SOLUSYON PARA SA PAGKONTROL AT PROTEKSIYON NG MEDIUM-VOLTAGE MOTOR GAMIT ANG VACUUM CONTACTOR-FUSE (VCF) SA COAL CONVEYING SYSTEM

1. Pahayag ng Proyekto

Ang sistema ng paghahatid ng coal ay binubuo ng 15 belt conveyor na pinapatakbo ng mga motor na may medium-voltage. Ang sistema ay naglalakip ng komplikadong kondisyon, kung saan ang mga motor ay madalas na nasa ilalim ng malaking load at paborito na magsimula. Upang tugunan ang mga hamon na ito at makamit ang epektibong kontrol at maasintas na proteksyon sa panahon ng pagsisimula ng motor, ang proyekto ay lubusang sumusunod sa kombinasyon ng Vacuum Contactor-Fuse (VCF) para sa power distribution ng 6kV medium-voltage motor. Ang solusyon na ito ay nagbibigay detalye ng mga teknikal na katangian, mga pangunahing abilidad, at aplikasyon ng VCF, nagbibigay ng isang maasintas na sanggunian para sa katulad na kondisyong paggawa.

2. Pangunahing Abilidad at Teknikal na Katangian ng VCF

2.1 Maunlad na Estruktura ng Parihasa at Teknolohiya ng Insulation

• ​Uri ng Parihasa: Ang solusyon na ito ay gumagamit ng withdrawable na estruktura ng VCF para sa madaling pag-install, pag-maintain, at pagpalit.
• ​Pangunahing Teknolohiya: Gumagamit ng epoxy resin composite insulation at Automatic Pressure Gelation (APG) teknolohiya, ang vacuum interrupter ay direktang inencapsulate sa epoxy resin, na siyang nagpapataas ng kakayahan ng insulasyon, mekanikal na lakas, at estabilidad ng kapaligiran.
• ​Mekanismo ng Pag-operate: Ang mekanismo ng pag-operate ay disenyo ng may presisyon at may mababang konsumo ng enerhiya.

2.2 Komprehensibong Komposisyon at Malawak na Applicability

• ​Komposisyon ng Parihasa: Ang VCF ay binubuo ng optimized na kombinasyon ng high-voltage current-limiting fuses (na may kakayahan na interrumpehin ang malawak na range ng short-circuit currents) at madalas na operable na VCX vacuum contactors, na bumubuo ng isang classic na F-C circuit solution.
• ​Pangunahing Abilidad: Ito ay nagbibigay ng mahabang buhay ng operasyon, matatag na performance, at mababang ingay.
• ​Larangan ng Aplikasyon: Malawakang ginagamit sa high-voltage auxiliary power systems sa mga thermal power plants, pati na rin sa mga industriya ng metalurhiya, petrokemikal, at mining. Ito ay angkop para sa kontrol at proteksyon ng mga load tulad ng high-voltage motors, transformers, at induction furnaces.

2.3 Mataas na Adaptability at Katangian ng Kaligtasan

• ​Kapatagan ng Cabinet: Ang withdrawable unit ng VCF ay tumutugon sa sukat at limang-prevention interlocking positions ng circuit breaker withdrawable units sa 800mm-width middle-mounted switchgear, na nagbibigay ng seamless replacement nang walang anumang pagbabago sa umiiral na switchgear.
• ​Kaginhawahan sa Maintenance: Ang disenyo ng withdrawable ay nagbibigay ng ligtas at kumportableng pagpalit ng high-voltage fuses labas ng cabinet.
• ​Paraan ng Holding: Ang vacuum contactor ay maaaring ikonfigure para sa electrical o mechanical holding batay sa pangangailangan ng customer.
• ​Phase-Loss Protection: Nakakamit ng buong phase-loss protection. Sa oras ng phase loss, ang fuse ay gumagana at mekanikal na interlock upang tiyakin na ang VCF ay mag-disconnect sa motor circuit, na siyang nagpapahina ng epektibong pinsala sa motor dahil sa single-phasing.

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

4. Prinsipyong Proteksyon ng Kontrol

Ang proteksyon ng VCF ay hinati batay sa magnitude ng kasalukuyan para sa optimal na performance:

• ​Low Current Range (< 4kA)​: Inaasikaso ng vacuum contactor para sa normal na pag-break at overload protection.
• ​High Current Range (> 4kA)​: Mabilis na interrumpehin ng high-voltage fuse upang tugunan ang short-circuit faults.
• ​Curve Coordination: Ang protection curve ng contactor ay itinakda sa ilalim ng curve ng circuit breaker upang siguruhin na ang contactor ay unang gumana sa panahon ng overloads. Samantalang, ang maayos na nakamatch na fuse na may protection settings na mas mababa kaysa sa upstream circuit breaker ay napili upang ganap na iwasan ang hindi inaasahang tripping.

5. Abilidad ng VCF vs. Vacuum Circuit Breaker

Sa madalas na sinisimulan at hinihinto na motor loads, ang VCF ay nagbibigay ng mahahalagang abilidad sa halip na vacuum circuit breakers:

6. Buong Puso ng Piliin ng VCF: Gabay sa Piliin ng Fuse

Ang performance ng VCF ay depende sa tama na piliin ng fuse, konsiderando 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 Mga Regla at Hakbang sa Piliin

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 (typically 6)
• InI_nIn​: Motor rated full-load current (A)
• δ\deltaδ: Comprehensive coefficient (based on starts per hour, n, from the table below)

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 Piliin

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

From a comprehensive cost-performance analysis:

• While vacuum circuit breakers have lower procurement costs, their shorter operational life makes them unsuitable for frequent starts/stops, leading to higher long-term maintenance costs and failure risks.
• The VCF solution combines the advantages of vacuum contactors (long life, low overvoltage, suitability for frequent operation) and fuses (ultra-fast interruption of short-circuit currents), all at an economical overall cost.
• For the coal conveying system and other applications with frequent operation and heavy-load starting characteristics, VCF is an ideal solution offering high performance, reliability, and cost-effectiveness.