Решение за управление и защита на средноволтови мотори с използване на вакуумен контакт-прекъсвач (VCF) в системата за транспортиране на каменно масло

1. Фон на проекта

Системата за транспортиране на въглище съдържа 15 лентови конвейера, приведени в движение от среднонапрегови мотори. Системата работи при сложни условия, като моторите често са изложени на тежки натоварвания и често пускания. За да се справят с тези предизвикателства и да постигнат ефективен контрол и надеждна защита при пускането на моторите, проектът изцяло прилага комбинация от вакуумни контактор-предпазител (VCF) за разпределение на среднонапреговата мощност на моторите от 6 кВ. Това решение детайлно описва техническите характеристики, предимствата и приложението на VCF, предоставяйки надежден референс за подобни условия на работа.

2. Основни предимства и технически характеристики на VCF

2.1. Напредък в конструкцията на оборудването и изолационната технология

• ​Тип на оборудването: Това решение използва извлекаема структура VCF за лесна инсталация, поддръжка и замяна.
• ​Основна технология: Използване на композитна изолация от епоксидна смола и технология за автоматично гелифициране (APG), при които вакуумния прекъсвач е директно капсулиран в епоксидна смола, което значително подобрява изолационните характеристики, механичната устойчивост и екологичната стабилност.
• ​Механизъм за управление: Механизъмът за управление е проектиран с прецизност и има ниско енергийно потребление.

2.2. Комплексна композиция и широка приложимост

• ​Композиция на оборудването: VCF се състои от оптимизирана комбинация от високонапрегови ограничителни предпазители (способни да прекъсват широк диапазон от краткосрочни токове) и често използваеми вакуумни контактори VCX, формиращи класическо F-C цепно решение.
• ​Основни предимства: Предлага дълъг оперативен живот, стабилна производителност и ниски шумове.
• ​Обхват на приложение: Широко използвано в високонапреговите помагални системи на термоелектроцентрали, както и в металургическата, петролната, химическата и горнодобивната промишленост. Подходящо за управление и защита на натоварвания като високонапрегови мотори, трансформатори и индукционни печове.

2.3. Висока адаптивност и функции за безопасност

• ​Съвместимост с кабинети: Извлечимата единица VCF отговаря на размерите и позициите на петте предпазващи механизма на извлекаемите единици на прекъсвачите в кабинети с ширина 800 мм, позволявайки безпроблемна замяна без модификации на съществуващото разпределително устройство.
• ​Удобство при поддръжка: Извлечимата конструкция позволява безопасна и удобна замяна на високонапреговите предпазители извън кабинета.
• ​Метод на задържане: Вакуумният контактор може да бъде конфигуриран за електрическо или механично задържане в зависимост от изискванията на клиента.
• ​Защита срещу фазово изпускане: Оборудвано с комплексна защита срещу фазово изпускане. При изпускане на фаза, предпазителят действа и механично блокира, за да осигури VCF да прекъсне цепта на мотора, ефективно предотвратявайки повреди на мотора поради однофазно напрежение.

3. Основни технически параметри (номинално напрежение 7.2 кВ)

4. Принцип на защитно управление

Защитата на VCF е разделена според големината на тока за оптимална производителност:

• ​Нисък диапазон на тока (< 4 кА)​: Обработван от вакуумния контактор за нормално прекъсване и защита при прегласяване.
• ​Висок диапазон на тока (> 4 кА)​: Бързо прекъсване от високонапреговия предпазител за справяне със събития на краткосрочно замыкание.
• ​Координиране на кривите: Кривата на защитата на контактора е установена под кривата на прекъсвача, за да се осигури, че контакторът действа първо при прегласяване. Едновременно с това се избира подходящо съчетаване на предпазител с настройки за защита, които са по-ниски от тези на прекъсвача в горната част, за да се избегне нежелано действие.

5. Предимства на VCF в сравнение с вакуумния прекъсвач

За моторни натоварвания, които често стартират и спират, VCF предлага значителни предимства пред вакуумните прекъсвачи:

6. Основа на избора на VCF: Ръководство за избор на предпазител

Производителността на VCF зависи от правилния избор на предпазител, като се вземат предвид следните фактори:
Работно напрежение, работен ток, време за стартиране на мотора, стартирования в час, полната тока на мотора и краткосрочната тока в точката на инсталация.

6.1. Правила и стъпки за избор

1. ​Номинално напрежение: Номиналното напрежение на предпазителя не трябва да е по-ниско от системното работно напрежение (7.2 кВ в този случай).
2. ​Изчисление на номиналния ток:
• Използвайте формулата: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: Еквивалентен ток при стартиране (А)
• NNN: Соотношение между стартиращия ток и полния ток (обикновено 6)
• InI_nIn​: Номинална полна тока на мотора (А)
• δ\deltaδ: Комплексен коефициент (в зависимост от стартированията в час, n, от таблицата по-долу)

1. ​Съвпадение на кривите: Постройте изчислената стойност IyI_yIy​ и времето за стартиране на мотора на времевата-токова характеристична крива на производителя на предпазителя. Изберете номиналния ток на предпазителя, който съответства на кривата веднага вдясно от тази точка.
2. ​Допълнителна проверка: Избраният номинален ток на предпазителя трябва да е **> 1.7 пъти полната тока на мотора**.

6.2. Пример за избор

За система от 7.2 кВ с пряко стартиран 250 кВт високонапрегов мотор:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, 16 стартирования в час, време за стартиране 6 с.

• Изчисление: Iy=6×30A×2.1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2.1 = 378AIy​=6×30A×2.1=378A
• Избор: На времевата-токова крива на предпазителя, намерете кривата вдясно от точката (378A, 6 с), която съответства на номинален ток на предпазителя от 100A.
• Проверка: 100A > 1.7 × 30A (51A), отговаря на изискването. Следователно, може да се избере предпазител с номинален ток от 100A или по-висок.

7. Заключение

От гледна точка на комплексния анализ на цена-производителност:

• Въпреки че вакуумните прекъсвачи имат по-ниски разходи за закупуване, техният кратък оперативен живот ги прави неподходящи за чести старти и спиране, водейки до по-високи дългосрочни разходи за поддръжка и рискове от повреди.
• Решението VCF обединява предимствата на вакуумните контактори (дълъг живот, ниско прекъсващо високонапреговане, подходящост за чести операции) и предпазителите (ультрабързо прекъсване на краткосрочните токове), всичко това при икономически общ разход.
• За системата за транспортиране на въглище и други приложения с чести операции и характеристики на стартиране при тежки натоварвания, VCF е идеално решение, предлагайки висока производителност, надеждност и икономичност.