Keskjõulise voltmoojaga mootorite juhtimise ja kaitse lahendus vakuumkontaktori-lülituspärlilahenduse (VCF) abil suurte kivisöe transportisüsteemis

1. Projekti taust

Kütiku transportisüsteem koosneb 15 keskvoolu mootoriga juhitavast riivurist. Süsteem töötab keerulistes tingimustes, kus mootorid on sageli raskel koormal ja tihti käivitatavad. Nende väljakutsete lahendamiseks ja mootori käivitamisel tõhusa juhtimise ning usaldusväärse kaitse tagamiseks kasutab projekt täielikult Vakuumkontaktor-Lülituspõletik (VCF) kombinatsioonseadme 6kV keskvoolu mootori võrgustikus. See lahendus kirjeldab VCF tehnoloogilisi omadusi, eeliseid ja rakendust, pakkudes usaldusväärset viitetähist muud silmitsedaoluste korral.

2. VCF põhieelised ja tehnilised omadused

2.1 Täiustatud seadme struktuur ja isolatsioonitehnoloogia

• ​Seadme tüüp: Selles lahenduses kasutatakse väljavahetava VCF struktuuri, mis lihtsustab paigaldamist, hooldust ja asendamist.
• ​Põhitehnoloogia: Epoxydi komposiidi isolatsiooni ja automaatse gelatseeni (APG) tehnoloogia kasutamisel on vakuumkatkija otse epoxydi komposiiti sisestatud, mis oluliselt parandab isolatsioonitingimusi, mehaanilist tugevust ja keskkonnastabiilsust.
• ​Töötamismehhanism: Töötamismehhanism on täpselt disainitud ja hõlmab madala energiatarbimise.

2.2 Üldine koostis ja lai rakendusalane

• ​Seadme koostis: VCF koosneb optimeeritud kombinatsioonist kõrgepinge lülituspõletikust (suudab katkestada laia valikut lühikese kringliga voolu) ja sageli kasutatavast VCX vakuumkontaktorist, moodustades klassikalise F-C ringiloome lahenduse.
• ​Põhieelised: Pakkub pikka töökorda, stabiilset jõudlust ja madalat mürataseme.
• ​Rakendusalane: Laialdaselt kasutatav soojusenergia elektrijaamade kõrgepinge abivõrgustikes, metalluurika, naftakeemia- ja kaevandusindustrites. Sobib kõrgepinge mootorite, transfooride ja induktioonahittude kontrollimiseks ja kaitsemiseks.

2.3 Kõrge kohanduvus ja ohutuselemendid

• ​Kabinetiga ühilduvus: VCF väljavahetav üksus vastab 800mm laiuse keskmisesse paigutatud lülitetavate üksuste mõõtmetele ja viiekaitsme interlokeerimise positsioonidele, võimaldades selle olemasoleva lülitetava varustuse asendamist ilma mingit muutmist tegemata.
• ​Hoidliskõrge kättesaadavus: Väljavahetav disain võimaldab kõrgepinge lülituspõletike turvalist ja mugavat asendamist kabinetist väljaspool.
• ​Kinnitamismeetod: Vakuumkontaktor saab seadistada nii elektroonilise kui ka mehaanilise kinnitamise järgi klientide soovide vastavalt.
• ​Faasi puudumise kaitse: Varustatud täiusliku faasi puudumise kaitsega. Faasi puudumisel toimib lülituspõletik ja mehaaniline interlok, et VCF katkestaks mootori ringiloome, tõhusalt vältides mootori kahjustumist ühefaasilise töö tulemusena.

3. Olulised tehnilised parameetrid (7,2kV nominal)

4. Kaitsejuhtimise printsiip

VCF kaitse jagatakse voolusuurusel, et saavutada parim jõudlus:

• ​Väikese voolusuuruus (< 4kA)​: Töötab vakuumkontaktori poolt normaalsete katkestuste ja ülekoormuskaitse jaoks.
• ​Suure voolusuuruus (> 4kA)​: Kiiresti katkestatakse kõrgepinge lülituspõletiku poolt lühikese kringliga voolu korral.
• ​Käivekoordineerimine: Kontaktori kaitsekäive on seatud lülitetava käive all, et tagada kontaktori esmakäeline toiming ülekoormuse korral. Samas valitakse sobiv lülituspõletik, mille kaitseparameetrid on madalamad kui ülemise lülitetava parameetrid, et täielikult vältida mitte-eelistatud katkestusi.

5. VCF eelised võrreldes vakuumlülitetavaga

Tihti käivitatavate ja peatatavate mootorikoormuste korral pakub VCF olulisi eeliseid vakuumlülitetava suhtes:

6. VCF valiku tuum: Lülituspõletiku valikute juhend

VCF jõudlus sõltub õigeks lülituspõletiku valikust, arvestades järgmisi tegureid:
Tööpinge, töövool, mootori käivitamise aeg, käivitused tunnis, mootori täispinge, ja lühikese kringliga voolu suurus paigaldamiskohtadel.

6.1 Valikureeglid ja sammud

1. ​Nominaalne pinge: Lülituspõletiku nominaalne pinge ei tohi olla madalam kui süsteemi tööpinge (sel juhul 7,2kV).
2. ​Nominaalse voolu arvutamine:
• Kasuta valem: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: Võrdeline vool käivitamisel (A)
• NNN: Käivitamise vool täispingega suhe (tavaliselt 6)
• InI_nIn​: Mootori nominaalne täispinge (A)
• δ\deltaδ: Üldine koefitsient (tundides käivituste arvu, n, järgmisest tabelist)

1. ​Käivekoordineerimine: Joonista arvutatud IyI_yIy​ väärtus ja mootori käivitamise aeg lülituspõletiku tootja aeg-vool karakteristikukäive. Vali lülituspõletiku nominaalne vool, mis vastab käivele paremal pool seda punkti.
2. ​Lisa kontroll: Valitud lülituspõletiku nominaalne vool peab olema ​**> 1,7 korda mootori täispinge**.

6.2 Valikunäide

7,2kV süsteemis, kus on otsese käivitusega 250kW kõrgepinge mootor:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, 16 käivitust tunnis, käivitamise aeg 6 sekundit.

• Arvutus: Iy=6×30A×2,1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2,1 = 378AIy​=6×30A×2,1=378A
• Valik: Lülituspõletiku aeg-vool karakteristikukäive, leia käive paremal pool punktit (378A, 6 sekundit), vastav lülituspõletiku nominaalne vool 100A.
• Kontroll: 100A > 1,7 × 30A (51A), vastab nõudmistele. Seega, saab valida 100A või kõrgema nominaalse voolu kõrgepinge mootori kaitse lülituspõletiku.

7. Kokkuvõte

Täieliku hind-jõudluse analüüsi seisukohalt:

• Kuigi vakuumlülitetavate ostuhind on madalam, nende lühem töökord teeb neid ebatõenäoliseks sagedaste käivituste ja peatumiste korral, mis viib pikemas perspektiivis kõrgemate hoolduskulude ja katkete riskidega.
• VCF lahendus kombineerib vakuumkontaktorite (pikk töökord, madal ülepinge, sobivus sagedaste operatsioonide jaoks) ja lülituspõletikute (kiire lühikese kringliga voolu katkestus) eeliseid, kõik selle tasuvate kogukuludega.
• Kütiku transportisüsteemides ja muudes sagedaste operatsioonide ja raske koormaga käivitamisega rakendustes on VCF ideaalne lahendus, pakkudes kõrget jõudlust, usaldusväärsust ja majanduslikkust.