Shema zaštita na FC krug za pomoćni struji sistem od 3~12kV: Dizajn Selekcija i Primeni na Slučoci

I. Преглед на решението​
Ова решение има за цел да пружи комплетен систем базиран на комбинацијата од високонапоен вакуумски контакт (контакт) и високонапоен лимитер на струја (предохранител), заедно наречено FC цеп. Дизајниран е за средно-напонски системи од 3 до 12 кВ, особено пригоден за примените кои бараат честа операција, висока надежност и економичност. Во FC цепот, вакуумскиот контакт се справува со извршувањето и прекинувањето на нормална и прекомерна струја, како и со чести операции, додека високонапонскиот предохранител пружа јачка заштита од кратки споеви. Заедно формираат функционален, високо перформансен модул за заштита и контрола.

​II. Карактеристики на основните компоненти​
Основната предност на FC цепот се состои во изузетната перформанса и прецизна координација на неговите два клучни компонента.

​​(I) Високонапоен вакуумски контакт (компонент за операција и прекинување на прекомерна струја)​​
Како оперативно јадро на цепот, вакуумскиот контакт поседува следните карактеристики:

1. ​Напредна структура и принцип на прекинување:​​
• Состои од вакуумска камера за прекинување (вакуум до 1,33×10⁻⁴ Па) со главните контакти запечатани во керамичка обвивка. При отварање, движечкиот и фиксиран контакт брзо се раздвојуваат, користејќи брз кондензација на метален вапен при нулта пресечна точка на струјата за ефикасно угашување на дуга и враќање на изолационата моќ.
• Опремен со поврзан механизам за прекинување што гарантира прекинување при топење на една фаза на предохранител, спречувајќи работување без фаза, и вклучува функција за спречување на погрешно затворање кога предохранителите не се инсталирани.
• Екстремно ниско секачко настанување (≤0,5А), ефективно супримира преминувачки надворешни напони и заштитува изолацијата на индуктивни оптеретители како мотори.
2. ​Механизам за работа со висока надежност:​​
• Користи електромагнетен механизам за работа способен на честота на свртување до 2.000 операции на час, задоволувајќи најстрожите барања за чести операции.
• Флексибилни методи на држење: Електричко само-држење (подржано со држечки колац после затворање, со ниско потрошувачки моќ) и механичко само-држење (нпр. серија LHJCZR, механички заклучен после затворање, без потреба од непрекината поднесување на моќ) се достапни за различни потреби за контрола.
• Јачка компатибилност со извори на контролна моќ, подршка за DC/AC 110V/220V.
3. ​Изузетни параметри и временска длабочина:​​
• Клучни електрични параметри:

• Проширена временска длабочина: Електричка временска длабочина до 300.000 операции и механичка временска длабочина до 1.000.000 операции, значително намалувајќи усилијата за одржување и трошоците на жизнен циклус.
• Посветени вакуумски камери за прекинување: Како тип TJC 12/630, со ниски губитоци, ниски ударни токови, висока оддробливост и отпорност на контакт од ≤60 μΩ.

​​(II) Високонапоен лимитер на струја (компонент за заштита од кратки споеви)​​
Како јадро на заштита од кратки споеви во цепот, неговата избор и применување се критични.

