ออกแบบมาสำหรับการทำงานบ่อย: โซลูชันป้องกันและควบคุมอัจฉริยะรุ่นใหม่สำหรับวงจรเอฟซีแรงดันสูง

I. ภาพรวมของโซลูชัน​

โซลูชันนี้มีเป้าหมายเพื่อให้การป้องกันแบบครอบคลุมสำหรับวงจร FC โดยใช้ "ตัวต่อสัมผัสแรงดันสูงในสุญญากาศ + ฟิวส์จำกัดกระแสแรงดันสูง" ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการป้องกันและการควบคุมมอเตอร์แรงดันสูง, หม้อแปลงกระจาย, และแบงค์คอนเดนเซอร์ในช่วงแรงดัน 3kV ถึง 12kV โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการการทำงานบ่อยครั้งและความเชื่อถือได้สูง (เช่น โรงไฟฟ้า, โรงงานขนาดใหญ่, และเหมือง) ข้อดีหลักคือการประสานงานอย่างแม่นยำระหว่างตัวต่อสัมผัสในสุญญากาศและฟิวส์จำกัดกระแส ทำให้สามารถป้องกันการโหลดเกินและข้อผิดพลาดทางวงจรได้อย่างมีระดับ ในขณะเดียวกันยังมอบความประหยัด, ความปลอดภัย, และความฉลาด

​II. คุณลักษณะทางเทคนิคขององค์ประกอบหลัก​

​1. ตัวต่อสัมผัสแรงดันสูงในสุญญากาศ (องค์ประกอบการดำเนินการวงจร FC และการตัดกระแสโหลดเกิน)​​
ตัวต่อสัมผัสแรงดันสูงในสุญญากาศเป็นตัวกระทำสำหรับการดำเนินการวงจรบ่อยครั้งและการตัดกระแสโหลดเกิน คุณลักษณะทางเทคนิคของมันมีดังนี้:

• ​โครงสร้างหลัก:​​
• ​ห้องตัดสุญญากาศ:​​ ใช้โครงสร้างเซรามิกที่มีระดับสุญญากาศภายในสูงถึง 1.33×10⁻⁴ Pa ทำให้แน่ใจว่าจะสามารถดับอาร์คได้ทันทีที่กระแสผ่านศูนย์ครั้งแรก ทำให้ไม่ต้องใช้น้ำมันและไม่ต้องบำรุงรักษา
• ​ฐานติดตั้งฉนวนและกลไกสัมพันธ์:​​ รวมฟิวส์ติดตั้งและมีกลไกสัมพันธ์สำคัญที่ทำให้แน่ใจว่า: ① หากฟิวส์ใด ๆ ในเฟสหนึ่งเสียหาย จะทำให้ตัวต่อสัมผัสทั้งสามเฟสตัดพร้อมกันทันที ป้องกันการทำงานแบบเฟสเดียว; ② หากฟิวส์ใด ๆ ในเฟสหนึ่งไม่ได้ติดตั้ง จะทำการล็อกตัวต่อสัมผัสไม่ให้ปิด ทำให้แน่ใจว่ามีความปลอดภัยในการทำงาน
• ​กลไกการดำเนินการ:​​ ใช้กลไกแม่เหล็กไฟฟ้า รองรับการเปิด-ปิดบ่อยครั้งสูงถึง 2000 ครั้ง/ชั่วโมง ซึ่งมากกว่าความสามารถของตัวตัดวงจร
• ​หลักการดำเนินการและการตัด:​​
• ​หลักการตัด:​​ ใช้คุณสมบัติการฉนวนสูงและความสามารถในการดับอาร์คของสื่อสุญญากาศ อาร์คที่เกิดจากไอโลหะที่เกิดขึ้นเมื่อเปิดจะดับทันทีที่กระแสผ่านศูนย์ มีการฟื้นฟูความต้านทานทางไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว กระแสตัด (chopping current) ต่ำกว่า 0.5A ช่วยลดแรงดันสลับจากการสวิตช์ ซึ่งเป็นมิตรต่อฉนวนของมอเตอร์อย่างมาก
• ​วิธีการรักษาสถานะ:​​ สนับสนุนทั้งวิธีการรักษาสถานะด้วยไฟฟ้า (ประหยัดพลังงาน, เสียงเบา) และวิธีการรักษาสถานะด้วยกลไก (ความเชื่อถือได้สูง, ต้านทานต่อสัญญาณรบกวน) ผู้ใช้สามารถเลือกตามความต้องการในการดำเนินการ (เช่น ซีรีส์ LHJCZR ใช้วิธีการรักษาสถานะด้วยกลไก)
• ​พารามิเตอร์ที่กำหนดไว้หลัก:​​

