Kömür Taşım Sisteminde Vakum Temasçısı-Füze (VCF) Kullanarak Orta Gerilimli Motor Kontrol ve Koruma Çözümü

1. Proje Arka Planı

Kömür taşıma sistemi, orta gerilimli motorlar tarafından sürdürülen 15 bant konsantratörü içerir. Sistem karmaşık koşullar altında çalışır ve motorlar sık sık ağır yükler altında ve sıklıkla başlatılır. Bu zorlukları aşmak ve motor başlangıcı sırasında etkili kontrol ve güvenilir koruma sağlamak için proje, 6kV orta gerilimli motor güç dağıtımında vakum kontakörü-füze (VCF) kombinasyon cihazlarını kapsamlı olarak benimsemiştir. Bu çözüm, VCF'nin teknik özelliklerini, avantajlarını ve uygulamasını detaylandırarak, benzer çalışma koşulları için güvenilir bir referans sağlar.

2. VCF'nin Temel Avantajları ve Teknik Özellikleri

2.1 Gelişmiş Ekipman Yapısı ve yalıtım Teknolojisi

• ​Ekipman Türü: Bu çözüm, kolay kurulum, bakım ve değiştirme için çekilebilir VCF yapısını kullanır.
• ​Temel Teknoloji: Epoksi rezin kompozit yalıtım ve Otomatik Basınç Jelleşme (APG) teknolojisini kullanarak, vakum kesici doğrudan epoksi rezin içinde kaplanır, bu da yalıtım performansını, mekanik dayanımı ve çevresel istikrarı önemli ölçüde artırır.
• ​İşletme Mekanizması: İşletme mekanizması hassas olarak tasarlanmış olup düşük enerji tüketimi ile öne çıkmaktadır.

2.2 Kapsamlı Bileşim ve Geniş Uygulanabilirlik

• ​Ekipman Bileşimi: VCF, geniş bir dizi kısa devre akımını kesmeyi mümkün kılan yüksek gerilimli akım sınırlama füzeleri ile sıkça işletilebilen VCX vakum kontakörlerinin optimize edilmiş bir kombinasyonundan oluşur, bu da klasik F-C devre çözümünü oluşturur.
• ​Temel Avantajlar: Uzun işletme ömrü, stabil performans ve düşük gürültü sunar.
• ​Uygulama Alanı: Termal elektrik santrallerindeki yüksek gerilimli yardımcı güç sistemlerinde, ayrıca metaleurgi, petrokimya ve madencilik endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır. Yüksek gerilimli motorlar, transformatörler ve manyetik fırınlar gibi yüklerin kontrolü ve koruması için uygun olan bir çözüm sunar.

2.3 Yüksek Uygunluk ve Güvenlik Özellikleri

• ​Kabine Uyumluluğu: Çekilebilir VCF birimi, 800mm genişliğinde orta montajlı anahtar kapanış kabinlerindeki devre kapanış cihazlarının çekilebilir birimlerinin boyutlarına ve beş önleyici kilitleme pozisyonlarına uymaktadır, bu da mevcut anahtar kapanış kabinlerinde herhangi bir değişiklik olmadan sorunsuz bir değiştirme imkanı sağlar.
• ​Bakım Kolaylığı: Çekilebilir tasarım, kabine dışındaki yüksek gerilimli füzelerin güvenli ve kolay bir şekilde değiştirilmesini sağlar.
• ​Tutma Yöntemi: Vakum kontakörü, müşteri gereksinimlerine göre elektriksel veya mekanik tutma şeklinde yapılandırılabilir.
• ​Faz Kaybı Koruması: Kapsamlı faz kaybı korumasına sahiptir. Bir faz kaybı durumunda, füze çalışır ve mekanik kilitleme ile VCF, motora hasar veren tek fazlı çalışmayı önlemek için motor devresini koparır.

