3~12kV abienergia süsteemi jaoks mõeldud FC kaitsekava: disain valik ja rakendusjuhtumid

I.Lahenduse ülevaade​
See lahendus püüab pakkuda täielikku süsteemi, mis on rajatud kõrgepinge vakuumkontaktori (Kontaktor) ja kõrgepinge läheduskiirikut (Kiirik) kombinatsioonile, mida üheskoos nimetatakse FC tsirkuitiks. See on suunatud keskpinge süsteemidele, mis ulatuvad 3 kuni 12 kV vahemikus, ja on eriti sobiv rakendustele, mis nõuavad sagedast tööd, kõrget usaldusväärsust ja kuluefektiivsust. FC tsirkuitis hoolitseb vakuumkontaktor tavaliste ja ületasandlike voolude ja sagedaste toimingute sulgemise ja avamise eest, samas kui kõrgepinge kiirik pakub tugevat lühikutuse kaitsmist. Kokku moodustavad nad täieliku funktsionaalsusega, kõrgejulgevusega kaitse- ja juhtimise ühiku.

​II. Tundlikkuskomponentide omadused​
FC tsirkuiti peamine eelis seisneb tema kahe olulisema komponendi väljapaistvas jõudluses ja täpse kooskõlastuses.

​​(I) Kõrgepinge vakuumkontaktor (Töö- ja ületasandi katkestamise komponent)​​
Kui tsirkuiti operatiivne tuum, vakuumkontaktor näitab järgmisi omadusi:

1. ​Edasijõudnud struktuur ja katkestamise printsiip:​​
• Sisuvaline vakuumkatkestaja kamber (vakuumitaseme kuni 1,33×10⁻⁴ Pa) peamised kontaktid on keramiikliku korpuses. Avamisel lahutuvad liigutav ja paigapärane kontakt kiiresti, kasutades metaalvihma kiiret kondenseerumist nullpunktil, et tõhusalt katkestada lõige ja taastada isolatsiooni tugevus.
• Varustatud sidusa katkestamismeetodiga, mis tagab katkestamise ühe kiiriku faasi sulamisel, takistes faasisäilitava töö, ja sisaldab valest katkestamise ennetamise funktsiooni, kui kiirikke ei ole paigaldatud.
• Äärmiselt madal katkestamisvool (≤0,5A), mis tõhusalt takistab lülitamisel tekkiva ülepinge ja kaitseb induktiivsete laadimite nagu mootorite isolatsiooni.
2. ​Kõrgeusalduslik töömechanism:​​
• Kasutab elektromagnetilist töömeetodit, mis suudab lülitada kuni 2000 toimingut tunnis, rahuldades kõige nõudlikumaid sagedaste toimingute nõudmisi.
• Lihtsalt reguleeritavad hooldusmeetodid: Elektriline endhooldus (hooldusvaiksimisel, madal energiatarbimine) ja mehaaniline endhooldus (nt LHJCZR sarja, mehaaniliselt lukustatud sulgemisel, mittevajalik pidev energiaallikas) on saadaval vastavalt erinevatele juhtimisvajadustele.
• Tugev kontrollenergiaallikatega ühilduvus, toetab DC/AC 110V/220V.
3. ​Väga hea määratud parameetrid ja eluiga:​​
• Olulised elektrilised parameetrid:

• Pikk eluiga: Elektriline eluiga kuni 300 000 toiminguni ja mehaaniline eluiga kuni 1 000 000 toiminguni, mille tulemusena oluliselt vähennevad hoolduskulud ja elutsüklikud kulud.
• Eriksed vakuumkatkestaja kambrid: Nt TJC 12/630 tüüp, millel on madalad kahju, madalad impulssid, kõrge kulumiskindlus ja kontaktresistents ≤60 μΩ.

​​(II) Kõrgepinge läheduskiirik (Lühikutuse kaitsekomponent)​​
Kui tsirkuiti lühikutuse kaitse tuum, on tema valik ja rakendamine kriitiline.

