מתוכנן להפעלה תדירה: פתרון הגנה ויטהול חדשני למעגלי FC בלחץ גבוה

I. סקירת הפתרון​

הפתרון מתמקד במתן פתרון הגנה כולל עבור מעגלי FC על בסיס "מגנטים וואקום בתension גבוהה + מפוחים מגבילים בתזרם גבוה". הוא מיועד במיוחד להגנה ובקרה של מנועים בתension גבוהה, טרנספורמרים תזוזה ונקודות קיבול במתח שבין 3kV ל-12kV, במיוחד מתאים ליישומים תעשייתיים המצריכים פעולה תדירה ואמינות גבוהה (כמו תחנות כוח, מפעלים גדולים והמכרות). היתרון העיקרי שלו נובע מהאינטגרציה המדויקת בין מגנט הוואקום למפוח המגביל, המאפשר הגנה מדורגת נגד תקלות של עומס יתר ותקלות קצר, תוך הצעת יעילות כלכלית, בטיחות ו职能：电力科技领域翻译官 任务：将产品文档、解决方案、系统菜单及文章内容准确翻译为目标语种【he_IL】。 规则： - 保留HTML标签或富文本结构，仅翻译标签内文字，不改动标签、属性、结构、换行、段落、列表、加粗等任何格式。 - 输出必须为完整译文，逐字逐句翻译，禁止省略、截断、总结或改写。 - 术语“IEE-Business”必须原样保留，禁止翻译。 - 语种必须严格匹配目标语言，禁止混杂、错误或使用非指定语种。 输入内容： （此处省略原文，因为已经提供） 输出规范： - 仅输出纯译文，无任何前缀、后缀、标点（除非原文自带）、解释或注释。 - 仅输出翻译结果，无任何前缀、后缀、解释、注释、思考过程或多余字符。 - 保持原文结构完整有序：换行、段落、列表、样式等必须100%保留。 - 语句通顺、术语准确、风格专业，符合电力科技行业语境。 - 严格遵守格式与结构，禁止输出任何与译文无关的任何字符，仅输出最终译文，严禁任何附加内容，严禁输出多余无关的字、字符，只输出译文不得加以描述。 翻译结果：

I. סקירת הפתרון​

הפתרון זה מתמקד בהספקת פתרון הגנה כולל עבור מעגלי FC מבוססים על "מגענים וואקום בתENSION גבוהה + מפרקים מגבילים בתנאי מתח גבוה". הוא מיועד במיוחד להגנה ובקרה של מנועים בתנאי מתח גבוה, טרנספורמרים התפלגות ונקודות קיבול במתח שבין 3kV ל-12kV, במיוחד מתאים ליישומים תעשייתיים הדורשים פעולה תדירה ואמינות גבוהה (כמו תחנות כוח, מפעלים גדולים והמכרות). היתרון המרכזי שלו נמצא באינטגרציה המדויקת בין מגען הוואקום למפרק המגביל, המאפשר הגנה מדורגת נגד תקלות של עומס יתר ותקלות קצר, תוך הצעת יעילות כלכלית, בטיחות וחכמה.

​II. מאפיינים טכניים של רכיבי הליבה​

​1. מגען וואקום בתנאי מתח גבוה (רכיב הפעלה ומפסק עומס יתר במעגל FC)​​
המגען הוואקום בתנאי מתח גבוה הוא הנעילה לשימוש תדיר בפעולת מעגל והפסקת זרמים של עומס יתר. מאפייניו הטכניים הם כדלקמן:

• ​מבנה מרכזי:​​
• ​צמד מגע וואקום:​​ משתמש בכיסוי קרמי עם לחץ פנימי של עד 1.33×10⁻⁴ פאסקל, המבטיח שהקשת תכבה בעפסת הזרם הראשונה, תוך שמירה על פעולה ללא שמן וללא תחזוקה.
• ​כלי התקנה מבודד ומנגנון אינטרלוקינג:​​ משלב התקנה של מפרקים וצויד במנגנון אינטרלוקינג חשוב. המנגנון הזה מבטיח: ① אם מפרק בכל פאזה מתפוצץ, הוא מפעיל את ההפסקה של שלושת הפאזות באופן סימולטני, למנוע פעולה חד-פאזית; ② אם מפרק בכל פאזה אינו מותקן, הוא נעילת מכנית את המגען מלהיפתח, כדי להבטיח בטיחות פעולה.
• ​מנגנון פעולה:​​ משתמש במנגנון אלקטרומגנטי, לתמיכה בפעולות פתיחה וסגירה תדירותיות עד 2000 פעמים לשעה, הרבה מעל יכולת המפסקים.
• ​ципת פעולה והפסקה:​​
• ​ципת הסתירה:​​ משתמש במדיום וואקום בעל מבודד גבוה ויכולת כיבוי חזקה. הקשת המתכתית שנוצרת במהלך פתיחה כבתה באופן מיידי בעפסת הזרם, עם השחזור המהיר של עמידות דיאלקטרית. זרם החיתוך שלו הוא מתחת ל-0.5A, המפחית בצורה יעילה את המתחים הנוספים במעבר, מאוד ידידותי למבודד המנוע.
• ​שיטה מחזיקת:​​ תומך בשתי שיטות מחזיקת חשמלית עצמית (חסכונית, נמוכה רעש) ומכנית עצמית (אמינה, אנטי-הפרעות). המשתמשים יכולים לבחור בהתאם לדרישות הפעולה (לדוגמה, סדרה LHJCZR משתמשת במחזיקת מכנית עצמית).
• ​פרמטרים מוערכים מרכזיים:​​