​2. ฟิวส์จำกัดกระแสแรงดันสูง (องค์ประกอบการป้องกันวงจร FC จากข้อผิดพลาดทางวงจร)​​
ฟิวส์จำกัดกระแสแรงดันสูงทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบการป้องกันสุดท้ายสำหรับข้อผิดพลาดทางวงจร คุณลักษณะของมันมีดังนี้:

• ​ฟังก์ชันหลัก:​​ ให้การป้องกันทันที (quick-break) เมื่อมีข้อผิดพลาดทางวงจรที่รุนแรงเกิดขึ้น (กระแสเกินความสามารถในการตัดของตัวต่อสัมผัส) องค์ประกอบฟิวส์จะละลายอย่างรวดเร็วและตัดวงจรก่อนที่กระแสจะถึงจุดสูงสุด การตัดวงจรใช้เวลาสั้นมาก (ระดับมิลลิวินาที) ทำให้จำกัดพลังงานของกระแสข้อผิดพลาดได้มากที่สุดและป้องกันอุปกรณ์ที่อยู่ด้านล่างจากความเสียหาย
• ​หลักการเลือกพื้นฐาน:​​
• ​แรงดันที่กำหนด:​​ ต้องไม่ต่ำกว่าแรงดันที่กำหนดของระบบ เพื่อป้องกันแรงดันเกินที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของฟิวส์จากการเกินค่าทนทานของฉนวนของอุปกรณ์ (โดยทั่วไปจำกัดไว้ที่ต่ำกว่า 2.5 เท่าของแรงดันเฟส)
• ​กระแสที่กำหนด:​​ ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับกระแสปกติ/กระแสโหลดเกิน, คุณลักษณะของการเริ่มต้นอุปกรณ์ (เช่น กระแสเริ่มต้นของมอเตอร์, กระแสเริ่มต้นของหม้อแปลง) และการทำให้มีการประสานงานอย่างมีเลือกสรรกับอุปกรณ์ป้องกันด้านบน (เช่น รีเลย์)
• ​ตำแหน่งบทบาท:​​ เป็นการป้องกันสำรองภายในวงจร FC กระแสโหลดเกินและกระแสข้อผิดพลาดที่เล็กกว่าจะถูกตัดโดยอุปกรณ์ป้องกันแบบครอบคลุมที่ส่งสัญญาณให้ตัวต่อสัมผัสในสุญญากาศเปิด ฟิวส์จะทำงานเฉพาะเมื่อกระแสข้อผิดพลาดเกินความสามารถในการตัดของตัวต่อสัมผัสหรือหากตัวต่อสัมผัสไม่สามารถทำงานได้

​III. คำแนะนำในการเลือกตามวัตถุที่ต้องการป้องกัน​

​1. การเลือกฟิวส์ป้องกันมอเตอร์​
กระแสเริ่มต้นของมอเตอร์สูงและระยะเวลายาว ต้องระมัดระวังในการเลือกเพื่อป้องกันการทำงานที่ไม่จำเป็น

• ​ตรรกะการประสานงานการป้องกัน:​​
• ​การป้องกันโหลดเกิน (เช่น การหยุดนิ่ง, การเริ่มต้นซ้ำ):​​ ดำเนินการโดยรีเลย์แบบ inverse-time ขับเคลื่อนตัวต่อสัมผัสให้เปิด
• ​การป้องกันข้อผิดพลาดทางวงจร:​​ ดำเนินการโดยฟิวส์
• ​ความต้องการประสานงาน:​​ กระแสที่กำหนดของฟิวส์ต้องมากกว่ากระแสเริ่มต้นของมอเตอร์ และเส้นโค้งคุณสมบัติกระแส-เวลาของฟิวส์ต้องตัดกับเส้นโค้งของรีเลย์ที่จุดหนึ่งเพื่อให้การประสานงานสมบูรณ์
• ​การอ้างอิงการเลือก (ส่วนหนึ่ง):​​

