Ключови компоненти на интелигентен вакуумен прекъсвач на открито

Преглед на статията

Ан интелигентният външен вакуумен прекъсвач е повече от механично превключващо устройство. Той съчетава първична тоководеща верига, технология за прекъсване на вакуума, външна изолация, оперативен механизъм, сензорни устройства, защитни и контролни функции и опционални комуникационни възможности.

Всеки компонент има специфична роля. Вакуумният прекъсвач е отговорен за прекъсването на тока, изолационната система поддържа електрическата изолация, работният механизъм осигурява енергия за отваряне и затваряне, а интелигентният контролер обработва защитни сигнали и работни команди.

Въпреки това, не всеки външен VCB има същата конфигурация. Токови трансформатори, устройства за измерване на напрежение, автоматично повторно затваряне, дистанционна комуникация и функции за автоматизация на захранващото устройство обикновено се избират според изискванията на проекта.

Разбирането на тези компоненти помага на комуналните услуги, EPC изпълнителите, промишлените потребители и екипите по инфраструктурни проекти да изберат продукт, който отговаря на напрежението на системата, стратегията за защита, инсталационната среда и нуждите от автоматизация.

Резюме на статията

• Продуктова категория: Интелигентен външен вакуумен прекъсвач

• Основни системи: първична верига, вакуумен прекъсвач, изолация, оперативен механизъм, сензор, защита, управление и комуникация

• Основни функции: Превключване на тока на натоварване, прекъсване на тока на повреда, защита на захранващото устройство, индикация на състоянието и локална работа

• Допълнителни интелигентни функции: Автоматично повторно затваряне, дистанционно управление, мониторинг на ток и напрежение, запис на грешки и автоматизация на захранващото устройство

• Принцип на конфигурация: Компонентите и функциите трябва да бъдат избрани според системните параметри и изискванията на проекта

• Стойност за клиента: По-ясен избор на продукти, по-добра координация на защитата, по-лесна системна интеграция и по-точна оферта

1. Вакуумен прекъсвач

Вакуумният прекъсвач е основният прекъсващ компонент на вакуумен прекъсвач. Съдържа неподвижни и подвижни контакти в запечатана вакуумна камера.

Когато прекъсвачът се отвори под ток, между контактите се образува дъга. Тъй като дъгата се гаси във вакуумна среда, диелектричната якост между контактите може да се възстанови бързо след прекъсване на тока.

Вакуумният прекъсвач е отговорен за:

• Превключване на нормален работен ток

• Ток на прекъсване на повреда

• Поддържа многократно отваряне и затваряне

• Ограничаване на продължителността на дъгата

• Осигуряване на основна функция за прекъсване на тока

Неговият номинален ток и капацитет на прекъсване при късо съединение трябва да отговарят на електрическите изисквания на проекта.

Вакуумният прекъсвач сам по себе си не определя цялостната работа на прекъсвача. Работата му също зависи от хода на контакта, скоростта на отваряне, скоростта на затваряне, механичната връзка и координацията на защитата.

2. Първична проводяща верига

Първичната проводима верига пренася тока на системата през прекъсвача. Обикновено включва клеми, проводими съединители, контакти, вътрешни проводници и токовия път на вакуумния прекъсвач.

Надеждна първична верига трябва да осигурява:

• Достатъчен капацитет на ток

• Стабилен електрически контакт

• Контролирано повишаване на температурата

• Надеждна механична връзка

• Подходяща издръжливост за кратко време

• Съвместимост с входящи и изходящи проводници

Лошият контакт или разхлабените връзки могат да увеличат контактното съпротивление и да причинят необичайно повишаване на температурата. Следователно клемното свързване, моментът на затягане, състоянието на контакта и съвместимостта на проводниците са важни по време на производството, монтажа и пускането в експлоатация.

3. Външна изолационна система

Изолационната система разделя частите под напрежение от заземените конструкции и поддържа необходимото електрическо разстояние между фазите.

Външен вакуумен прекъсвач може да използва изолирани стълбове, втулки, външни навеси, опорни изолатори и други изолационни компоненти според структурата си.

Изолационната система трябва да вземе предвид:

• Номинално напрежение

• Устойчиво напрежение на мощностна честота

• Устойчивост на напрежение на мълния

• Разстояние между фази

• Разстояние между фаза и земя

• Плъзгаща пътека

• Ниво на замърсяване

• Надморска височина

• Дъжд, влажност, прах и температурни промени

Дизайнът на външната изолация е особено важен при висока надморска височина, замърсена, крайбрежна, студена или влажна среда.

