών Συσταδικών Μονάδων
1. Υψηλής Τάσης Πνευματικός Επαφός (Συσταδικός Μονάδας Λειτουργίας και Διακοπής Υπερφόρτισης Κύκλου FC)
Ο υψηλής τάσης πνευματικός επαφός είναι ο εκτελεστής για συχνή λειτουργία κύκλου και διακοπή ρεύματος υπερφόρτισης. Οι τεχνικές του ιδιότητες είναι οι εξής:
- Κύρια Δομή:
 
- Πνευματικός Αποσπαστής: Χρησιμοποιεί εγκευματοφόρο από κεραμικό υλικό με εσωτερική πνευματική τάση 1.33×10⁻⁴ Pa, εξασφαλίζοντας την επιτυχή διάκοπη της διατριχίας στην πρώτη διασταυρωμένη τιμή του ρεύματος, επιτυγχάνοντας λειτουργία χωρίς λάδι και χωρίς συντήρηση.
 
- Εγκευματοφόρος Εγκατάστασης Εγκάλυψης και Μηχανισμός Συνδέσεως: Ενσωματώνει μονάδες εγκατάστασης φωτοδίνων και είναι εξοπλισμένος με κρίσιμο μηχανισμό συνδέσεως. Αυτός ο μηχανισμός εξασφαλίζει: ① Αν μια φωτοδίνη σε οποιαδήποτε φάση αποσπάσει, επιτρέπει την τριφασική συναρμολογημένη διάκοπη του επαφού, αποτρέποντας τη μονοφασική λειτουργία, ② Αν μια φωτοδίνη σε οποιαδήποτε φάση δεν είναι εγκατεστημένη, μηχανικά κλείνει τον επαφό, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια της λειτουργίας.
 
- Μηχανισμός Λειτουργίας: Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικό μηχανισμό, υποστηρίζοντας συχνές λειτουργίες ανοίγματος και κλεισίματος μέχρι 2000 φορές/ώρα, πολύ πέρα από την ικανότητα των προστατευτικών σταθμών.
 
- Αρχή Λειτουργίας και Διακοπής:
 
- Αρχή Διακοπής: Χρησιμοποιεί τη υψηλή διαμόρφωση και την ισχυρή δυνατότητα διάκοπης της πνευματικής μεσού. Η μεταλλική ατμοσφαιρική διατριχία που παράγεται κατά τη διάκοπη εξαφανίζεται αμέσως στη διασταυρωμένη τιμή του ρεύματος, με ταχεία ανάκτηση της διαμόρφωσης. Το ρεύμα διακοπής είναι κάτω από 0.5A, αποτελεσματικά περιορίζοντας τις υπερτάσεις κατά τη διάκοπη, πολύ φιλικό για την διαμόρφωση των μοτέρ.
 
- Μέθοδος Διατήρησης: Υποστηρίζει και ηλεκτρική αυτο-διατήρηση (εξοικονομική, χαμηλή θόρυβη) και μηχανική αυτο-διατήρηση (υψηλή αξιοπιστία, αντίσταση σε παρεμβολές). Οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν βάσει των απαιτήσεων λειτουργίας (π.χ., η σειρά LHJCZR χρησιμοποιεί μηχανική αυτο-διατήρηση).
 
- Βασικά Καταχωρημένα Παράμετρα:
 
