3-12კვ დამხმარე ელექტროსისტემისთვის შენახვის სქემა FC: დიზაინი, შერჩევა და გამოყენების შემთხვევები

I. გადაწყვეტილების შესახებ​
ეს გადაწყვეტილები მიზნობს რთული სისტემის შექმნას სიმძლავრის ვაკუუმის კონტაქტორის (Contactor) და სიმძლავრის ფუზის (Fuse) კომბინაციის საფუძველზე, რომელიც ერთობლივად არის ცნობილი როგორც FC ცირკუიტი. პროექტი შექმნილია 3-12 kV-ის შუა სიმძლავრის სისტემებისთვის და განსაკუთრებით შესაფერისია ხშირი დარჩენის, მაღალი დამოუკიდებლობის და ეფექტური ღირებულების მოთხოვნების შემთხვევაში. FC ცირკუიტში ვაკუუმის კონტაქტორი ხელმძღვანელობს ნორმალური და გადატვირთული დენის დარჩენისა და ხშირი დარჩენის მუშაობაზე, ხოლო სიმძლავრის ფუზი განთავსებს რთული შორტის დაცვას. ეს ერთობლივ ქმნის სრულფუნქციურ, მაღალი პერფორმანსის დაცვის და კონტროლის ერთეულს.

​II. საკუთარი კომპონენტების მახასიათებლები​
FC ცირკუიტის ძირითადი სარგებელი მისი ორი საკუთარი კომპონენტის უშედეგო პერფორმანსისა და ზუსტი კოორდინაციის შედეგად მდგომარეობს.

​​(I) სიმძლავრის ვაკუუმის კონტაქტორი (დარჩენა და გადატვირთული დენის შეწყვეტა)​​
როგორც ცირკუიტის მუშაობის საკუთარი ელემენტი, ვაკუუმის კონტაქტორი არის შემდეგი მახასიათებლების მქონე:

1. ​საშუალებების და შეწყვეტის პრინციპი:​​
• მას აქვს ვაკუუმის შეწყვეტის თავსახე (ვაკუუმის დონე 1.33×10⁻⁴ Pa), რომელიც მისი მთავარი კონტაქტები კერამიკის კარაფატში დახურულია. გახსნის დროს მოძრავი და დამაგრებული კონტაქტები სწრაფად განსხვავდებიან, რაც მეტალის ვაპის სწრაფი კონდენსაციის გამოყენებით დენის ნულის გადაკვეთისას არეალიზებს დენის არკს და აღდგენს იზოლაციის ძალას.
• მას აქვს დაკავშირებული ტრიპინგის მექანიზმი, რომელიც უზრუნველყოფს ფუზის ერთი ფაზის დატვირთვის დროს ტრიპინგს, რაც არ დარჩენს ფაზის დაკარგვას და შეიცავს ფუზების დარჩენის დასაფრთხოების ფუნქციას ფუზების დარჩენის დროს.
• მარტივი დენის შეჭრა (≤0.5A), რაც ეფექტურად ასამართლებს დენის შეცვლის საერთო დენებს და დაცვის ინდუქტიური დენის იზოლაციას, როგორიცაა მოტორები.
2. ​მაღალი დამოუკიდებლობის მუშაობის მექანიზმი:​​
• იყენებს ელექტრომაგნიტურ მუშაობის მექანიზმს, რომელიც შეიძლება დარჩენის სი частота до 2000 операций в час, что соответствует самым строгим требованиям к частым операциям.
• Гибкие методы удержания: электрическое самоподдержание (удерживается катушкой удержания после срабатывания, с низким потреблением энергии) и механическое самоподдержание (например, серия LHJCZR, механически защелкивается после срабатывания, не требует постоянного питания) доступны для удовлетворения различных потребностей в управлении.
• Сильная совместимость с источниками питания управления, поддерживаются DC/AC 110В/220В.
3. ​Отличные номинальные параметры и срок службы:​​
• Основные электрические параметры:

• Продленный срок службы: электрический срок службы до 300,000 операций и механический срок службы до 1,000,000 операций, что значительно снижает затраты на обслуживание и эксплуатационные расходы.
• Специальные камеры вакуумного прерывателя: такие как тип TJC 12/630, обладают низкими потерями, низкими импульсами, высокой износостойкостью и контактным сопротивлением ≤60 μΩ.

​​(II) Высоковольтный ограничительный предохранитель (компонент защиты от короткого замыкания)​​
Как основной элемент защиты от короткого замыкания в цепи, его выбор и применение имеют решающее значение.