Необходимата конфигурация на изолацията трябва да се определи според спецификацията на проекта, а не да се избира само според външния вид на продукта.

4. Работен механизъм

Работният механизъм осигурява енергията, необходима за отваряне и затваряне на прекъсвача. Неговата производителност пряко влияе върху скоростта, последователността и надеждността на операцията по превключване.

В зависимост от модела и изискванията на проекта, къртачът може да използва:

• Пружинен задвижващ механизъм

• Моторизиран механизъм

• Механизъм с постоянен магнит

• Ръчна операционна система

• Комбинирана локална и дистанционна работа

Работният механизъм трябва да гарантира:

• Надеждно отваряне и затваряне

• Правилно механично движение

• Подходяща скорост на отваряне и затваряне

• Стабилно съхранение на енергия

• Точна индикация на позицията

• Надеждно пътуване и изпълнение на команда за затваряне

• Последователна работа в три фази

За интелигентни приложения работният механизъм трябва също така да се координира с контролера, спомагателното захранване, изключващата верига, веригата за затваряне и командите за дистанционно управление.

5. Механична трансмисия и връзка

Механичната трансмисионна система свързва работния механизъм с подвижните контакти на прекъсвача. Преобразува енергията на механизма в необходимото контактно движение.

Типичните трансмисионни компоненти могат да включват:

• Валове

• Свързващи пръти

• Лостове

• Манивели

• пружини

• Лагери

• Механични блокировки

• Структури на фазова връзка

Преносната система засяга:

• Разстояние на отваряне на контакта

• Преминаване на контакт

• Синхронизация при отваряне и затваряне

• Механична устойчивост

• Работна последователност

• Дългосрочна механична издръжливост

Неправилната настройка може да доведе до непълно затваряне, недостатъчно контактно налягане, прекомерно съпротивление или непоследователна работа на фазите.

Поради това механичната система трябва да бъде проверена и настроена, преди прекъсвачът да бъде пуснат в експлоатация.

6. Токови трансформатори и токови сензори

Измерването на тока е от съществено значение за защитата и наблюдението. Интелигентните външни VCB могат да бъдат оборудвани с вградени или външни токови трансформатори или токови сензори.

Техните функции могат да включват:

• Измерване на фазов ток

• Осигуряване на сигнали за свръхтокова защита

• Откриване на ток на късо съединение

• Поддържаща защита от заземяване

• Осигуряване на токови сигнали с нулева последователност

• Подаване на данни към интелигентния контролер

• Поддържа наблюдение на натоварването и запис на събития

Необходимата конфигурация зависи от защитната схема.

Проектите може да изискват:

• Измерване на трифазен ток

• Измерване на двуфазен ток

• Откриване на ток с нулева последователност

• CTs с клас на защита

• CTs от клас на измерване

• Отделни сигнали за защита и измерване

Коефициентът на CT, точността, натоварването, класът на защита и позицията на монтаж трябва да отговарят на изискванията на контролера и системата.

7. Трансформатори за напрежение и сензори за напрежение

Информация за напрежението може да е необходима за измерване, защита, автоматично повторно затваряне, синхронизация, насочена защита и автоматизация на разпределението.

В зависимост от проекта сигналите за напрежение могат да бъдат осигурени от:

• Външни напреженови трансформатори

• Интегрирани напреженови трансформатори

• Сензори за напрежение

• Капацитивни устройства за разделяне на напрежение

• Системи за измерване от страната на станцията

Отчитането на напрежение може да поддържа:

• Мониторинг на напрежението

• Откриване на загуба на напрежение

• Проверка на линия на живо

• Логика на повторно затваряне

• Насочена защита

• Изчисляване на мощността и енергията

• Автоматизация на захранващото устройство

• Дистанционно наблюдение на системата

Не всеки външен VCB изисква интегриран PT. Правилният метод зависи от системната архитектура и изискванията на проекта.

8. Контролер за интелигентна защита

Интелигентният контролер обработва сигнали от токови трансформатори, сензори за напрежение, спомагателни контакти и други полеви устройства. След това изпълнява функции за защита, управление, повторно затваряне, наблюдение и комуникация според конфигурираната логика.

