Strømsikringsskjema for 3-12kV hjelpestrømsystem: Design valg og bruksområder
Løsningsoversikt
Denne løsningen har som mål å tilby et komplett system basert på kombinasjonen av en høyspenningsvakuumkontaktor (Contactor) og en høyspenningsstrømbegrensende sikring (Fuse), sammen referert til som et FC-krets. Designet for mediumspenningsystemer fra 3 til 12 kV, er det spesielt egnet for applikasjoner som krever frekvent drift, høy pålitelighet og kostnadseffektivitet. I FC-kretsen håndhever vakuumkontaktoren slåing og bryting av normale og overbelasted strømmer, samt frekvente operasjoner, mens høyspenningssikringen gir robust kortslutningsbeskyttelse. Sammen danner de et fullt funksjonelt, høyytelses beskyttelses- og kontrolelement.
II. Karakteristika ved kjernekomponenter
Den sentrale fordelen med FC-kretsen ligger i den utmerkede ytelsen og nøyaktige koordineringen av de to nøkkelenhetene.
(I) Høyspenningsvakuumkontaktor (Operasjon og overbelastningsbryting)
Som operasjonskjernen i kretsen viser vakuumkontaktoren følgende karakteristika:
- Avansert struktur og bryteprinsipp:
- Inneholder en vakuumavbryterkammer (vakuumnivå opp til 1,33×10⁻⁴ Pa) med dens hovedkontakter innkapslet i en keramisk beholder. Under åpning skiller de bevegelige og faste kontaktene seg raskt, utnytter rask kondensering av metallvaporer ved strømnullpunkt for effektiv bryting av bueluen og gjenoppretting av isolasjonstyrke.
- Utrüstet med en koblet trippmekanisme som sikrer tripping ved smelting av en fasesikring, unngår faseforsvinningsdrift, og inkluderer en misunntakelsesfunksjon når sirkler ikke er installert.
- Ekstremt lav klyvstrøm (≤0,5A), effektivt undertrykker slåingsovervoltage og beskytter isolasjonen av induktive laster som motorer.
- Høy pålitelig driftsmechanisme:
- Bruker en elektromagnetisk driftsmechanisme kapasitert til å skifte frekvenser opp til 2 000 operasjoner per time, møter de mest kravfulle frekvente driftskrav.
- Fleksible holdeformer: Elektrisk selvhold (vedlikeholdt av en holdspole etter slåing, med lav energiforbruk) og mekanisk selvhold (for eksempel LHJCZR-serien, mekanisk låst etter slåing, krever ingen kontinuerlig strømforsyning) er tilgjengelige for å passe ulike kontrollbehov.
- Sterk kompatibilitet med kontrollstrømforsyninger, støtter DC/AC 110V/220V.
- Utmerkede nominerte parametre og levetid:
- Nøkkelyselektriske parametre:
|
Parameterkategori |
Spesifikke verdier |
|
Nominert spenning |
3,6, 7,2, 12 kV |
|
Nominert driftsstrøm |
200, 400, 630 A |
|
Nominert brytekapasitet |
3,2 kA (25 operasjoner) |
|
Nominert slåingskapasitet |
4 kA (100 operasjoner) |
|
Nominert overbelastningskapasitet |
6 kA (1s), 4 kA (3s), 2,5 kA (30s) |
- Forlenget levetid: Elektrisk levetid opp til 300 000 operasjoner og mekanisk levetid opp til 1 000 000 operasjoner, reduserer signifikant vedlikeholdsarbeid og livssykluskostnader.
- Dedikerte vakuumavbryterkammer: Som TJC 12/630 type, med lav tap, lav strømstøt, høy slitasjestabilitet, og kontaktmotstand ≤60 μΩ.
(II) Høyspenningsstrømbegrensende sikring (Kortslutningsbeskyttelse)
Som kjernen i kortslutningsbeskyttelsen i kretsen, er valg og anvendelse kritisk.
- Funksjonsprinsipp: Når strømmen overstiger en angitt verdi i en viss periode, smelter sikringselementet umiddelbart og bryter feilstrømmen. Dets nøkkelfunksjon er at jo større brytestrømmen, jo kortere driftstiden, gir sterk strømbegrensende evne.
- Valgsprinsipper:
- Nominert spenning: Må ikke være mindre enn systemets nominerte spenning; kan være litt høyere men aldri lavere.
