Risinājums vidējā sprieguma motora vadībai un aizsardzībai, izmantojot vakuumkontaktoru ar šķērsojumu (VCF) uglekoku transportēšanas sistēmā

1. Projekta fons

Aglais transportēšanas sistēma sastāv no 15 jostas transportieriem, kuri tiek pārveidoti ar vidēja sprieguma dzinējiem. Sistēma darbojas sarežģītās apstākļos, kur dzinēji bieži tiek izmantoši smagās slodzes un biežas uzsākšanas laikā. Lai risinātu šīs problēmas un sasniegtu efektīvu kontrolēšanu un uzticamu aizsardzību dzinēju uzsākšanas laikā, projekts visaptveroši izmanto vakuumkontaktora-fūze (VCF) kombinācijas ierīces 6kV vidēja sprieguma dzinēju enerģijas sadalīšanai. Šī risinājuma detaļas apraksta VCF tehniskās īpašības, priekšrocības un pielietojumu, sniedzot uzticamu atsauce līdzīgām darbības apstākļiem.

2. VCF galvenās priekšrocības un tehniskās īpašības

2.1 Uzlabota ierīču struktūra un izolācijas tehnoloģija

• ​Ierīču tips: Šis risinājums izmanto izņemamo VCF struktūru, kas ļauj viegli instalēt, apkalpot un aizstāt.
• ​Gala tehnoloģija: Izmantojot epoksidresinas savienojuma izolāciju un Automātisko Spiediena Gelācijas (APG) tehnoloģiju, vakuumātraucējs tiek tieši ieapkaltots epoksidresinā, ļoti uzlabojot izolācijas veiktspēju, mehānisko stiprumu un vides stabilitāti.
• ​Darbības mehānisma dizains: Darbības mehānisma dizains ir precīzs un ietver zemu enerģijas patēriņu.

2.2 Visaptveroša sastāva un plaša pielietojuma joma

• ​Ierīču sastāvs: VCF sastāv no optimizētas augstsprieguma strāvas robežojošu fūzu (kas var pārtraukt plašu īslaistes strāvas diapazonu) un bieži izmantojamu VCX vakuumkontaktoru kombinācijas, veidojot klasisko F-C shēmu risinājumu.
• ​Gala priekšrocības: Tā piedāvā ilgu darbības dzīveslaiku, stabila veiktspēja un zema troksnis.
• ​Pielietojuma joma: Platā mērogā izmantota termoelektrostacijās augstsprieguma palīgpiegādes sistēmās, kā arī metālurgijā, naftas rūpniecībā un būvniecībā. Tā ir piemērota augstsprieguma dzinēju, transformatoru un indukcijas pecēšanas katlu kontrolei un aizsardzībai.

2.3 Augsta pielāgojamība un drošības īpašības

• ​Šķīdņa saderība: VCF izņemamais vienība atbilst 800mm platuma vidēji novietotajiem šķīdņu izņemamo vienību izmēriem un pieciem novēršanas bloķēšanas pozīcijām, ļaujot bezdarbīgi aizstāt esošos šķīdņus bez jebkādu modifikāciju esošajiem šķīdņiem.
• ​Apkalpošanas vieglums: Izņemamais dizains ļauj droši un viegli aizstāt augstsprieguma fūzas ārpus šķīdņa.
• ​Noturēšanas metode: Vakuumkontaktors var tikt konfigurēts elektriskai vai mehāniskai noturēšanai atkarībā no kundzes prasībām.
• ​Fāzes zaudēšanas aizsardzība: Izkoprot visaptverošu fāzes zaudēšanas aizsardzību. Ja notiek fāzes zudums, fūze darbojas un mehāniski bloķē, lai nodrošinātu, ka VCF atslēdz dzinēja šķīdņu, efektīvi novēršot dzinēja bojājumu dēļ viena fāzes darbības.