| 
 Κατηγορία Παραμέτρων 
 | 
 Συγκεκριμένη Δείκτης 
 | 
| 
 Καταχωρημένη Τάση 
 | 
 3.6 / 7.2 / 12 kV 
 | 
| 
 Καταχωρημένο Λειτουργικό Ρεύμα 
 | 
 200 / 400 / 630 A 
 | 
| 
 Καταχωρημένη Δύναμη Διάκοπης 
 | 
 3.2 kA (25 φορές) 
 | 
| 
 Απόλυτη Δύναμη Διάκοπης 
 | 
 4 kA (3 φορές) 
 | 
| 
 Καταχωρημένη Δύναμη Σύνδεσης 
 | 
 4 kA (100 φορές) 
 | 
| 
 Παροξυσμική Αντοχή Ρεύματος 
 | 
 40 kA 
 | 
| 
 Μηχανική/Ηλεκτρική Ζωή 
 | 
 1.000.000 κύκλοι / 300.000 κύκλοι 
 | 
2. Υψηλής Τάσης Περιοριστική Φωτοδίνη (Συσταδικός Μονάδας Προστασίας Σύντομης Σύνδεσης Κύκλου FC)
Η υψηλής τάσης περιοριστική φωτοδίνη λειτουργεί ως τελική προστασία για συνθήκες σύντομης σύνδεσης. Οι ιδιότητές της είναι οι εξής:
- Κύρια Λειτουργία: Παρέχει άμεση (ταχεία) προστασία. Όταν συμβαίνει σοβαρή σύντομη σύνδεση (ρεύμα που υπερβαίνει τη δύναμη διάκοπης του επαφού), το περιοριστικό στοιχείο της φωτοδίνης αποσπάται και διακόπτει τον κύκλο πριν το ρεύμα φθάσει στην προοπτική του κορυφαίου. Ο χρόνος διάκοπης είναι εξαιρετικά μικρός (επίπεδο χιλιοστών), περιορίζοντας την ενέργεια του ρεύματος της σύντομης σύνδεσης και προστατεύοντας την εξοπλισμό από ζημίες.
 
- Βασικές Αρχές Επιλογής:
 
- Καταχωρημένη Τάση: Δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από την καταχωρημένη τάση του συστήματος, ώστε να προληφθεί η υπερτάση που παράγεται κατά τη λειτουργία της φωτοδίνης να υπερβεί την αντοχή διαμόρφωσης του εξοπλισμού (συνήθως περιορισμένη σε κάτω από 2.5 φορές τη φάση τάση).
 
- Καταχωρημένο Ρεύμα: Απαιτεί συνολική σκέψη για τα κανονικά/υπερφορτισμένα ρεύματα, τα χαρακτηριστικά εκκίνησης των εξοπλισμών (π.χ., ρεύμα εκκίνησης μοτέρ, μαγνητοποίηση τρανσφορματόρων) και την εξασφάλιση επιλεγμένης συντονισμένης λειτουργίας με τους προστατευτικούς μηχανισμούς (π.χ., ρελέ).
 
- Ρόλος Θέσης: Λειτουργεί ως προστασία εφεδρείας στον κύκλο FC. Οι κανονικές υπερφορτισμένες και μικρότερες συνθήκες σύντομης σύνδεσης εξαλείφονται από την προστατευτική συσκευή που σηματοδοτεί τον πνευματικό επαφό να ανοίξει. Η φωτοδίνη λειτουργεί μόνο όταν το ρεύμα της σύντομης σύνδεσης υπερβαίνει τη δύναμη διάκοπης του επαφού ή αν ο επαφός αποτυγχάνει να λειτουργήσει.
 
III. Οδηγίες Επιλογής Βάσει του Προστατευόμενου Αντικειμένου
1. Επιλογή Φωτοδίνης Προστασίας Μοτέρ
Τα ρεύματα εκκίνησης των μοτέρ είναι υψηλά και η διάρκεια μεγάλη, απαιτούμενη επιπλέον προσοχή στην επιλογή για να προληφθεί η αναταραχή της λειτουργίας.
- Λογική Συντονισμένης Προστασίας:
 
- Προστασία Υπερφόρτισης (π.χ., σταματημένη, επαναλαμβανόμενη εκκίνηση): Υλοποιείται μέσω αντιστρόφων χρονικών ρελέ, οδηγώντας τον επαφό να ανοίξει.
 
- Προστασία Σύντομης Σύνδεσης: Υλοποιείται μέσω της φωτοδίνης.
 
- Απαίτηση Συντονισμού: Το καταχωρημένο ρεύμα της φωτοδίνης πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα εκκίνησης του μοτέρ, και η χρονική-ρευματική χαρακτηριστική καμπύλη της πρέπει να τεμνεί την καμπύλη του ρελέ σε ένα σημείο για να επιτευχθεί τέλειος συντονισμός.
 
