Oplossing vir middelspanningsmotorbeheer en -beskerming deur gebruikmaking van 'n vakuumkontaktor-fuse (VCF) in 'n steenkoolvervoersisteem

1. Projek Konteks

‘n Steenkoolvervoersisteem bestaan uit 15 bandtransporteurs aangedryf deur middelspanningsmotors. Die stelsel werk onder komplekse omstandighede, met motors wat dikwels blootgestel is aan swaar laste en frekwente opstarte. Om hierdie uitdagings te hanteer en effektiewe beheer en betroubare beskerming tydens motoropstart te bereik, maak die projek omvattende gebruik van Vakuümkontakter-Fuse (VCF) kombinasie-toerusting vir die 6kV middelspanningsmotor-kruiwing. Hierdie oplossing bied ‘n betroubare verwysing vir soortgelyke werksomstandighede deur die tegniese kenmerke, voordele en toepassing van VCF in detail te verduidelik.

2. Kernvoordele en Tegniese Kenmerke van VCF

2.1 Geavanceerde Toerustingstruktuur en Isolasietegnologie

• ​Toerustingtipe: Hierdie oplossing maak gebruik van ‘n uitskuifbare VCF-struktuur vir maklike installasie, instandhouding en vervanging.
• ​Kern-tegnologie: Deur epossigresin komposiet-isolasie en Outomatiese Druk-geling (APG) tegnologie te gebruik, word die vakuümuonderbreker direk in epossigresin ingesluit, wat die isolasievermoë, meganiese sterkte en omgewingsstabiliteit aansienlik verbeter.
• ​Bedieningsmekanisme: Die bedieningsmekanisme is akkuraat ontwerp en het lae kragverbruik.

2.2 Algehele Samestelling en Wye Toepasbaarheid

• ​Toerustingsamestelling: Die VCF bestaan uit ‘n geoptimeerde kombinasie van hoogspanningsstroombeperkende fuses (wat ‘n wye reeks kortsluitstrome kan onderskei) en vaak operasionele VCX vakuümkontacters, wat ‘n klassieke F-C-sirkuite-oplossing vorm.
• ​Kernvoordele: Dit bied ‘n lang lewenstyl, stabiele prestasie en lae geraas.
• ​Toepassingsgebied: Dit word wyd gebruik in hoogspanningshulpkruiwingsisteme in termokragstasies, asook in metallurgiese, petrokemiese en mynbou-industrieë. Dit is geskik vir die beheer en beskerming van lasse soos hoogspanningsmotors, transformateurs en induksiefurnase.

2.3 Hoë Aanpasbaarheid en Veiligheidskenmerke

• ​Kabinetkompatibiliteit: Die uitskuifbare VCF-eenheid pas die afmetings en vyf-preventiewe interloksposisies van sirkuitbreek-uitskuifeenhede in 800mm-breedte middelgeplaatste skakelpane, wat naadlose vervanging sonder enige wysigings aan bestaande skakelpane moontlik maak.
• ​Instandhoudingsgemak: Die uitskuifontwerp maak veilige en gemaklike vervanging van hoogspanningsfuses buite die kabinet moontlik.
• ​Houmetode: Die vakuümkontakter kan op elektriese of meganiese hou gebasis op kliëntbehoeftes gekonfigureer word.
• ​Fase-afwesigheidbeskerming: Uitgerus met algehele fase-afwesigheidbeskerming. Indien ‘n fase afwezig is, werk die fuse en mekaniese interlok om te verseker dat die VCF die motorkring ontkoppel, wat effektief voorkom dat die motor as gevolg van enkelfasering beskadig word.

3. Belangrike Tegniese Parameters (7.2kV Rating)

4. Beskermingbeheerprinsip

VCF-beskerming is verdeel op grond van stroomgrootte vir optimale prestasie:

• ​Lage Stroombereik (< 4kA)​: Behandel deur die vakuümkontakter vir normale onderbreek en oorlastbeskerming.
• ​Hoë Stroombereik (> 4kA)​: Vinnig onderbreek deur die hoogspanningsfuse om kortsluitfout te hanteer.
• ​Kromme Koördinering: Die kontakter se beskermingskromme is ingestel onder die sirkuitbreek se kromme om te verseker dat die kontakter eerste optree tydens oorlast. Gelyktydig word ‘n goed aangepaste fuse met beskermingsinstellings lager as die bo-stroom sirkuitbreek gekies om onbedoelde trippings volledig te vermy.

5. Voordelige van VCF teenoor Vakuüm Sirkuitbreek

Vir motors wat dikwels opgestart en gestop word, bied VCF beduidende voordele oor vakuüm sirkuitbreekers:

6. Kern van VCF Seleksie: Fuse Seleksiegids

Die prestasie van VCF hang af van korrekte fuse seleksie, met die volgende faktore in ag geneem:
Werkspanning, werkstroom, motoropstarttyd, opstarte per uur, motor vol belastingstroom, en kortsluitstroom by die installasiepunt.

6.1 Seleksiereëls en -stappe

1. ​Gegee Spanning: Die fuse se gegee spanning moet nie lager wees as die stelselwerkspanning (7.2kV in hierdie geval).
2. ​Gegee Stroom Berekening:
• Gebruik die formule: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: Ekwivalente stroom tydens opstart (A)
• NNN: Opstartstroom tot vol belastingstroom verhouding (tipies 6)
• InI_nIn​: Motor gegee vol belastingstroom (A)
• δ\deltaδ: Komprehensiewe koëffisiënt (gebaseer op opstarte per uur, n, van die tabel hieronder)

1. ​Kromme Koppeling: Plot die berekende IyI_yIy​ waarde en die motor se opstarttyd op die fuse vervaardiger se tyd-stroom karakteristieke kromme. Kies die fuse gegee stroom wat ooreenstem met die kromme regterhand van hierdie punt.
2. ​Aanvullende Kontrole: Die gekose fuse se gegee stroom moet ​**> 1.7 keer die motor se vol belastingstroom**.

6.2 Seleksievoorbeeld

Vir ‘n 7.2kV stelsel met ‘n direk opgestarte 250kW hoogspanningsmotor:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, 16 opstarte per uur, opstarttyd van 6s.

• Berekening: Iy=6×30A×2.1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2.1 = 378AIy​=6×30A×2.1=378A
• Seleksie: Op die fuse tyd-stroom kromme, vind die kromme regterhand van die punt (378A, 6s), wat ooreenstem met ‘n fuse gegee stroom van 100A.
• Verifikasie: 100A > 1.7 × 30A (51A), wat die vereiste voldoen. Dus kan ‘n 100A of hoër gegee hoogspanningsmotor beskermingsfuse gekies word.

7. Konklusie

Vanuit ‘n algehele koste-prestasie-analise:

• Alhoewel vakuüm sirkuitbreekers laer aankoopkoste het, maak hul korter operasionele lewensduur hulle nie geskik vir frekwente opstarte/stoppings nie, wat lei tot hoër langtermyn instandhoudingskoste en foute-riske.
• Die VCF-oplossing kombineer die voordele van vakuümkontacters (lange lewensduur, lae oorbelyking, geskik vir frekwente operasie) en fuses (ultra-vinnige onderbreek van kortsluitstrome), almal teen ‘n ekonomiese algehele koste.
• Vir die steenkoolvervoersisteem en ander toepassings met frekwente operasie en swaar last opstartkenmerke, is VCF ‘n ideale oplossing wat hoë prestasie, betroubaarheid en koste-effektiwiteit bied.