- Nominert strøm: Må omfattende vurdere kretsens normale driftsstrøm, overbelastningsstrøm, og utstyrsstartegenskaper (for eksempel motorstartstrøm og -tid). Som sekundær beskyttelse fungerer den bare når feilstrømmen overstiger kontaktorens brytekapasitet eller hvis kontaktoren ikke fungerer.
- Beskyttelseskoordinering med ulike utstyr:
- Høyspenningsmotorer (≤1200 kW): Sikringen må tåle motorens startstrøm, mens overbelastningsbeskyttelse håndheves av en helhetlig beskyttelsesrelé. Sørg for at sikringens tid-strøm karakteristikkkurve korrekt krysser relékurven for å oppnå beskyttelsesfordeling.
- Eksempel: For en 250 kW motor med starttid på 6s og startstrøm på 220A, er et 100A sikringselement passende (for 2-3 starter per time).
- Transformatorer (≤1600 kVA): Sikringen må tåle inrush-strømmer under energisering og vedvarende overbelastningsstrømmer. Valg er direkte matchet basert på transformatorens nominerte kapasitet og spenningsnivå.
- Eksempel: For en 10 kV/800 kVA transformator, er en 80A sikring passende.
- Kondensatorbanker (≤1200 kvar): Må tåle slåingsoverstrømmer, og deres gjennomslippenergi må være mindre enn kondensatorens tålegrense. Den nominerte strømmen er typisk 1,5–2 ganger kondensatorens nominerte strøm. For applikasjoner med overdreven inrush-strøm eller frekvent slåing, anbefales serie reaktorer.
III. Anvendelsesområde og typiske tilfeller
(I) Anvendelsesområde
- Egnede scenarioer:
- Beskyttelses- og kontrollkretser for transformatorer opp til 1600 kVA i industrielle anlegg.
- Frekvent start og beskyttelseskretser for høyspenningsmotorer opp til 1200 kW.
- Slåingsekretser for kondensatorbanker opp til 1200 kvar.
- Uegnete scenarioer: For belastninger som overstiger de ovennevnte kapasiteter, må vakuumbryterpaneler brukes.
(II) Vellykkede tilfeller
FC-kretsløsningen har blitt bredt anvendt i mange kraftverksprosjekter, med bevist pålitelighet:
- Varmeenergiverk: Brukte 8 vakuumbryterpaneler + 36 FC-paneler. Av dem, LHJCZR-kontaktorer med WFNHO-sikringer beskytter motorer, mens XRNT-sikringer beskytter transformatorer.
- Kraftverk: Brukte 10 vakuumbryterpaneler + 36 FC-paneler (21 for motorbeskyttelse, 12 for transformatorbeskyttelse, og 3 for kondensatorbeskyttelse).
IV. Løsningens fordeler og konklusjon
Denne FC-kretsløsningen integrerer de doble fordelene ved vakuumkontaktorer og strømbegrensende sikringer, og tilbyr følgende kjernefordeler:
- Kostnadseffektivitet: Signifikant lavere investeringskostnader sammenlignet med vakuumbryterpaneler, gir høy kostnadseffektivitet.
- Spesialisert ytelse: Kontaktorer er fremragende i frekvent drift og overbelastningsbryting, mens sikringer er fremragende i rask bryting av høye kortslutningsstrømmer, sikrer klar arbeidsfordeling og superiør beskyttelse.
- Sikkerhet og pålitelighet: Ekstremt kort kortslutningsbrytetid (millisekunds-nivå), fremragende strømbegrensende egenskaper, og effektiv beskyttelse av systemutstyr. Koblet trippmekanisme unngår faseforsvinningsdrift.
- Vedlikeholdsfri og lang levetid: Vakuumavbryterkammer er vedlikeholdsfrie, med elektrisk og mekanisk levetid opp til en million operasjoner, reduserer signifikant livssykluskostnader.
- Kompakt og fleksibel design: Kompakt struktur sparer installasjonsrom. Høy versatilitet tillater bytte mellom liknende produkter, forenkler vedlikehold og reservdelshåndtering.
Konklusjon: FC-kretsen er et ideelt valg for beskyttelse av små til middels kapasitets transformatorer, motorer og kondensatorer i industrielle kraftsystemer som kraftverk, petrokjemikalier, og metallurgi. Denne løsningen er teknologisk moden, omfattende validert, og tilbyr fremragende fordele, gjør den til best praksis for balansering av ytelse, kostnad, og pålitelighet. For applikasjoner som overstiger dens kapasitetsområde, anbefales vakuumbryterløsninger.