3. Ana Teknik Parametreler (7.2kV Derecelendirme)

4. Koruma Kontrol Prensibi

VCF koruması, en iyi performans için akım büyüklüğüne göre bölünmüştür:

• ​Düşük Akım Aralığı (< 4kA)​: Normal kesme ve aşırı yük koruması için vakum kontakör tarafından ele alınır.
• ​Yüksek Akım Aralığı (> 4kA)​: Kısa devre hatalarını çözmek için yüksek gerilimli füze tarafından hızlıca kesilir.
• ​Eğri Koordinasyonu: Kontaktörün koruma eğrisi, aşırı yükler sırasında kontaktörün önce harekete geçmesini sağlamak için devre kapanıcının eğrisinin altında ayarlanır. Aynı zamanda, yukarı yönde bulunan devre kapanıcının koruma ayarlarından daha düşük olan uygun bir füze seçilerek, istenmeyen atlamalar tamamen önlenir.

5. VCF'nin Vakum Devre Kapanıcına Göre Avantajları

Sık başlatılan ve durdurulan motor yükleri için VCF, vakum devre kapanıcına kıyasla önemli avantajlar sunar:

6. VCF Seçiminin Çekirdeği: Füze Seçim Rehberi

VCF'nin performansı, doğru füze seçimine bağlıdır. Aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurmalıdır:
Çalışma gerilimi, çalışma akımı, motor başlama süresi, saatte başlama sayısı, motor tam yük akımı ve kurulum noktasındaki kısa devre akımı.

6.1 Seçim Kuralları ve Adımları

1. ​Derecelendirilmiş Gerilim: Füzenin derecelendirilmiş gerilimi, sistem çalışma geriliminden (bu durumda 7.2kV) daha düşük olmamalıdır.
2. ​Derecelendirilmiş Akım Hesaplaması:
• Kullanılan formül: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: Başlama sırasında eşdeğer akım (A)
• NNN: Tam yük akımı oranına başlama akımı (genellikle 6)
• InI_nIn​: Motor derecelendirilmiş tam yük akımı (A)
• δ\deltaδ: Komütatif katsayı (saatte başlama sayısı, n, aşağıdaki tablodan)

1. ​Eğri Eşleştirme: Hesaplanan IyI_yIy​ değerini ve motorun başlama süresini füze üreticisinin zaman-akım karakteristik eğrisine çiziniz. Bu noktanın hemen sağında yer alan eğriye karşılık gelen füze derecelendirilmiş akımını seçiniz.
2. ​Ek Kontrol: Seçilen füzenin derecelendirilmiş akımı, **motorun tam yük akımının 1.7 katından büyük** olmalıdır.

6.2 Seçim Örneği

7.2kV sistemde, doğrudan başlatılan 250kW yüksek gerilimli motor için:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, saatte 16 başlama, 6s başlama süresi.

• Hesaplama: Iy=6×30A×2.1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2.1 = 378AIy​=6×30A×2.1=378A
• Seçim: Füze zaman-akım eğrisinde, (378A, 6s) noktasının hemen sağındaki eğriye karşılık gelen 100A derecelendirilmiş akımını seçiniz.
• Doğrulama: 100A > 1.7 × 30A (51A), gereksinime uymaktadır. Bu nedenle, 100A veya daha yüksek derecelendirilmiş yüksek gerilimli motor koruma füzesi seçilebilir.

7. Sonuç

Kapsamlı maliyet-performans analizinden:

• Vakum devre kapanıcıların satın alma maliyetleri düşük olsa da, kısa işletme ömürleri, onların sık başlama/durma için uygun olmadığını ve uzun vadede daha yüksek bakım maliyetlerine ve arızaya açık olmasını sağlar.
• VCF çözümü, vakum kontakörlerin (uzun ömür, düşük geçiş gerilimi, sık işlemeye uygunluğu) ve füzelerin (kısa devre akımlarını çok hızlı bir şekilde kesme) avantajlarını ekonomik bir toplam maliyetle birleştirir.
• Kömür taşıma sistemi ve diğer sık işlemeli ve ağır yük başlama özellikleri olan uygulamalar için, VCF, yüksek performans, güvenilirlik ve maliyet etkinliği sunan ideal bir çözümdür.