Dizajnirano za često korišćenje Novo generacije inteligentno rešenje za zaštitu i kontrolu visokonaponskih FC krugova

I. Opšte informacije o rešenju​

Ovo rešenje ima za cilj da pruži kompleksnu štitnu rešenje za FC krugove bazirano na "Visokonaponskim vakumskim kontaktorima + visokonaponskim ograničavajućim prekidačima". Posebno je dizajnirano za zaštitu i kontrolu visokonaponskih motora, distribucijskih transformatora i kondenzatorskih banka u opsegu napona od 3kV do 12kV, posebno pogodno za industrijske primene koje zahtevaju često korišćenje i visoku pouzdanost (poput elektranama, velikim fabrikama i rudnicima). Njegov ključni prednost leži u preciznoj koordinaciji između vakumskog kontaktora i ograničavajućeg prekidača, ostvarujući stepenitom zaštitom protiv preopterećenja i prekida struje, uz ekonomičnost, sigurnost i inteligenciju.

​II. Tehnička karakteristike ključnih komponenti​

​1. Visokonaponski vakumski kontaktor (komponenta za rad FC kruga i prekid preopterećenja)​​
Visokonaponski vakumski kontaktor je aktuator za često korišćenje kruga i prekid preopterećenih struja. Njegove tehničke karakteristike su sledeće:

• ​Ključna struktura:​​
• ​Vakumski prekidni prostor:​​ Koristi keramičku omotnu kutiju sa unutrašnjim vakuumom do 1.33×10⁻⁴ Pa, što osigurava uspešno ugasevanje luke na prvom nultoj presečnoj tački struje, ostvarujući bezoilnu i bezodržavanu operaciju.
• ​Izolaciona montažna zglobna podloga i mehanizam interlokiranja:​​ Integrira nosače za prekidače i opremljen je ključnim mehanizmom interlokiranog skoka. Ovaj mehanizam osigurava: ① Ako se prekidač u bilo kojoj fazi ispalji, odmah aktivira trofazni istovremeni skok kontaktora, sprečavajući rad samo jedne faze; ② Ako se prekidač u bilo kojoj fazi nije instalirao, mehanički zaključava kontaktor od zatvaranja, osiguravajući operativnu sigurnost.
• ​Mehanizam rada:​​ Koristi elektromagnetski mehanizam, podržavajući česte otvaranje i zatvaranje operacija do 2000 puta/sati, daleko premašujući sposobnosti prekidača.
• ​Princip rada i prekida:​​
• ​Princip prekida:​​ Koristi visoku izolaciju i snažnu sposobnost ugasevanja luke vakumskog medija. Metalna parna luka generisana tokom otvaranja trenutno se ugasi na nultoj presečnoj tački struje, sa brzim povratom dielektrične snage. Njegov prekidni strujni tok je ispod 0.5A, efektivno suzbijajući prekidačke preopterećenja, što je izuzetno prijateljsko prema izolaciji motora.
• ​Metoda držanja:​​ Podržava oba metoda električkog samoodržavanja (energetski učinkovito, niski buka) i mehaničkog samoodržavanja (visoka pouzdanost, otpornost na smetnje). Korisnici mogu da izaberu na osnovu operativnih zahteva (npr., serija LHJCZR koristi mehaničko samoodržavanje).
• ​Ključni nominalni parametri:​​

​2. Visokonaponski ograničavajući prekidač (komponenta za zaštitu od prekida struje u FC krugu)​​
Visokonaponski ograničavajući prekidač služi kao krajnja zaštitna komponenta za greške prekida struje. Njegove karakteristike su sledeće:

• ​Ključna funkcija:​​ Pruža trenutnu (brzu prekidnu) zaštitu. Kada dođe do teške greške prekida struje (struja premaši prekidnu snagu kontaktora), njegov prekidač element brzo taloži i prekida krug pre nego što struja dostigne svoj potencijalni vrh. Vreme prekida je izuzetno kratko (milisekundni nivo), maksimalno ograničavajući energiju greške struje i štiti opremu dolje po toku struje od oštećenja.
• ​Osnovni principi izbora:​​
• ​Nominalni napon:​​ Ne sme biti niži od sistemskog nominalnog napona kako bi se sprečilo prekoračenje izolacijske izdržljivosti opreme (obično ograničeno na ispod 2.5 puta fazni napon).
• ​Nominalna struja:​​ Zahteva kompleksnu razmatranje normalnih/preopterećenih struja, karakteristika početne struje opreme (npr., početna struja motora, magnetizacija transformatora), i osiguravanje selektivne koordinacije sa zaštitnim uređajima gore po toku struje (npr., releji).
• ​Pozicija uloge:​​ Služi kao rezervna zaštita unutar FC kruga. Normalne preopterećenja i manje greške prekida struje su otklanjene od strane kompjuterskog zaštitnog uređaja koji signalizira vakumski kontaktor da se otvori. Prekidač radi samo kada greška prekida struje premaši prekidnu snagu kontaktora ili ako kontaktor ne radi.

​III. Smernice za izbor na osnovu zaštićenog objekta​

​1. Izbor zaštitnog prekidača za motor​
Početne struje motora su visoke i trajanje dugacko, zahtevaju dodatnu pažnju u izboru kako bi se sprečila nepotrebnost operacije.