1. ​Принцип функционирования:​​ Когда ток превышает определенное значение в течение определенного времени, плавкий элемент мгновенно плавится и прерывает аварийный ток. Его ключевой характеристикой является то, что чем больше прерываемый ток, тем меньше время срабатывания, обеспечивая мощную ограничивающую способность.
2. ​Принципы выбора:​​
• Номинальное напряжение: должно быть не ниже номинального напряжения системы; оно может быть немного выше, но никогда не должно быть ниже.
• Номинальный ток: необходимо всесторонне учитывать нормальный рабочий ток цепи, ток перегрузки и характеристики запуска оборудования (например, ток запуска двигателя и время). Как резервная защита, он срабатывает только тогда, когда аварийный ток превышает отключающую способность контактора или если контактор не сработал.
3. ​Совместная защита с различным оборудованием:​​
• Высоковольтные двигатели (≤1200 кВт): предохранитель должен выдерживать пусковой ток двигателя, в то время как защита от перегрузки осуществляется комплексным реле защиты. Убедитесь, что временная-токовая характеристика предохранителя правильно пересекается с кривой реле, чтобы достичь разделения защиты.
• Пример: для 250 кВт двигателя с временем запуска 6 с и пусковым током 220 А подходит плавкий элемент 100 А (для 2-3 запусков в час).
• Трансформаторы (≤1600 кВА): предохранитель должен выдерживать броски тока при включении и длительные токи перегрузки. Выбор производится непосредственно на основе номинальной мощности и уровня напряжения трансформатора.
• Пример: для 10 кВ/800 кВА трансформатора подходит предохранитель 80 А.
• Конденсаторные батареи (≤1200 кВАр): должны выдерживать броски тока при включении, а их пропускная энергия должна быть меньше допустимой для конденсатора. Номинальный ток обычно составляет 1,5-2 раза номинальный ток конденсатора. Для случаев с чрезмерными бросками тока или частыми включениями рекомендуется использовать последовательные реакторы.

​III. Область применения и типичные случаи​

​​(I) Область применения​

• ​Подходящие сценарии:​​
• Цепи защиты и управления трансформаторами до 1600 кВА на промышленных предприятиях.
• Цепи частых запусков и защиты высоковольтных двигателей до 1200 кВт.
• Цепи переключения конденсаторных батарей до 1200 кВАр.
• ​Неподходящие сценарии:​​ Для нагрузок, превышающих указанные мощности, необходимо использовать панели вакуумных выключателей.

​​(II) Успешные случаи​
Решение FC-цепи было широко применено во многих проектах электростанций, доказав свою надежность:

1. ​Тепловая электростанция:​​ Использовано 8 панелей вакуумных выключателей + 36 панелей FC. Среди них, контакторы LHJCZR с предохранителями WFNHO защищают двигатели, а предохранители XRNT защищают трансформаторы.
2. ​Электростанция:​​ Использовано 10 панелей вакуумных выключателей + 36 панелей FC (21 для защиты двигателей, 12 для защиты трансформаторов и 3 для защиты конденсаторов).

​IV. Преимущества решения и заключение​
Это решение FC-цепи объединяет двойные преимущества вакуумных контакторов и ограничительных предохранителей, предлагая следующие ключевые преимущества:

1. ​Экономичность:​​ Значительно более низкие инвестиционные затраты по сравнению с панелями вакуумных выключателей, обеспечивая высокую стоимость-эффективность.
2. ​Специализированные характеристики:​​ Контакторы отлично подходят для частых операций и прерывания перегрузочных токов, в то время как предохранители эффективно прерывают высокие токи короткого замыкания, обеспечивая четкое разделение труда и превосходную защиту.
3. ​Безопасность и надежность:​​ Очень короткое время прерывания короткого замыкания (миллисекундный уровень), отличные ограничивающие характеристики и эффективная защита оборудования системы. Механизм связанного срабатывания предотвращает работу с потерей фазы.
4. ​Без обслуживания и долгий срок службы:​​ Камеры вакуумных прерывателей не требуют обслуживания, с электрическим и механическим сроком службы до миллиона операций, значительно снижая эксплуатационные затраты.
5. ​Компактный и гибкий дизайн:​​ Компактная структура экономит пространство для установки. Высокая универсальность позволяет взаимозаменяемость между аналогичными продуктами, облегчая обслуживание и управление запасными частями.

​Заключение:​​ FC-цепь является идеальным выбором для защиты малых и средних трансформаторов, двигателей и конденсаторов в промышленных электроэнергетических системах, таких как электростанции, нефтехимическая и металлургическая промышленность. Это решение технологически зрелое, широко проверенное и предлагает выдающиеся преимущества, делая его лучшей практикой для балансировки производительности, стоимости и надежности. Для применения, превышающего его диапазон мощности, рекомендуются решения с вакуумными выключателями.