• ​ประเด็นสำคัญ:​​ ระยะเวลาการเริ่มต้นที่ยาวนานและความถี่การเริ่มต้นที่สูง ต้องการกระแสที่กำหนดของฟิวส์ลิงค์ที่มากขึ้น

​2. การเลือกฟิวส์ป้องกันหม้อแปลง​
การเลือกต้องแน่ใจว่าฟิวส์สามารถทนทานต่อกระแสเริ่มต้นของหม้อแปลงและให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพต่อข้อผิดพลาดภายใน

• ​การอ้างอิงการเลือก (ส่วนหนึ่ง):​​

​3. การเลือกฟิวส์ป้องกันแบงค์คอนเดนเซอร์​
การเปลี่ยนแปลงของแบงค์คอนเดนเซอร์ทำให้เกิดกระแสเริ่มต้นที่มีความถี่สูงและมีแอมปลิจูดสูง ต้องมีความพิเศษในการเลือกฟิวส์

• ​การพิจารณาพิเศษ:​​ ต้องตรวจสอบว่าฟิวส์สามารถทนทานต่อพลังงานที่ผ่าน (I²t) ของกระแสเริ่มต้น ข้อกำหนด: พลังงานที่ผ่าน < 0.7 เท่าของพลังงานก่อนอาร์คของฟิวส์
• ​ข้อกำหนดการเลือก:​​
• กระแสที่กำหนดโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1.5~2.0 เท่าของกระแสที่กำหนดของคอนเดนเซอร์
• หากกระแสเริ่มต้นสูงเกินไป ควรพิจารณา: ① เลือกฟิวส์คอนเดนเซอร์เฉพาะ (เช่น ซีรีส์ WFN); ② เพิ่มตัวจำกัดกระแสแบบอนุกรมกับคอนเดนเซอร์; ③ เพิ่มตัวต้านทานแบบอนุกรมในสาขา
• ​คำแนะนำ:​​ ต้องใช้ตัวจำกัดกระแสเมื่อ (กระแสสูงสุดของกระแสเริ่มต้น * ความถี่ของกระแสเริ่มต้น) > 20000 หรือในการทำงานที่บ่อยครั้งอย่างมาก

​IV. ขอบเขตการใช้งานและกรณีศึกษาที่สำคัญ​

​1. ขอบเขตการใช้งาน​
โซลูชันวงจร FC ไม่ได้ครอบคลุมทุกกรณี ขอบเขตที่เหมาะสมมีดังนี้:

• ​มอเตอร์แรงดันสูง:​​ ≤ 1200 kW
• ​หม้อแปลงกระจาย:​​ ≤ 1600 kVA
• ​แบงค์คอนเดนเซอร์:​​ ≤ 1200 kvar
  เกินขอบเขตกำลังนี้ ต้องเลือกโซลูชันตัวตัดวงจรในสุญญากาศที่มีความสามารถในการตัดสูงและความคงตัวทางความร้อน/ความร้อนสูง เพื่อให้แน่ใจว่ามีความปลอดภัย

​2. การตรวจสอบกรณีศึกษาที่สำคัญ​
โซลูชันนี้ได้รับการใช้งานอย่างประสบความสำเร็จในโครงการหลายแห่ง ทำงานอย่างมั่นคงและเชื่อถือได้:

