Solusyon para sa Pagkontrol at Proteksyon ng Motor na May Mataas na Voltaje Gamit ang Vacuum Contactor-Fuse (VCF) sa isang Sistema ng Paggamit ng Karbon

1. Background ng Proyekto

Bumubuo ang sistema ng paghahatid ng coal ng 15 belt conveyors na pinapatakbo ng mga motor na may medium-voltage. Nag-ooperate ang sistema sa ilalim ng komplikadong kondisyon, kung saan madalas nasa mabigat na load at paborito mag-start ang mga motor. Upang tugunan ang mga hamon na ito at makamit ang epektibong kontrol at maaswang proteksyon sa panahon ng pagsisimula ng motor, ang proyekto ay buong-buo nag-adopt ng kombinasyon ng Vacuum Contactor-Fuse (VCF) para sa power distribution ng 6kV medium-voltage motor. Ang solusyon na ito ay nagbibigay detalye ng teknikal na katangian, mga abilidad, at aplikasyon ng VCF, nagbibigay ng maaswang sanggunian para sa katulad na kondisyong pangtrabaho.

2. Punong Abilidad at Teknikal na Katangian ng VCF

2.1 Maunlad na Istruktura ng Pagsasanay at Teknolohiya ng Insulation

• ​Uri ng Pagsasanay: Ginagamit ng solusyon na ito ang withdrawable VCF structure para sa madaling pagsasangay, pagmamanntento, at pagpapalit.
• ​Punong Teknolohiya: Gumagamit ng epoxy resin composite insulation at Automatic Pressure Gelation (APG) technology, ang vacuum interrupter ay direktang ineenkapsulado sa epoxy resin, malaking pagtaas sa kakayahan ng insulate, lakas mekanikal, at estabilidad ng kapaligiran.
• ​Mekanismo ng Pag-operate: Ang mekanismo ng pag-operate ay disenyo ng precision at may mababang konsumo ng enerhiya.

2.2 Komprehensibong Komposisyon at Malawak na Applicability

• ​Komposisyon ng Pagsasanay: Ang VCF ay binubuo ng optimized na kombinasyon ng high-voltage current-limiting fuses (nakakaputol ng malawak na range ng short-circuit currents) at madalas operable VCX vacuum contactors, bumubuo ng isang classic F-C circuit solution.
• ​Punong Abilidad: Ito ay nag-aalok ng mahabang operational life, matatag na performance, at mababang ingay.
• ​Lingkup ng Aplikasyon: Malawakang ginagamit sa high-voltage auxiliary power systems sa thermal power plants, pati na rin sa metallurgical, petrochemical, at mining industries. Ito ay angkop para sa pagkontrol at proteksyon ng mga load tulad ng high-voltage motors, transformers, at induction furnaces.

2.3 Mataas na Adaptability at Katangian ng Kaligtasan

• ​Kapatangan ng Cabinet: Ang VCF withdrawable unit ay tumutugon sa dimensyon at limang-prevention interlocking positions ng circuit breaker withdrawable units sa 800mm-width middle-mounted switchgear, nagbibigay ng seamless replacement nang walang anumang modipikasyon sa umiiral na switchgear.
• ​Kaginhawahan sa Pagmamanntento: Ang disenyo ng withdrawable ay nagbibigay ng ligtas at convenient na pagpapalit ng high-voltage fuses labas ng cabinet.
• ​Pamamaraan ng Holding: Ang vacuum contactor ay maaaring i-configure para sa electrical o mechanical holding batay sa pangangailangan ng customer.
• ​Phase-Loss Protection: Nakakamit ng comprehensive phase-loss protection. Sa oras ng phase loss, ang fuse ay gumagana at mekanikal na interlock upang siguruhin ang VCF ay putulin ang motor circuit, epektibong nagpapahinto ng pinsala sa motor dahil sa single-phasing.

3. Mga Punong Teknikal na Parameter (7.2kV Rating)

4. Prinsipyong Proteksyon at Kontrol

Nakahati ang VCF protection batay sa magnitude ng current para sa optimal na performance:

• ​Mababang Range ng Current (< 4kA)​: Hinahandle ng vacuum contactor para sa normal na breaking at overload protection.
• ​Matataas na Range ng Current (> 4kA)​: Mabilis na napuputol ng high-voltage fuse upang tugunan ang short-circuit faults.
• ​Curve Coordination: Ang protection curve ng contactor ay set sa ilalim ng curve ng circuit breaker upang masiguro na unang gumana ang contactor sa panahon ng overloads. Kasabay nito, ang properly matched fuse na may protection settings na mas mababa kaysa sa upstream circuit breaker ay pinili upang buo na iwasan ang unintended tripping.

5. Abilidad ng VCF vs. Vacuum Circuit Breaker

Sa madalas na sinisimulan at hinihinto ang motor loads, ang VCF ay nag-aalok ng malaking abilidad sa ibabaw ng vacuum circuit breakers:

6. Puso ng Paggamit ng VCF: Guide sa Paggamit ng Fuse

Ang performance ng VCF ay nakasalalay sa tama na pagpili ng fuse, kinonsidera ang mga sumusunod na factor:
Working voltage, working current, motor starting time, starts per hour, motor full-load current, at short-circuit current sa installation point.

6.1 Rules at Steps sa Paggamit

1. ​Rated Voltage: Ang rated voltage ng fuse ay hindi dapat mas mababa kaysa sa system working voltage (7.2kV sa kasong ito).
2. ​Rated Current Calculation:
• Gamitin ang formula: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: Equivalent current during starting (A)
• NNN: Starting current to full-load current ratio (karaniwan 6)
• InI_nIn​: Motor rated full-load current (A)
• δ\deltaδ: Comprehensive coefficient (batay sa starts per hour, n, mula sa table sa ibaba)

1. ​Curve Matching: Plot the calculated IyI_yIy​ value and the motor’s starting time on the fuse manufacturer’s time-current characteristic curve. Select the fuse rated current corresponding to the curve immediately to the right of this point.
2. ​Additional Check: The selected fuse’s rated current must be ​**> 1.7 times the motor’s full-load current**.

6.2 Halimbawa ng Paggamit

Para sa 7.2kV system na may directly started 250kW high-voltage motor:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, 16 starts per hour, starting time of 6s.

• Calculation: Iy=6×30A×2.1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2.1 = 378AIy​=6×30A×2.1=378A
• Selection: On the fuse time-current curve, locate the curve to the right of the point (378A, 6s), corresponding to a fuse rated current of 100A.
• Verification: 100A > 1.7 × 30A (51A), meeting the requirement. Thus, a 100A or higher-rated high-voltage motor protection fuse can be selected.

7. Conclusion

Mula sa komprehensibong cost-performance analysis:

• Bagama't ang vacuum circuit breakers ay may mas mababang procurement costs, ang kanilang mas maikling operational life ay hindi angkop para sa madalas na starts/stops, nagdudulot ng mas mataas na long-term maintenance costs at risks ng failure.
• Ang VCF solution ay naglalabas ng mga abilidad ng vacuum contactors (mahabang buhay, mababang overvoltage, angkop para sa madalas na operasyon) at fuses (ultra-mabilis na interruption ng short-circuit currents), lahat nito sa ekonomiko na overall cost.
• Para sa sistema ng paghahatid ng coal at iba pang aplikasyon na may madalas na operasyon at mabigat na load na characteristics, ang VCF ay isang ideal na solusyon na nag-aalok ng mataas na performance, reliabilidad, at cost-effectiveness.