3~12kV apuvirtajärjestelmän FC-säiliösuojalohko: Suunnittelu valinta ja sovellus tapaukset

I. Ratkaisun yleiskatsaus​
Tämä ratkaisu pyrkii tarjoamaan täydellisen järjestelmän, joka perustuu korkeajännitepäästökytkimen (Contactor) ja korkeajännitensulkuksen (Fuse) yhdistelmään, jota kutsutaan yhteisesti FC-piiriksi. Se on suunniteltu keskijännitejärjestelmiin 3-12 kV:lle ja on erityisen soveltuva sovelluksiin, jotka vaativat useita toimintoja, korkeaa luotettavuutta ja kustannustehokkuutta. FC-piirissä päästökytkin hoitaa normaalien ja ylikuormituksen sähkövirtojen sekä useiden toimintojen tekemisen ja katkaisemisen, kun taas korkeajännitensulkukset tarjoavat vahvan lyhyksisuojan. Yhdessä ne muodostavat täysin toimivan, korkeasuorituskykyisen suojauksen ja ohjausyksikön.

​II. Ytimkomponenttien ominaisuudet​
FC-piirin ydineteisyys on sen kahden avaintekijän erinomaisessa suorituskykyssä ja tarkassa koordinoinnissa.

​​(I) Korkeajännitepäästökytkin (Toimintakenttä ja ylikuormituksen katkaisutekijä)​​
Kytkimenä piirin toiminnallisessa ytimessä päästökytkin osoittaa seuraavat ominaisuudet:

1. ​Edistynyt rakenne ja katkaisuperiaate:​​
• Sisältää tyhjiökatkaisuhuoneen (tyhjiötaso jopa 1.33×10⁻⁴ Pa), jonka päätietokontaktit on tiivisesti suljettu keramiikkakoteloon. Avattaessa liikutteinen ja kiinteä kontakti erotetaan nopeasti, käyttäen metallivuoren nopeaa kondensaatiota nollakohdassa tehokkaasti katkaiseksi kaaren ja palauttaa isolaatiosuuri.
• Varustettu linkitettyä solmua, joka varmistaa solmun yhden suljetun osan sulamisen, estää vaiheiden puuttumisen toiminnassa, ja sisältää virheellisen sulkeutumisen ehkäisymekanismin, kun sulut eivät ole asennettu.
• Erittäin alhainen leikkausvirta (≤0.5A), joka tehostaa vaihtosähkövirtaylilyönnien hillitsemistä ja suojelee induktiivisten kuormien, kuten moottorien, isolaatiossa.
2. ​Korkean luotettavuuden toimintamekanismi:​​
• Käyttää sähkömagneettista toimintamekanismia, joka kykenee toimimaan jopa 2 000 toimintoa tunnissa, vastaamaan vaativimpiinkin useisiin toimiin.
• Joustavat säilömiset: Sähköiset itsehallinta (säilytetään sähkökytkentän jälkeen, alhainen energiankulutus) ja mekaaninen itsehallinta (esim. LHJCZR-sarja, mekaanisesti lukittuna sulkemisen jälkeen, ei edellytä jatkuvaa sähköntarvetta) ovat saatavilla eri ohjausvaatimuksiin.
• Vahva yhteensopivuus ohjaussähkölähteiden kanssa, tukee DC/AC 110V/220V.
3. ​Huomattavat arvot ja elinkaari:​​
• Tärkeät sähköiset parametrit:

• Pidennetty elinkaari: Sähköinen elinkaari jopa 300 000 toimintoa ja mekaaninen elinkaari jopa 1 000 000 toimintoa, merkittävästi vähentää huollon tarvetta ja elinkaarien kustannuksia.
• Omistettu tyhjiökatkaisuhuone: Kuten TJC 12/630 -malli, jossa on matala häviö, matala huippu, korkea kulunkestävyys ja kontaktiresistanssi ≤60 μΩ.

​​(II) Korkeajännitensulkukset (Lyhyksisuojakomponentti)​​
Keskuslyhyksisuojana piirissä sen valinta ja soveltaminen on kriittistä.