3. Galvenie tehniskie parametri (7.2kV)

4. Aizsardzības kontroles princips

VCF aizsardzība ir sadalīta atkarībā no strāvas lieluma, lai nodrošinātu labāko veiktspēju:

• ​Zema strāvas diapazons (< 4kA)​: Tiek apstrādāts ar vakuumkontaktoru normālai pārtraukšanai un pārmērīgas slodzes aizsardzībai.
• ​Augsts strāvas diapazons (> 4kA)​: Strāvas pārtraukšana tiek veikta ātri ar augstsprieguma fūzi, lai atrisinātu īslaistes kļūdas.
• ​Līknes saskaņošana: Kontaktora aizsardzības līkne ir iestatīta zemāk par šķīdņa aizsardzības līkni, lai nodrošinātu, ka kontaktors pirmo reizi darbojas pārmērīgās slodzes laikā. Tāpat tiek izvēlēta pareizi saskaņota fūze ar aizsardzības iestatījumiem zemākiem nekā augšējais šķīdņa, lai pilnībā izvairītos no neparedzētām pārtraukšanām.

5. VCF priekšrocības salīdzinājumā ar vakuumšķīdņiem

Bieži uzsāktiem un apstādinātajiem dzinēju slodzēm VCF piedāvā nozīmīgas priekšrocības salīdzinājumā ar vakuumšķīdņiem:

6. VCF izvēles pamats: Fūzes izvēles vadlīnijas

VCF veiktspēja atkarīga no pareizas fūzes izvēles, ņemot vērā šādus faktorus:
Darba spriegums, darba strāva, dzinēja uzsākšanas laiks, uzsākumi stundā, dzinēja pilnas slodzes strāva un īslaistes strāva instalācijas punktā.

6.1 Izvēles noteikumi un soļi

1. ​Nominaļais spriegums: Fūzes nominālais spriegums nedrīkst būt zemāks par sistēmas darba spriegumu (7.2kV šajā gadījumā).
2. ​Nominaļās strāvas aprēķins:
• Izmantojot formulu: Iy=N×In×δI_y = N \times I_n \times \deltaIy​=N×In​×δ
• IyI_yIy​: Ekvivalentā strāva uzsākšanas laikā (A)
• NNN: Uzsākšanas strāvas attiecība pret pilnas slodzes strāvu (parasti 6)
• InI_nIn​: Dzinēja nominālā pilnas slodzes strāva (A)
• δ\deltaδ: Kopējais koeficients (atkarībā no uzsākumiem stundā, n, no tabulas zemāk)

1. ​Līknes saskaņošana: Atlikto IyI_yIy​ vērtību un dzinēja uzsākšanas laiku atmet uz fūzes ražotāja laika-strāvas raksturīgās līknes. Izvēlieties fūzes nominālo strāvu, kas atbilst līknei tieši pa labi no šī punkta.
2. ​Papildu pārbaude: Izvēlētās fūzes nominālā strāva jābūt **> 1.7 reizes dzinēja pilnas slodzes strāvai**.

6.2 Izvēles piemērs

7.2kV sistēmai ar tieši uzsāktu 250kW augstsprieguma dzinēju:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, 16 uzsākumi stundā, uzsākšanas laiks 6 sekundes.

• Aprēķins: Iy=6×30A×2.1=378AI_y = 6 \times 30A \times 2.1 = 378AIy​=6×30A×2.1=378A
• Izvēle: Fūzes laika-strāvas līkne, atrast līkni pa labi no punkta (378A, 6s), kas atbilst fūzes nominālajai strāvai 100A.
• Pārbaude: 100A > 1.7 × 30A (51A), atbilst prasībām. Tātad, var izvēlēties 100A vai augstāku nominales augstsprieguma dzinēja aizsardzības fūzi.

7. Secinājums

No visaptverošas izmaksu-veiktspējas analīzes:

• Ņemot vērā, ka vakuumšķīdņi ir ar zemākām iegādes izmaksām, to īsāks darbības dzīveslaiks padara tos nepiemērotiem biežiem uzsākšanām/apstādinājumiem, kas rada augstākas ilgtermiņa uzturēšanas izmaksas un kļūdu riskus.
• VCF risinājums kombinē vakuumkontaktoru (ilgs dzīveslaiks, zems pārspriegums, piemērots biežiem pārslēgumiem) un fūžu (ultraātra īslaistes strāvas pārtraukšana) priekšrocības, visām izmaksām ekonomiskā veidā.
• Aglais transportēšanas sistēmai un citām lietojumprogrammām ar biežiem pārslēgumiem un smagās slodzes uzsākšanas īpašībām, VCF ir ideāls risinājums, piedāvājot augstu veiktspēju, uzticamību un ekonomiskumu.