​2. מפרק מגביל בתנאי מתח גבוה (רכיב הגנה קצר במעגל FC)​​
המפרק המגביל בתנאי מתח גבוה משמש כרכיב הגנה סופי לתקלות קצר. מאפייניו הם כדלקמן:

• ​פונקציה מרכזית:​​ מספק הגנה מיידית (מהירה). כאשר מתרחשת תקלה קצרה חמורה (זרם עולה על קיבולת ניתוק המגען), אלמנט המפרק שלו מתמוסס במהירות ומבטל את המעגל לפני שהזרם מגיע לשיאו המתוכנן. זמן ההשבתה הוא קצר מאוד (רמת מילישניות), הממקסם את הגבלת האנרגיה של הזרם התקלקל ומגן על הציוד התחתון מנזק.
• ​עקרונות בחירה בסיסיים:​​
• ​מתח מוערך:​​ לא יכול להיות נמוך יותר ממתח המערכת המוערך כדי למנוע שהמתח המוגבר הנוצר במהלך פעולה של מפרק לא יעלה על גבול עמידות המבודד של הציוד (בדרך כלל מוגבל למטה מ-2.5 פעמים המתח בין פאזה).
• ​זרם מוערך:​​ דורש התייחסות כוללת לזרמים נורמליים/על- עומס, מאפייני הפתיחה של הציוד (למשל, זרם הפתיחה של מנוע, זרם הפתיחה של טרנספורמר), ולבטיחות בחירה עם מכשירי הגנה עליונים (למשל, רליזים).
• ​מיקום תפקיד:​​ משמש כהגנה גיבוי במעגל FC. עומסי עודף נורמליים וזרמי קצר קטנים נסגרים על ידי מכשיר הגנה כוללני המורה למגען הוואקום להיפתח. המפרק עובד רק כאשר זרם התקלה עולה על קיבולת ניתוק המגען או אם המגען נכשל לפעול.

​III. הנחיות בחירה בהתאם לעצם המוגן​

​1. בחירת מפרק הגנה למכונות​
זרמי פתיחה של מנועים גבוהים ומשך זמן ארוך, דורשים זהירות מיוחדת בבחירה כדי למנוע פעולה מיותרת.

• ​לוגיקה של תיאום הגנה:​​
• ​הגנה על עומס יתר (למשל, תקלה, פתיחה חוזרת):​​ מתבצעת על ידי רליזים עם זמן הפוך, המורים למגען להיפתח.
• ​הגנה על קצר:​​ מתבצעת על ידי המפרק.
• ​דרישה לתיאום:​​ זרם המוערך של המפרק חייב להיות גדול מזרם הפתיחה של המנוע, ועקומת הזרם-זמן שלו חייבת להתכנס עם עקומת הרליז בנקודה אחת כדי להשיג תיאום מושלם.
• ​התייחסות לבחירה ( excerption ):​​

• ​נקודה חשובה:​​ ככל שהזמן של הפתיחה ארוך יותר והתדירות של הפתיחה גבוהה יותר, כך הזרם המוערך של המפרק צריך להיות גדול יותר.

​2. בחירת מפרק הגנה לטרנספורמרים​
הבחירה צריכה להבטיח שהמפרק יכול לעמוד בפני זרם הפתיחה של הטרנספורמר ולהציע הגנה אפקטיבית נגד תקלות פנימיות.

• ​התייחסות לבחירה ( excerption ):​​

​3. בחירת מפרק הגנה לנקודות קיבול​
הפתיחה של נקודות קיבול יוצרת זרמים קיצוניים בתדר גבוה, מחייבת דרישות מיוחדות לבחירת המפרק.