- Επιλογή Αναφοράς (Απόσπασμα):
 
| 
 Ισχύς Μοτέρ (kW) 
 | 
 Χρόνος Εκκίνησης (s) 
 | 
 Ρεύμα Εκκίνησης (A) 
 | 
 Καταχωρημένο Ρεύμα Συνδεδεμένης Φωτοδίνης (A) σε Διαφορετικές Συχνότητες Εκκίνησης (φορές/ώρα) 
 | 
| 
 250 
 | 
 6 
 | 
 220 
 | 
 100A (2/3/4 φορές) -> 105A (8/16/32 φορές) 
 | 
| 
 250 
 | 
 15 
 | 
 200 
 | 
 100A (2/3 φορές) -> 125A (4/8/16/32 φορές) 
 | 
| 
 800 
 | 
 60 
 | 
 600 
 | 
 250A (2 φορές) -> 315A (3/4/8/16/32 φορές) 
 | 
- Κύριο Σημείο: Όσο μεγαλύτερος ο χρόνος εκκίνησης και η συχνότητα εκκίνησης, τόσο μεγαλύτερο το απαιτούμενο καταχωρημένο ρεύμα της συνδεδεμένης φωτοδίνης.
 
2. Επιλογή Φωτοδίνης Προστασίας Τρανσφορματόρων
Η επιλογή πρέπει να εξασφαλίζει ότι η φωτοδίνη μπορεί να αντεπεξέλθει στο ρεύμα μαγνητοποίησης κλείσιμου του τρανσφορματόρα, παρέχοντας αποτελεσματική προστασία κατά των εσωτερικών σφαλμάτων.
- Επιλογή Αναφοράς (Απόσπασμα):
 
| 
 Συστημική Τάση (kV) 
 | 
 Χωρητικότητα Τρανσφορματόρων (kVA) και Προτεινόμενο Καταχωρημένο Ρεύμα Φωτοδίνης (A) 
 | 
| 
 3.6 
 | 
 100-160kVA: 63A 
 | 
| 
 7.2 
 | 
 100-160kVA: 50A 
 | 
| 
 12 
 | 
 100-160kVA: 31.5-40A 
 | 
3. Επιλογή Φωτοδίνης Προστασίας Τελεστών Κατανομής
Το κλείσιμο των τελεστών κατανομής παράγει υψηλή συχνότητα, υψηλή εντασιτητικότητα, προσκρούσεις κλείσιμου, που θέτουν ειδικές απαιτήσεις για την επιλογή φωτοδίνης.
- Ειδική Σκέψη: Πρέπει να επαληθευτεί ότι η φωτοδίνη μπορεί να αντεπεξέλθει στην ενέργεια διάβασης (I²t) της προσκρούσεως κλείσιμου. Απαίτηση: Η ενέργεια διάβασης προσκρούσεως < 0.7 φορές την ελάχιστη ενέργεια πριν την παραγωγή διατριχίας της φωτοδίνης.
 
- Απαιτήσεις Επιλογής:
 
- Το καταχωρημένο ρεύμα είναι συνήθως 1.5~2.0 φορές το καταχωρημένο ρεύμα του τελεστή.
 
- Αν το ρεύμα προσκρούσεως είναι πολύ μεγάλο, θεωρήστε: ① Επιλογή ειδικών φωτοδίνων τελεστών (π.χ., σειρά WFN); ② Προσθήκη σειριακού ρευματοπεριοριστικού ρεακτόρα με τον τελεστή; ③ Προσθήκη σειριακού αποσβεστικού αντιστώματος στο κλάδο.
 
- Πρόταση: Πρέπει να χρησιμοποιείται σειριακός ρευμαπεριοριστικός ρεακτόρας όταν (Παροξυσμικό Ρεύμα * Συχνότητα Παροξυσμού) > 20000 ή κατά την εξαιρετικά συχνή λειτουργία.
 
IV. Εφαρμοστικό Πεδίο και Τυπικά Παραδείγματα
1. Εφαρμοστικό Πεδίο
Η λύση κύκλου FC δεν είναι καθολική. Τα ορία εφαρμοστικότητάς της είναι τα εξής:
- Υψηλής Τάσης Μοτέρ: ≤ 1200 kW
 
- Διανεμητικοί Τρανσφορματόρες: ≤ 1600 kVA
 
- Τελεστές Κατανομής: ≤ 1200 kvar
Πέρα από αυτά τα όρια ισχύος, πρέπει να επιλεγεί μια λύση πνευματικού σταθμού με υψηλότερη δύναμη διάκοπης και θερμική/δυναμική σταθερότητα για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια. 
2. Τυπική