1. ​Toiminnan periaate:​​ Kun virta ylittää määritetyn arvon tietyksi ajanjakson, sulku elementti sulaa välittömästi ja katkaisee virhevirta. Sen keskeinen ominaisuus on, että mitä suurempi katkaisuvirta, sitä lyhyempi toiminta-aika, tarjoaen vahvan virtarajoituskyvyn.
2. ​Valintaperiaatteet:​​
• Nimitetty jännite: Täytyy olla vähintään järjestelmän nimitetty jännite; se voi olla hieman suurempi, mutta ei koskaan pienempi.
• Nimitetty virta: On harkittava kokonaisvaltaisesti piirin normaalin toimintavirran, ylikuormitusvirran ja laitteen käynnistysominaisuuksia (esim. moottorin käynnistysvirta ja aika). Varakappaleena se toimii vain, jos virhevirta ylittää kytkimen katkaisukapasiteetin tai jos kytkin epäonnistuu toimimaan.
3. ​Erilaisten laitteiden kanssa suojauksen koordinointi:​​
• Korkeajännitemoottorit (≤1200 kW): Sulku täytyy kestää moottorin käynnistysvirtaa, kun taas ylikuormitus suojataan yleisellä suojarelayilla. Varmista, että sulku elementin aika-virta-ominaisuuskäyrä leikkaa oikein relaying-käyrän saavuttaaksesi suojauksen jako.
• Esimerkki: 250 kW moottorille, jolla on käynnistysaika 6s ja käynnistysvirta 220A, sopiva sulku elementti on 100A (2-3 käynnistystä tunnissa).
• Muuntimet (≤1600 kVA): Sulku täytyy kestää ruiskevirtaa energioinnin aikana ja pitkäkestoisia ylikuormitusvirtauksia. Valinta on suoraan yhteensopiva muuntimen nimitetyn kapasiteetin ja jänniteasteen mukaan.
• Esimerkki: 10 kV/800 kVA muuntimelle sopiva sulku elementti on 80A.
• Kondensaattoriyhdistelmät (≤1200 kvar): Täytyy kestää kytkentäruiskevirtaa, ja niiden läpäisevä energia täytyy olla vähemmän kuin kondensaattorin kestokyky. Nimitetty virta on tyypillisesti 1.5–2 kertaa kondensaattorin nimitetty virta. Sovelluksissa, joissa on liian suuri ruiskevirta tai usein kytkentä, suositellaan sarjaresistoreita.

​III. Sovellusalat ja typicases​

​​(I) Sovellusalat​

• ​Soveltuvat skenaariot:​​
• Suojauksen ja ohjauspiirit korkeajännite-moottoreille enintään 1200 kW tehtaissa.
• Usein käynnistettyjen korkeajännite-moottoreiden suojauksen piirit enintään 1200 kW.
• Kytkentäpiirit kondensaattoriyhdistelmille enintään 1200 kvar.
• ​Ei-soveltuvat skenaariot:​​ Laitteille, jotka ylittävät yllä mainitut kapasiteetit, on käytettävä tyhjiökatkaisupaneeleja.

​​(II) Onnistuneet tapaukset​
FC-piiri-ratkaisu on laajasti sovellettu monissa voimalantekoprojekteissa, osoittaen todistettua luotettavuutta:

1. ​Lämpövoimala:​​ Käytetty 8 tyhjiökatkaisupaneelia + 36 FC-paneelia. Niissä LHJCZR-kytkimet ja WFNHO-sulut suojavat moottoreita, kun taas XRNT-sulut suojavat muuntimia.
2. ​Voimala:​​ Käytetty 10 tyhjiökatkaisupaneelia + 36 FC-paneelia (21 moottorisuojaksi, 12 muuntinsuojaksi ja 3 kondensaattorisuojaksi).

​IV. Ratkaisun etu- ja yhteenveto​
Tämä FC-piiri-ratkaisu yhdistää tyhjiökytkimien ja virtarajoittavien sulkujen kaksinkertaiset etumat, tarjoten seuraavat ytimekkäät hyödyt:

1. ​Kustannustehokkuus:​​ Merkittävästi alhaisemmat investointikustannukset tyhjiökatkaisupaneeliin verrattuna, tarjoten korkean hinta-laatu-suhteen.
2. ​Erityissuorituskyky:​​ Kytkimet erikoistuvat useisiin toimiin ja ylikuormituksen katkaisuun, kun taas sulut erikoistuvat nopeaan korkean lyhyksivirran katkaisuun, varmistamalla selkeän työnjaon ja erinomaisen suojauksen.
3. ​Turvallisuus ja luotettavuus:​​ Erittäin lyhyt lyhyksen katkaisuaika (millisekuntitaso), erinomainen virtarajoitusominaisuus ja tehokas suojelu järjestelmän laitteille. Linkitetty solmu estää vaiheiden puuttumisen toiminnassa.
4. ​Huoltovapaa ja pitkä elinkaari:​​ Tyhjiökatkaisuhuoneet ovat huoltovapaat, sähköiset ja mekaaniset elinkaaret jopa miljoonaan toimintaan, merkittävästi vähentäen elinkaarien kustannuksia.
5. ​Kompakti ja joustava suunnittelu:​​ Kompakti rakenne säästää asennustilaa. Korkea monipuolisuus mahdollistaa samankaltaisten tuotteiden vaihtoehtoisuuden, helpottaa huollon ja varaosien hallintaa.

​Yhteenveto:​​ FC-piiri on ideaali valinta pieniä ja keskikokoisia muuntimia, moottoreita ja kondensaattoreita suojatakseen teollisuusvoimasovelluksissa, kuten voimaloissa, petrokemiallisessa ja metalliteollisuudessa. Tämä ratkaisu on teknologisesti kypsä, laajasti testattu ja tarjoaa erinomaisia etuja, mikä tekee siitä paras käytäntö suorituskyvyn, kustannustehokkuuden ja luotettavuuden tasapainottamiseksi. Sovelluksissa, jotka ylittävät sen kapasiteettiarvot, suositellaan tyhjiökatkaisuratkaisuja.