Izstrādāts biežai izmantošanai: Jaunās paaudzes intelektuālais aizsardzības un vadības risinājums augstsprieguma FC tīkliem

I. Risinājuma pārskats​

Šis risinājums mērķē sniegt visaptverošu aizsardzības risinājumu FC šķēršļiem, balstoties uz "Augspiediena vakuumkontaktoriem + augspiediena straumes ierobežojošajiem plūsmu izolatoriem". Tas ir īpaši izstrādāts 3kV līdz 12kV sprieguma diapazonā esošu augspiediena dzinēju, piegādes transformatoru un kondensatoru grupu aizsardzībai un kontrolēšanai, īpaši industriālajām lietojumvietaim, kas prasa biežas darbības un augstu uzticamību (piemēram, elektrostacijās, lielos rūpnīcās un karkos). Tā galvenais priekšrocība atrodas precīzā koordinācijā starp vakuumkontaktoru un straumes ierobežojošo plūsmu izolatoru, sasniedzot stratificētu aizsardzību pret pārslogojumiem un īslaicīgām kortežu traucējumiem, tādējādi nodrošinot ekonomiskumu, drošību un intelektualitāti.

​II. Galveno komponentu tehniskās īpatnības​

​1. Augspiediena vakuumkontaktors (FC šķēršļa darbības un pārslogojuma pārtraukšanas komponents)​​
Augspiediena vakuumkontaktors ir aktuatēris, kas nodrošina biežus šķēršļu darbības un pārslogojuma straumes pārtraukšanu. Tā tehniskās īpatnības ir šādas:

• ​Kopējā struktūra:​​
• ​Vakuuma pārtraukuma kamera:​​ Izmanto keramisko ādu ar iekšējo vakuumu, kas sasniedz 1.33×10⁻⁴ Pa, nodrošinot, ka loka veidošanās tiek veiksmīgi pārtraukta pirmajā straumes nulles punktā, sasniedzot bezolejas un nemaintenance nepieciešamību.
• ​Aizsargājošā montāžu slānis un savienojuma mehānisms:​​ Integrē plūsmu izolatoru montāžu un ir aprīkots ar svarīgu savienojuma trieciena mehānismu. Šis mehānisms nodrošina: ① Ja jebkura fāze plūsmu izolators pārtrauc, tā patlauc trīs fāžu vienlaicīgo kontaktora triecienu, novēršot vienfāzes darbību; ② Ja jebkura fāze plūsmu izolators nav instalēts, tā mehāniski bloķē kontaktora slēgšanos, nodrošinot darbības drošību.
• ​Darbības mehānisms:​​ Izmanto elektromagnētisko mehānismu, atbalstot līdz 2000 atvēršanu/slēgšanu stundā, kas pārsniedz izejas spējas.
• ​Darbības un pārtraukuma princips:​​
• ​Pārtraukuma princips:​​ Izmanto vakuummediuma augsto izolāciju un stipro loka pārtraukšanas spēju. Metāla gāzes loks, kas rodas atvēršanas laikā, tiek pārtraukts straumes nulles punktā, ar ātru dielektriskās spējas atjaunošanos. Tā sadalītā strāva ir zemāka par 0.5A, efektīvi samazinot pārslodinājuma overvoltages, kas ir ļoti draudzīga dzinēju izolācijai.
• ​Uzturēšanas metode:​​ Atbalsta gan elektrisku pašu uzturēšanu (enerģijas taupība, zema troksne), gan mehānisko pašu uzturēšanu (augsta uzticamība, prettrokšņu notraukšana). Lietotāji var izvēlēties atkarībā no operatīvajām prasībām (piemēram, LHJCZR serija izmanto mehānisko pašu uzturēšanu).
• ​Galvenie nominālie parametri:​​

​2. Augspiediena straumes ierobežojošais plūsmu izolators (FC šķēršļa īslaicīgo kortežu aizsardzības komponents)​​
Augspiediena straumes ierobežojošais plūsmu izolators ir galvenais aizsardzības komponents pret īslaicīgajiem kortežu traucējumiem. Tā īpatnības ir šādas:

• ​Galvenā funkcija:​​ Sniedz momentānu (ātru) aizsardzību. Kad notiek smags īslaicīgs kortežu traucējums (straume pārsniedz kontaktora pārtraukuma spēju), tā plūsmu izolators ātri pārtrauc šķēršļu ceļu pirms straumes sasniedz prognozēto virsūdeni. Pārtraukuma laiks ir ļoti īss (milisekundes līmenis), maksimalizējot traucējuma straumes enerģijas ierobežojumu un aizsargājot lejuveselu aprīkojumu no bojājumiem.
• ​Pamata izvēles principi:​​
• ​Nominālais spriegums:​​ Nedrīkst būt zemāks par sistēmas nominālo spriegumu, lai novērstu to, ka plūsmu izolatora darbības laikā radītais pārspriegums pārsniedz aprīkojuma izolācijas izturējamību (parasti ierobežots līdz 2.5 reizes fāzes sprieguma).
• ​Nominālā strāve:​​ Prasīs kompleksu apsvērumu par normālajām/pārslogojuma strāvēm, aprīkojuma startēšanas impulsa raksturojumiem (piemēram, dzinēja startēšanas strāve, transformatora magnetizācijas impulss) un nodrošināt selektīvu koordināciju ar augšējiem aizsardzības ierīcēm (piemēram, releji).
• ​Loma:​​ Darbojas kā rezervējais aizsardzības komponents FC šķēršļa iekšienē. Normālie pārslogojumi un mazāki īslaicīgie kortežu traucējumi tiek izslegti, izmantojot kompleksu aizsardzības ierīci, kas signālu vakuumkontaktoram, lai to atvērtu. Plūsmu izolators darbojas tikai tad, ja traucējuma straume pārsniedz kontaktora pārtraukuma spēju vai ja kontaktors neizdara darbību.

​III. Izvēles vadlīnijas, balstoties uz aizsargāmo objektu​

​1. Dzinēju aizsardzības plūsmu izolatora izvēle​
Dzinēju startēšanas strāves ir augstas un ilgas, prasot papildu uzmanību izvēlē, lai novērstu neatbilstošu darbību.

• ​Aizsardzības koordinācijas loģika:​​
• ​Pārslogojuma aizsardzība (piemēram, stāvoklis, kad dzinējs nestartē, vairākkārtēja startēšana):​​ Realizēta ar inversā laika relejiem, kas aktivizē kontaktora atvēršanu.
• ​Īslaicīgo kortežu aizsardzība:​​ Realizēta ar plūsmu izolatoru.
• ​Koordinācijas prasība:​​ Plūsmu izolatora nominālajai strāvei jābūt lielākai par dzinēja startēšanas strāvi, un tā laika-strāvas charakteristikas krivulei jākrusto releja charakteristikas krivule vienā punktā, lai sasniegtu perfektu koordināciju.
• ​Izvēles atsauce (izlase):​​

• ​Galvenais punkts:​​ Jo ilgāks startēšanas laiks un jo augstāks startēšanas biežums, jo lielāka plūsmu izolatora linka nominālā strāve.

​2. Transformatoru aizsardzības plūsmu izolatora izvēle​
Izvēle jāveic tā, lai plūsmu izolators varētu izturēt transformatora slēgšanas magnetizācijas impulsu, nodrošinot efektīvu aizsardzību pret iekšējiem traucējumiem.

• ​Izvēles atsauce (izlase):​​

​3. Kondensatoru grupu aizsardzības plūsmu izolatora izvēle​
Kondensatoru grupu pārslodināšana radīs augstfrekvences, augstām amplitūdēm saistošus slēgšanas impulsus, kas prasa īpašas prasības plūsmu izolatora izvēlei.

• ​Īpaša apsvērums:​​ Jāpārbauda, vai plūsmu izolators var izturēt slēgšanas impulsa cauravā energiju (I²t). Prasība: Slēgšanas impulsa cauravā energija < 0.7 reizes plūsmu izolatora minimālajai pre-arcing enerģijai.
• ​Izvēles prasības:​​
• Nominālā strāve parasti ir 1.5~2.0 reizes kondensatora nominālajai strāvei.
• Ja slēgšanas impulss ir pārāk liels, jāapsver: ① Speciālo kondensatoru plūsmu izolatoru izvēle (piemēram, WFN serija); ② Sērijas straumes ierobežojoša reaktora pievienošana ar kondensatoru; ③ Sērijas dambja reostata pievienošana šūnā.
• ​Ieteikums:​​ Jāizmanto straumes ierobežojošs reaktors, ja (Slēgšanas impulsa virsūdens * Slēgšanas biežums) > 20000 vai ļoti biežā darbība.