1. ​Funktsiooniline printsiip:​​ Kui vool ületab kindla väärtuse mõnda aega, siis kiiriku element sulab kiiresti ja katkestab veavoolu. Selle oluline iseloomulikkus on see, et mida suurem on katkestamise vool, seda lühem on toiminguaeg, pakkudes tugevat voolu piiramise võimet.
2. ​Valikuprintsiibid:​​
• Määratud pingetasem: Peab olema vähemalt sama suur kui süsteemi määratud pingetasem; see võib olla veidi kõrgem, kuid kunagi mitte madalam.
• Määratud vool: Tuleb hinnata süsteemi tavalist töövoolu, ületasandivoolu ja seadmete käivitamise omadusi (nt mootori käivitamise vool ja aeg). Kui varakaitse, töötab see ainult siis, kui veavool ületab kontaktori katkestamisvoolu või kui kontaktor ei tööta.
3. ​Erinevate seadmetega kaitsekooskõlastus:​​
• Kõrgepinge mootorid (≤1200 kW): Kiirik peab suutma taluda mootori käivitamise voolu, samas kui ületasandikaitse hoolitseb integreeritud kaitserela eest. Taga, et kiiriku aeg-voolu karakteristikukäik lõikub õigesti rela käiguga, et saavutada kaitsekujundus.
• Näide: 250 kW mootor, mille käivitamisaeg on 6s ja käivitamise vool 220A, sobib 100A kiiriku element (2-3 käivitust tunnis).
• Transformaatorid (≤1600 kVA): Kiirik peab suutma taluda energiatõmmise ajal tekkinud inrush voolu ja pikaajalist ületasandivoolu. Valik viiakse läbi otse transformaatori määratud võimsuse ja pingetaseme järgi.
• Näide: 10 kV/800 kVA transformaator, sobib 80A kiirik.
• Kondensaatorpankad (≤1200 kvar): Peavad suutma taluda lülitamise ajal tekkinud inrush voolu, ja nende läbivoolu energia peab olema väiksem kui kondensaatori taluvõime. Määratud vool on tavaliselt 1,5–2 korda kondensaatori määratud vool. Rakendustes, kus on ülemäärane inrush vool või sagedased lülitamised, soovitatakse sarivoolu reaktoreid.

​III. Rakendusalad ja tipparvamused​

​​(I) Rakendusalad​

• ​Sobivad stsenaariumid:​​
• Industritehasetes kuni 1600 kVA transformaatorite jaoks kaitse- ja juhtimistsirkud.
• Kõrgepinge mootorite kuni 1200 kW sagedase käivitamise ja kaitse tsirkud.
• Kondensaatorpankade kuni 1200 kvar lülitamistsirkud.
• ​Mitte-sobivad stsenaariumid:​​ Üle need kapatsiteedid tuleb kasutada vakuumlülitite paneeli lahendusi.

​​(II) Edukad näited​
FC tsirkuiti lahendus on laialdaselt rakendatud paljudes elektrijaama projektides, kinnitades oma usaldusväärsust:

1. ​Termoelektrijaam:​​ Kasutas 8 vakuumlülitite paneeli + 36 FC paneeli. Seal hoiatab WFNHO kiirikega varustatud LHJCZR kontaktorid mootoreid, samas kui XRNT kiirikud kaitsevad transformaatoreid.
2. ​Elektrijaam:​​ Kasutas 10 vakuumlülitite paneeli + 36 FC paneeli (21 mootori kaitseks, 12 transformaatori kaitseks ja 3 kondensaatori kaitseks).

​IV. Lahenduse eelised ja kokkuvõte​
See FC tsirkuiti lahendus integreerib vakuumkontaktorite ja voolu piirava kiiriku kahepoolseid eeliseid, pakkudes järgmisi põhieeliseid:

1. ​Kuluefektiivsus:​​ Oluliselt madalam investeerimiskulu vakuumlülitite paneelidega võrreldes, pakkudes kõrget kvaliteedikulu suhet.
2. ​Eriksed omadused:​​ Kontaktorid on suurepärased sagedaste toimingute ja ületasandi katkestamiseks, samas kui kiirikud on suurepärased kõrge lühikutuse voolu kiireks katkestamiseks, tagades selge töö jagamise ja suurepärase kaitse.
3. ​Ohutus ja usaldusväärsus:​​ Äärmiselt lühike lühikutuse katkestamise aeg (millisekundite tasemel), tõhus voolu piiramisomadused ja süsteemi seadmete tõhus kaitse. Sidusa katkestamismeetod takistab faasisäilitava tööd.
4. ​Hooldusvaba ja pikk eluiga:​​ Vakuumkatkestaja kambrid on hooldusvabad, kus elektriline ja mehaaniline eluiga ulatuvad miljonini toiminguni, mille tulemusena oluliselt vähennevad elutsüklikud kulud.
5. ​Kompaktne ja paindlik disain:​​ Kompaktne struktuur säästab paigaldamisruumi. Suur universaalne võime lubab sarnaste toodete vahelise vahetuvuse, muutes hoolduse ja asendusosa halduse lihtsamaks.

​Kokkuvõte:​​ FC tsirkuit on ideaalne valik väike- ja keskmise kapatsiteediga transformaatorite, mootorite ja kondensaatorite kaitseks tööstuse elektrisüsteemides, nagu elektrijaamad, nafta- ja gaasitööstus, metallurgia. See lahendus on tehnoloogiliselt kinnitatud, laialdaselt testimisel ja pakkub väljapaistvaid eeliseid, muutes selle parima tavaksi, kus tasakaalustatakse jõudlust, kulu ja usaldusväärsust. Rakendustes, mis ületavad selle kapatsiteedi, soovitatakse vakuumlülitite lahendusi.