Възможните функции на контролера включват:

• Фазова свръхтокова защита

• Защита от късо съединение

• Земна защита

• Защита с нулева последователност

• Автоматично повторно затваряне

• Изолиране на грешки

• Пътуване и близък контрол

• Мониторинг на състоянието

• Управление на настройките на защитата

• Запис на събитието

• Запис на грешки

• Локална и дистанционна работа

Конфигурацията на контролера трябва да съответства на философията за защита на проекта.

Контролерът с повече функции не е автоматично по-добрият избор. Правилното решение е това, което отговаря на системните изисквания, операционната стратегия и комуникационната архитектура.

9. Спомагателно захранване и вериги за изключване/затваряне

Интелигентните функции изискват стабилно спомагателно захранване. Може да се използва за контролер, двигателен механизъм, спирачна бобина, затваряща бобина, комуникационен модул, нагреватели и други спомагателни устройства.

Възможните спомагателни източници на захранване включват:

• Станция DC захранване

• Станция AC захранване

• Външен захранващ трансформатор

• Захранване с трансформатор на напрежение

• Слънчева енергия със съхранение на енергия в отдалечени приложения

• Резервна батерия, в зависимост от дизайна на системата

Веригите за изключване и затваряне трябва да бъдат проектирани така, че да гарантират, че прекъсвачът може да работи при необходимите условия.

Важните фактори включват:

• Контролно напрежение

• Консумирана мощност

• Рейтинг на изключване и затваряне на бобината

• Възможност за резервна работа

• Мониторинг на ниско напрежение

• Защита на веригата

• Окабеляване и разположение на клемите

• Защита на околната среда на контролния корпус

10. Индикация за състояние и спомагателни контакти

Операторите се нуждаят от ясна информация за състоянието на прекъсвача. Устройствата за индикация на състоянието осигуряват локално потвърждение, докато спомагателните контакти предават информация към системите за защита, контрол и наблюдение.

Общата информация за състоянието включва:

• Отворен прекъсвач

• Прекъсвачът е затворен

• Съхранена енергия на механизма

• Статус на пътуването

• Аларма на контролера

• Режим на локално или дистанционно управление

• Състояние на блокиране

• Състояние на спомагателно захранване

Механичните индикатори остават важни, защото осигуряват директно локално потвърждение дори когато комуникационната система не е достъпна.

Помощните контакти също трябва да бъдат правилно съгласувани със системата за управление и проверени по време на пускане в експлоатация.

11. Комуникационен модул и интерфейс за дистанционно управление

Комуникационните функции позволяват на интелигентния външен VCB да обменя работни данни и команди за управление със система за автоматизация на разпределението, SCADA платформа или център за дистанционно управление.

В зависимост от проекта комуникационната система може да поддържа:

• Дистанционно отваряне и затваряне

• Обратна връзка за състоянието

• Данни за ток и напрежение

• Информация за повреда

• Записи на събития

• Управление на настройките на защитата

• Предаване на аларма

• Времева синхронизация

• Координация на автоматизацията на фидера

Необходимият комуникационен интерфейс и протокол трябва да бъдат потвърдени преди производството.

Клиентите трябва да изяснят:

• Комуникационен протокол

• Кабелна или безжична комуникация

• Интерфейс на контролния център

• Изисквания за данни

• Изисквания за отдалечен терминал

• Изисквания за киберсигурност

• Отговорност за системна интеграция

Комуникационната способност трябва да се третира като част от цялостната система на проекта, а не просто като изолирана характеристика на продукта.

12. Корпус, рамка и монтажна конструкция

Корпусът и носещата конструкция осигуряват механична защита и монтажна опора за прекъсвача.

В зависимост от модела продуктът може да включва:

• Основен работен корпус

• Интелигентна контролна кутия

• Поцинкована опорна рамка

• Монтажна основа

• Точки за повдигане

• Заземителни клеми

• Точки за въвеждане на кабели

• Врати за поддръжка

• Устройства против конденз

• Екологични уплътнения

Структурата трябва да е съвместима с:

• Монтаж на стълб

• Монтаж на подстанция

• Монтаж на външна платформа

• Съществуващи основи

• Разположение на входящи и изходящи проводници

• Пространство за поддръжка

• Местни ветрови и сеизмични изисквания, когато е приложимо

Правилният монтажен дизайн помага за намаляване на промените в инсталацията и подобрява ефективността на доставка на място.