​IV. Piemērošanas joma un tipiski gadījumi​

​1. Piemērošanas joma​
FC šķēršļa risinājums nav universāls. Tā piemērošanas robežas ir šādas:

• ​Augspiediena dzinēji:​​ ≤ 1200 kW
• ​Piegādes transformatori:​​ ≤ 1600 kVA
• ​Kondensatoru grupas:​​ ≤ 1200 kvar
  Pāri šīm jaudas robežām jāizvēlas risinājums ar augstāku pārtraukuma spēju un dinamisko/tēraudu stabilitāti, lai nodrošinātu drošību.

​2. Tipiski gadījumi​
Šis risinājums ir veiksmīgi piemērots vairākos projektos, darbojoties stabilā un uzticībā:

• ​Gadījums 1: Kemiskā rūpnīca, Techas, ASV (Bieža darbība un explosionspreto vide)​​
• ​Projekta pārskats:​​ Šajā lielajā kemiķu bazē bija nepieciešama bieža startēšana un stopēšana augspiediena pompām un kompresoru dzinējiem vairākos ražošanas līnijās, ar vides prasībām par explosionspreto un augstu uzticamību.
• ​Parādītās priekšrocības:​​ Kontaktora 2000 darbības/stundā biežums perfekti atbilda procesa pielāgošanas vajadzībām; precīza koordinācija starp plūsmu izolatoru un relejiem nodrošināja precīzu īslaicīgo kortežu aizsardzību dzinējiem, bieži startējot, bez neatbilstošas darbības; vakuuma pārtraukuma kameras zemā sadalītā strāve (<0.5A) efektīvi samazināja pārslodinājuma overvoltages, aizsargājot vecāku dzinēju izolāciju. Kopumā šis risinājums nodrošināja būtisku ieguldījumu glabāšanu salīdzinājumā ar vakuumuzlādētāju switchgear.
• ​Gadījums 2: Automobilu ražošanas rūpnīca, Baverija, Vācija (Transformatoru un kondensatoru kompensācijas aizsardzība)​​
• ​Projekta pārskats:​​ Jaunā smart ražošanas rūpnīca prasīja stabila, augstās kvalitātes elektrosaprāvošanu vairākiem robotu servo sistēmām automatizētajās ražošanas līnijās, kā arī vairākiem sushus transformatoriem un kondensatoru kompensācijas grupām.
• ​Parādītās priekšrocības:​​ Plūsmu izolatora nominālā strāves izvēle pilnībā ņēma vērā transformatora magnetizācijas impulsa raksturojumus, izvairot neatbilstošu darbību slēgšanas laikā. Kondensatoru grupām speciālie plūsmu izolatori veiksmīgi izturēja slēgšanas impulsa ietekmi (I²t verifikācija veiksmīga). Kontaktora zems bounces nodrošināja kondensatoru pārslodināšanu bez atkalieslēgšanās, aizsargājot elektrotīkla enerģijas kvalitāti.

​V. Risinājuma priekšrocību kopsavilkums​

1. ​Augsta uzticamība:​​ Vakuuma pārtraukuma kamera ir nemaintenance nepieciešama, ar mehānisko dzīvi līdz miljoniem darbību; plūsmu izolatori nodrošina milisekundes līmeņa ātru pārtraukumu.
2. ​Stipra drošība:​​ Mehāniskais savienojuma mehānisms novērš vienfāzes darbību un slēgšanu ar potenciālām briesmām; zema sadalītā strāve aizsargā aprīkojuma izolāciju.
3. ​Labāka ekonomika:​​ Salīdzinājumā ar vakuumuzlādētāju switchgear, FC switchgear piedāvā zemākus izmaksas, mazāku izmēru un ļoti augstu ekonomiskumu.
4. ​Inteligence:​​ Kontaktori var viegli integrēt ar mikroprocesora balstītām aizsardzības ierīcēm, nodrošinot attālinātu monitoringu, inteligentu kontrolēšanu un datu augšupielādi.
5. ​Viegla uzturēšana:​​ Galvenie komponenti ir dizainēti bezmaintenance darbībai; pēc plūsmu izolatora darbības, nepieciešama tikai aizvietošana ar tāda paša specifikācijas plūsmu izolatora linku, padarot darbību vienkāršu.