• ​שקידה מיוחדת:​​ חייב לוודא שהמפרק יכול לעמוד בפני האנרגיה העוברת (I²t) של זרם הפתיחה. דרישה: אנרגיה עוברת של הפתיחה < 0.7 פעמים האנרגיה המינימלית של המפרק לפני הצתת הקשת.
• ​דרישות בחירה:​​
• זרם מוערך הוא בדרך כלל 1.5~2.0 פעמים הזרם המוערך של נקודת הקיבול.
• אם זרם הפתיחה הוא גדול מדי, יש לשקול: ① בחירת מפרקים מיוחדים לקיבול (למשל, סדרת WFN); ② הוספת ריאקטור מגביל זרם בסדרה עם נקודת הקיבול; ③ הוספתנגד דמפף בסדרה.
• ​המלצות:​​ ריאקטור מגביל זרם חייב לשמש כאשר (זרם שיא של הפתיחה * תדירות הפתיחה) > 20000 או במהלך פעולות תכופות מאוד.

​IV. טווח יישום ודוגמאות טיפוסיות​

​1. טווח יישום​
הפתרון של מעגל FC אינו כולל. גבולות היישום שלו הם כדלקמן:

• ​מנועים בתנאי מתח גבוה:​​ ≤ 1200 kW
• ​טרנספורמרים התפלגות:​​ ≤ 1600 kVA
• ​נקודות קיבול:​​ ≤ 1200 kvar
  מעבר לטווחי הקיבול הללו, יש לבחור פתרון מפסק וואקום עם קיבולת ניתוק גבוהה יותר ויציבות דינמית/טמפרטורתית כדי להבטיח בטיחות.

​2. אימות דוגמא טיפוסית​
הפתרון הזה הופעל בהצלחה בפרויקטים מרובים, פועל יציב ואמינות:

• ​דוגמה 1: מפעל כימיה, טקסס, ארה"ב (פעולה תדירה וסביבה מפיגת-פיצוץ)​​
• ​סקירת פרויקט:​​ הבסיס הכימי הגדול הזה דרש בקרה תדירה של פתיחה וסגירה עבור מנועי מחלצות וocompressors בקווים שונים של ייצור, עם דרישות סביבה מפיגה ואמינות גבוהה.
• ​יתרונות שהדגימו:​​ תדירות הפעולה של המגען של 2000 פעמים לשעה עונה על צרכי התהליך; התיאום המדויק בין המפרק לרליז הבטיח הגנה קצרה מדויקת על המנועים ללא פעולה מיותרת; זרם החיתוך הנמוך (<0.5A) המסופק על ידי המגען הוואקום הפחית בצורה יעילה את המתחים הנוספים במעבר, מגן על המבודד של המנועים הישנים. הפתרון הכללי חסך השקעה משמעותית לעומת ציוד מפסק וואקום.
• ​דוגמה 2: מפעל ייצור מכוניות, בוואריה, גרמניה (הגנה על טרנספורמר ופיצוי קיבול)​​
• ​סקירת פרויקט:​​ מפעל ייצור חכם חדש דרש אספקת חשמל יציבה ואיכות גבוהה לרוב מערכות המשרתים הרובוטיים בקווים אוטומטיים, בנוסף לטרנספורמרים התפלגות יבשים ונקודות קיבול פיצוי.
• ​יתרונות שהדגימו:​​ בחירת זרם המוערך של המפרק לקחה בחשבון את מאפייני הפתיחה של הטרנספורמר, למנוע פעולה מיותרת במהלך הפתיחה. עבור נקודות הקיבול, מפרקים מיוחדים הצליחו לעמוד בפני השפעת הפתיחה (בדיקת I²t עבר בהצלחה). תנועת המגען הנמוכה הבטיחה פתיחה של נקודות הקיבול ללא ניצוץ מחדש, מגן על איכות החשמל ברשת.

​V. סיכום יתרונות הפתרון​

1. ​אמינות גבוהה:​​ צמד מגע וואקום חסר תחזוקה עם חיים מכניים של עד מיליוני פעולות; מפרקים מספקים הגנה מהירה ברמת מילישניות.
2. ​בטיחות חזקה:​​ מנגנון אינטרלוקינג מכני למנוע פעולה חד-פאזית ופתיחה עם סיכונים; זרם חיתוך נמוך מגן על מבודדי הציוד.
3. ​כלכלה טובה:​​ בהשוואה לציוד מפסק וואקום, ציוד FC מציע עלויות נמוכות יותר, גודל קטן יותר ויעילות כלכלית גבוהה מאוד.
4. ​חכמה:​​ מגענים יכולים להשתלב חלקית עם מכשירי הגנה מבוססי מיקרו-מעבד, מאפשרים פיקוח מרחוק, בקרה חכמה ומעלה נתונים.
5. ​תחזוקה קלה:​​ רכיבי הליבה מתוכננים ללא תחזוקה; לאחר פעולה של מפרק, יש לבצע החלפה עם מפרק באותו מפרט, מה שהופך את הפעולה לסוגרת.