• ​Logika koordinacije zaštite:​​
• ​Zaštita od preopterećenja (npr., stalling, ponovljena startovanje):​​ Implementirana od strane inverznih vremenskih releja, pokreće kontaktor da se otvori.
• ​Zaštita od prekida struje:​​ Implementirana od strane prekidača.
• ​Zahtev za koordinaciju:​​ Nominalna struja prekidača mora biti veća od početne struje motora, a njegov vremenski-strujni karakteristični grafik mora se seći sa grafikom releja u jednoj tački kako bi se postigla savršena koordinacija.
• ​Referentni izbor (izvlačak):​​

• ​Ključna tačka:​​ Duže vreme startovanja i više frekvencija startovanja, veća je potrebna nominalna struja prekidača.

​2. Izbor zaštitnog prekidača za transformator​
Izbor mora osigurati da prekidač može da izdrži magnetizacionu struju transformatora tokom zatvaranja, dok pruža efektivnu zaštitu od internih grešaka.

• ​Referentni izbor (izvlačak):​​

​3. Izbor zaštitnog prekidača za kondenzatorsku banku​
Prekidač kondenzatorske banke generiše visokofrekventne, visokoamplitudne struje tokom zatvaranja, stavljanjem posebnih zahteva za izbor prekidača.

• ​Posebna pažnja:​​ Morate proveriti da li prekidač može da izdrži propustnu energiju (I²t) struje tokom zatvaranja. Zahtev: Propustna energija < 0.7 puta minimalna prekidačka prekoračenja.
• ​Zahtevi za izbor:​​
• Nominalna struja je tipično 1.5~2.0 puta nominalna struja kondenzatora.
• Ako je struja tokom zatvaranja prevelika, razmotrite: ① Izbor specijalnih kondenzatorskih prekidača (npr., serija WFN); ② Dodavanje serije ograničavajućeg reaktora sa kondenzatorom; ③ Dodavanje serije dempera otpornika u granu.
• ​Preporuka:​​ Ograničavajući reaktor mora se koristiti kada (Pik struje tokom zatvaranja * Frekvencija zatvaranja) > 20000 ili tokom izuzetno čestih operacija.

​IV. Oblast primene i tipični slučajevi​

​1. Oblast primene​
Rešenje FC kruga nije univerzalno. Njegove primenjive granice su sledeće:

• ​Visokonaponski motori:​​ ≤ 1200 kW
• ​Distribucijski transformatori:​​ ≤ 1600 kVA
• ​Kondenzatorske banke:​​ ≤ 1200 kvar
  Iznad ovih kapaciteta, mora se izabrati rešenje vakumskog prekidača sa većom prekidnom snagom i dinamičkom/termičkom stabilnošću kako bi se osigurala sigurnost.

​2. Validacija tipičnih slučajeva​
Ovo rešenje je uspešno primenjeno na mnogim projektima, radilo stabilno i pouzdano:

• ​Slučaj 1: Hemijska fabrika, Teksas, SAD (Česta operacija i eksplozivno okruženje)​​
• ​Pregled projekta:​​ Ova velika hemijska baza zahtevala je česte start-stop kontrole za visokonaponske pumpe i kompresorske motive na više proizvodnih linija, sa zahtevima za eksplozivno okruženje i visoku pouzdanost.
• ​Prednosti koje su demonstrirane:​​ Frekvencija 2000 operacija/sati kontaktora savršeno je zadovoljava procesne prilagodbe; precizna koordinacija između prekidača i releja osigurala je tačnu zaštitu od prekida struje motora tokom čestog startovanja bez nepotrebnih operacija; niska prekidna struja (<0.5A) pružena od strane vakumskog prekidnog prostora efektivno je suzbijala prekidačke preopterećenja, štiti izolaciju starijih motora. Ukupno rešenje je značajno smanjilo investicije u odnosu na vakumsko prekidačko switchgear.
• ​Slučaj 2: Automobilska proizvodna fabrika, Bavarska, Nemačka (Zaštita transformatora i kondenzatorske kompenzacije)​​
• ​Pregled projekta:​​ Nova pametna proizvodna fabrika zahtevala je stabilnu, visokokvalitetnu snabdevanje električnom energijom za brojne robote servo sisteme na automatizovanim proizvodnim linijama, uz više suhih distribucijskih transformatora i kondenzatorskih kompenzacionih banka.
• ​Prednosti koje su demonstrirane:​​ Izbor nominalne struje prekidača potpuno je razmatrao karakteristike magnetizacije transformatora, sprečavajući nepotrebnost operacije tokom zatvaranja. Za kondenzatorske banke, specijalni prekidači su uspešno izdržali uticaj struje tokom zatvaranja (provera I²t je prošla). Niska prekidna struja kontaktora osigurala je preklapanje kondenzatora bez re-razbujanja, štiti kvalitet snabdevanja električnom energijom na mreži.

​V. Sažetak prednosti rešenja​

1. ​Visoka pouzdanost:​​ Vakumski prekidni prostor je bezodržavan sa mehaničkim životnim vekom do miliona operacija; prekidači pružaju milisekundsnu brzu prekidnu zaštitu.
2. ​Jaka sigurnost:​​ Mehanički interlokiran mehanizam sprečava rad samo jedne faze i zatvaranje sa potencijalnim opasnostima; niska prekidna struja štiti izolaciju opreme.
3. ​Dobra ekonomija:​​ U poređenju sa vakumskim prekidačkim switchgear-om, FC switchgear nudi nižu cenu, manju veličinu i izuzetno visoku ekonomičnost.
4. ​Inteligencija:​​ Kontaktori se mogu bez prepreka integrirati sa mikroprocesorskim zaštitnim uređajima, omogućujući daljinsko nadgledanje, inteligentnu kontrolu i slanje podataka.
5. ​Lako održavanje:​​ Ključne komponente su dizajnirane za bezodržavanu operaciju; nakon rada prekidača, potrebno je samo zamena sa istospecifičnim prekidačem, što čini operaciju jednostavnom.