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

1. Proje Arka Planı

Kömür taşıma sistemi, orta gerilimli motorlar tarafından sürüklenen 15 bant konveyörü içerir. Sistem karmaşık koşullar altında çalışır ve motorlar sık sık ağır yükler ve frekanslı başlatmalarla karşı karşıya kalır. Bu zorlukları çözmek ve motor başlatma sırasında etkili kontrol ve güvenilir koruma sağlamak için proje, 6kV orta gerilimli motor güç dağıtımında vakum kontakör-füze (VCF) kombinasyon cihazlarını kapsamlı olarak kullanmaktadır. 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 Jelleştirme (APG) teknolojisini kullanarak, vakum kesici doğrudan epoksi rezin içinde kapsüllendirilir, bu da yalıtım performansını, mekanik dayanımı ve çevresel istikrarı önemli ölçüde artırır.
• ​İşlem Mekanizması: İşlem mekanizması hassasiyetle tasarlanmıştır ve düşük enerji tüketimi sunar.

2.2 Kapsamlı Bileşim ve Geniş Uygulanabilirlik

• ​Ekipman Bileşimi: VCF, geniş bir dizi kısa devre akımını kesmekte yetenekli yüksek gerilimli akım sınırlama füzeleri ile sıkça işletilebilen VCX vakum kontakörlerinin optimize edilmiş bir kombinasyonundan oluşur, klasik F-C devre çözümünü oluşturur.
• ​Temel Avantajlar: Uzun işlem ömrü, istikrarlı performans ve düşük gürültü sunar.
• ​Uygulama Alanı: Termal güç santrallerindeki yüksek gerilimli yardımcı güç sistemlerinde, ayrıca metaller, petrokimya ve madencilik endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır. Yüksek gerilimli motorlar, transformatörler ve manyetik fırınlar gibi yüklerin kontrolü ve koruması için uygundur.

2.3 Yüksek Uygunluk ve Güvenlik Özellikleri

• ​Kabine Uyumluluğu: Çekilebilir VCF birimi, 800mm genişliğinde orta montajlı anahtar kapanış ekipmanındaki devre kesici çekilebilir birimlerin boyutlarına ve beş önleyici kilitleme pozisyonlarına uymaktadır, var olan anahtar kapanış ekipmanına herhangi bir değişiklik yapmadan sorunsuz bir şekilde değiştirilebilir.
• ​Bakım Kolaylığı: Çekilebilir tasarım, kabinenin dışından yüksek gerilimli füzelerin güvenli ve kolay değiştirilmesine olanak tanır.
• ​Tutma Yöntemi: Vakum kontakör, müşteri ihtiyaçlarına göre elektriksel veya mekanik tutma yapılandırılabilir.
• ​Faz Kaybı Koruması: Kapsamlı faz kaybı korumasına sahiptir. Bir faz kaybı durumunda, füze çalışır ve mekanik kilitleme ile VCF'yi motor devresinden ayırarak, tek fazlama nedeniyle motora zarar gelmesini etkili bir şekilde önler.

3. Ana Teknik Parametreler (7.2kV Dereceli)

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 arızalarını hızlıca kesmek için yüksek gerilimli füze tarafından kesilir.
• ​Eğri Koordinasyonu: Kontakörün koruma eğrisi, aşırı yükler sırasında kontakörün önce harekete geçmesini sağlamak için devre kesicinin eğrisinin altında ayarlanır. Aynı zamanda, yukarı yönde devre kesiciden daha düşük koruma ayarlarına sahip uygun bir füze seçilerek, kasıtsız triplamanın tamamen önlenmesi sağlanır.

5. VCF'nin Vakum Devre Kesicisine Göre Avantajları

Sık başlangıç ve durma motor yükleri için, VCF vakum devre kesicilerine kıyasla önemli avantajlar sunar:

6. VCF Seçiminin Çekirdeği: Füze Seçim Rehberi

VCF'nin performansı, aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurarak doğru füze seçimi üzerine bağlıdır:
Çalışma gerilimi, çalışma akımı, motor başlangıç süresi, saatte başlangıç sayısı, motor tam yük akımı ve kurulum noktasındaki kısa devre akımı.

6.1 Seçim Kuralları ve Adımları

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

1. ​Eğri Eşleme: Hesaplanan IyI_yIy​ değerini ve motorun başlangıç süresini füze üreticisinin zaman-akım karakteristik eğrisine yerleştirin. Bu noktanın hemen sağındaki eğriye karşılık gelen füze dereceli akımı seçin.
2. ​Ek Kontrol: Seçilen füzenin dereceli akımı ​**> motordanın tam yük akımının 1.7 katı** olmalıdır.

6.2 Seçim Örneği

7.2kV sistemde, doğrudan başlatılan 250kW yüksek gerilimli motor için:
In=30AI_n = 30AIn​=30A, saatte 16 başlangıç, 6s başlangıç 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 füze dereceli akımı 100A'dır.
• Doğrulama: 100A > 1.7 × 30A (51A), gereklilikleri karşılar. Bu nedenle, 100A veya daha yüksek dereceli yüksek gerilimli motor koruma füzesi seçilebilir.

7. Sonuç

Kapsamlı maliyet-performans analizinden:

• Vakum devre kesicilerin alım maliyetleri düşük olsa da, kısa işlem ömrü nedeniyle sık başlangıç/durmalara uygun değildir, bu da uzun vadede daha yüksek bakım maliyetleri ve hata risklerine neden olur.
• VCF çözümü, vakum kontakörlerin (uzun ömür, düşük üst gerilim, sık işlem için uygunluk) ve füzelerin (kısa devre akımlarını ultra hızlı kesme) avantajlarını ekonomik bir toplam maliyetle birleştirir.
• Kömür taşıma sistemi ve diğer sık işlem ve ağır yük başlangıç özellikleri olan uygulamalar için, VCF yüksek performans, güvenilirlik ve maliyet etkinliği sunan ideal bir çözümdür.