• ​กรณีศึกษาที่ 1: โรงงานเคมี, Texas, USA (การทำงานบ่อยครั้งและสภาพแวดล้อมป้องกันการระเบิด)​​
• ​ภาพรวมโครงการ:​​ ฐานผลิตเคมีขนาดใหญ่ต้องการการควบคุมการเริ่ม-หยุดของมอเตอร์ปั๊มและคอมเพรสเซอร์แรงดันสูงในสายการผลิตหลายสาย โดยมีข้อกำหนดสภาพแวดล้อมที่ต้องป้องกันการระเบิดและมีความเชื่อถือได้สูง
• ​ข้อดีที่แสดง:​​ ความถี่การดำเนินการ 2000 ครั้ง/ชั่วโมงของตัวต่อสัมผัสทำให้ตรงกับความต้องการในการปรับกระบวนการ; การประสานงานอย่างแม่นยำระหว่างฟิวส์และรีเลย์ทำให้มีการป้องกันข้อผิดพลาดทางวงจรของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำโดยไม่มีการทำงานที่ไม่จำเป็น; กระแสตัดต่ำ (<0.5A) ที่ให้โดยห้องตัดสุญญากาศช่วยลดแรงดันสลับจากการสวิตช์ ปกป้องฉนวนของมอเตอร์ที่มีอายุ โซลูชันโดยรวมช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายอย่างมากเมื่อเทียบกับสวิตช์เกียร์ตัวตัดวงจรในสุญญากาศ
• ​กรณีศึกษาที่ 2: โรงงานผลิตรถยนต์, Bavaria, Germany (การป้องกันหม้อแปลงและการชดเชยคอนเดนเซอร์)​​
• ​ภาพรวมโครงการ:​​ โรงงานผลิตอัจฉริยะใหม่ต้องการการจ่ายไฟที่มั่นคงและมีคุณภาพสูงสำหรับระบบเซอร์โวโรบอตจำนวนมากในสายการผลิตอัตโนมัติ พร้อมด้วยหม้อแปลงกระจายแบบแห้งและแบงค์คอนเดนเซอร์ชดเชยหลายแห่ง
• ​ข้อดีที่แสดง:​​ การเลือกกระแสที่กำหนดของฟิวส์พิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับคุณลักษณะการเริ่มต้นของหม้อแปลง ป้องกันการทำงานที่ไม่จำเป็นระหว่างการปิด สำหรับแบงค์คอนเดนเซอร์ ฟิวส์เฉพาะสามารถทนทานต่อผลกระทบของกระแสเริ่มต้น (I²t ผ่านการตรวจสอบ) ความสั่นสะเทือนต่ำของตัวต่อสัมผัสทำให้การเปลี่ยนแปลงของคอนเดนเซอร์ไม่มีการจุดประกาย ปกป้องคุณภาพไฟฟ้าในระบบ

​V. สรุปข้อดีของโซลูชัน​

1. ​ความเชื่อถือได้สูง:​​ ห้องตัดสุญญากาศไม่ต้องบำรุงรักษาและมีอายุการใช้งานทางกลสูงถึงหลายล้านรอบ; ฟิวส์ให้การป้องกันทันทีในระดับมิลลิวินาที
2. ​ความปลอดภัยสูง:​​ กลไกสัมพันธ์ทางกลป้องกันการทำงานแบบเฟสเดียวและปิดที่มีความเสี่ยง; กระแสตัดต่ำปกป้องฉนวนของอุปกรณ์
3. ​เศรษฐกิจดี:​​ เมื่อเทียบกับสวิตช์เกียร์ตัวตัดวงจรในสุญญากาศ สวิตช์เกียร์ FC มีต้นทุนต่ำ ขนาดเล็ก และมีความคุ้มค่าสูง
4. ​อัจฉริยะ:​​ ตัวต่อสัมผัสสามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์ป้องกันแบบไมโครโปรเซสเซอร์ได้อย่างราบรื่น ทำให้สามารถตรวจสอบระยะไกล ควบคุมอัจฉริยะ และอัปโหลดข้อมูลได้
5. ​การบำรุงรักษาง่าย:​​ องค์ประกอบหลักออกแบบมาเพื่อไม่ต้องบำรุงรักษา; หลังจากฟิวส์ทำงาน ต้องการเพียงแทนที่ด้วยฟิวส์ลิงค์ที่มีคุณสมบัติเดียวกัน การดำเนินการง่าย