1. ​Функционален принцип:​​ Кога струјата надминува одредена вредност за одреден период, елементот на предохранителот моментално се топи и прекинува грешката во струјата. Неговата клучна карактеристика е дека колку што е поголема прекинувачка струја, толку помала е временската длабочина, пружајќи јачка капацитет за ограничување на струјата.
2. ​Принципи за избор:​​
• Номинален напон: Мора да не е помал од номиналниот напон на системот; може да биде лесно повисок, но никогаш помал.
• Номинална струја: Мора да се земат предвид нормалната рабоча струја, прекомерната струја и карактеристиките на пуштање на опремата (нпр. пуштање на мотор и време). Како резервна заштита, функционира само кога грешката во струјата надминува прекинувачката моќ на контакта или ако контактот не функционира.
3. ​Заштитна координација со различна опрема:​​
• Високонапонски мотори (≤1200 кВ): Предохранителот мора да издрази пуштањето на моторот, додека прекомерната заштита се обработува со комплексен реле за заштита. Обезбедете правилна пресечна крива на време-струја на предохранителот со кривата на реле за да се постигне деление на заштита.
• Пример: За мотор од 250 кВ со време на пуштање од 6с и пуштања струја од 220А, елемент на предохранител од 100А е прифатлив (за 2-3 пуштања на час).
• Трансформатори (≤1600 кВА): Предохранителот мора да издрази врзувањето на струја при поднесување и продолжливи прекомерни струји. Изборот е директно уреден според номиналната капацитет и ниво на напон на трансформаторот.
• Пример: За трансформатор од 10 кВ/800 кВА, предохранител од 80А е прифатлив.
• Банки на кондензатори (≤1200 квар): Мора да издрази врзувањето на струја при превклучување, и нивната пропуштајќа енергија мора да биде помала од капацитетот на издразување на кондензаторот. Номиналната струја обично е 1,5–2 пати од номиналната струја на кондензаторот. За примените со прекомерно врзување на струја или чести превклучувања, препорачливи се сериески реактори.

​III. Опсег на применување и типични случаи​

​​(I) Опсег на применување​

• ​Пододолни сценарија:​​
• Цепови за заштита и контрола на трансформатори до 1600 кВА во индустриски заводи.
• Чести пускови и цепови за заштита на високонапонски мотори до 1200 кВ.
• Превклучувачки цепови за банки на кондензатори до 1200 квар.
• ​Непододолни сценарија:​​ За оптеретители што надминуваат горенаведените капацитети, мора да се користат панели со вакуумски прекинувачи.

​​(II) Успешни случаи​
Решението FC цеп е широко применето во многу проекти на електростанции, со доказана надежност:

1. ​Топлоелектрани:​​ Користени 8 панели со вакуумски прекинувачи + 36 панели FC. Од нив, контакти LHJCZR со предохранители WFNHO заштитуваат мотори, додека предохранители XRNT заштитуваат трансформатори.
2. ​Електрани:​​ Користени 10 панели со вакуумски прекинувачи + 36 панели FC (21 за заштита на мотори, 12 за заштита на трансформатори, и 3 за заштита на кондензатори).

​IV. Префрмансни предности и заклучок​
Овој FC цеп решението интегрира двојните предности на вакуумски контакти и лимитери на струја, пружајќи следниве клучни предности:

1. ​Економичност:​​ Значително помали инвестиција поради панели со вакуумски прекинувачи, пружајќи висок сооднос на цена-перформанса.
2. ​Специјализирана перформанса:​​ Контактите издаваат во чести операции и прекинување на прекомерна струја, додека предохранителите издаваат во брзо прекинување на високи кратки споеви, осигурувајќи јасна поделба на труд и супериорна заштита.
3. ​Сигурност и надежност:​​ Екстремно кратка временска длабочина за прекинување на кратки споеви (милисекундно ниво), изузетни карактеристики за ограничување на струјата и ефикасна заштита на системска опрема. Поврзан механизам за прекинување спречува работување без фаза.
4. ​Без одржување и долг временски период:​​ Вакуумските камери за прекинување се без одржување, со електричка и механичка временска длабочина до милион операции, значително намалувајќи трошоците на жизнен циклус.
5. ​Компактен и флексибилен дизајн:​​ Компактен дизајн ја штеди просторот за инсталација. Висока универсалност овозможува интерменджабилност меѓу слични производи, облеснувајќи одржувањето и управувањето со резервни делови.

​Заклучок:​​ FC цеп е идеален избор за заштита на мал до среден капацитет на трансформатори, мотори и кондензатори во индустриски електросистеми како електрани, петрохемија и металургија. Ова решение е технички зрело, широко испробано и пружа изузетни предности, што го прави најдобриот практика за балансирање на перформанса, цена и надежност. За примените што надминуваат неговиот опсег на капацитет, препорачливи се решенија со вакуумски прекинувачи.