Как компонентите работят заедно

Работата на интелигентен външен VCB може да се обобщи като координиран процес:

1. CT или сензори събират сигнали за ток и напрежение.

2. Интелигентният контролер анализира сигналите според настройките на защитата.

3. Когато се открие състояние на повреда, контролерът изпраща команда за изключване.

4. Работният механизъм задвижва подвижния контакт.

5. Вакуумният прекъсвач прекъсва тока на повреда.

6. Помощните контакти и индикатори отчитат състоянието на прекъсвача.

7. Комуникационният модул изпраща информация за неизправности и работа към системата за управление.

8. Ако е конфигурирано автоматично повторно включване, контролерът определя дали и кога прекъсвачът да се затвори отново.

Надеждността на цялата система зависи от координацията на всички тези компоненти - не само на прекъсвача или контролера.

Кои компоненти не са задължителни?

Не всеки проект се нуждае от най-високо ниво на автоматизация. Допълнителните компоненти и функции могат да включват:

• Интегрирани КТ

• Интегрирани или външни PT

• CT с нулева последователност

• Интелигентен контролер за защита

• Автоматично повторно затваряне

• Дистанционна комуникация

• Запис на грешки

• Мониторинг на напрежението

• Моторизирана работа

• Резервно захранване

• Антикондензно отопление

• Допълнителни функции за заключване

Например:

• Захранващо устройство на подстанция може да използва външен VCB с релейна защита от страната на станцията.

• Горно захранващо устройство може да изисква автоматично повторно затваряне и дистанционна комуникация.

• Индустриален проект може да изисква локално управление, но не и автоматизация на захранващото устройство.

• Проект за възобновяема енергия може да се нуждае от специфично отчитане на напрежението и координация на защитата.

Правилната конфигурация избягва както недостатъчна функционалност, така и ненужни разходи.

DGG Power Интелигентни външни VCB решения

DGG Power осигурява външни вакуумни прекъсвачи за средно и високо напрежение за подстанции, въздушни линии, промишлени разпределителни системи, свързване към мрежата за възобновяема енергия, железопътно захранване и инфраструктурни проекти.

Според изискванията на проекта DGG Power може да поддържа клиенти с:

• Избор на модел VCB на открито

• Потвърждение на първичния електрически параметър

• CT и PT конфигурация

• Интелигентен избор на контролер

• Координация защита-функция

• Конфигурация за автоматично повторно затваряне

• Комуникационно-интерфейсна координация

• Поддръжка на инсталационна структура

• Технически чертежи и документация

• Фабрична проверка и тестване

• Сътрудничество при монтаж и пускане в експлоатация

• Координация с прекъсвачи, ограничители на пренапрежение, измервателни трансформатори и прекъсвачи на предпазители

Целта не е да се добавят всички възможни функции, а да се конфигурира практично решение, което съответства на действителната енергийна система.

ЧЗВ: Интелигентни външни VCB компоненти

Кой е най-важният компонент на вакуумния прекъсвач?

Вакуумният прекъсвач е основният компонент за прекъсване на тока, но цялостната надеждност на прекъсвача също зависи от работния механизъм, изолационната система, проводимата верига, механичната връзка и контролера за защита.

Всеки интелигентен външен VCB включва ли CT и PT?

Не. CT и PT конфигурациите зависят от изискванията за защита, измерване, наблюдение и автоматизация на проекта. Те могат да бъдат вградени, външно инсталирани или захранвани от съществуващата енергийна система.

Какво прави външния VCB интелигентен?

Той става интелигентен, когато са интегрирани сензорни устройства, защитен контролер, работни вериги, обратна връзка за състоянието и опционални комуникационни функции, за да поддържат наблюдение, защита, контрол и автоматизация.

Автоматичното повторно затваряне стандартна функция ли е?

Не винаги. Автоматичното повторно затваряне изисква подходящ контролер, сензорна конфигурация, оперативен механизъм, спомагателно захранване и защитна логика. Следва да се уточни по проект.

Защо подобни външни VCB имат различни цени?

Разликите могат да произтичат от електрически рейтинги, капацитет на вакуумен прекъсвач, ниво на изолация, CT/PT конфигурация, функции на контролера, комуникационен протокол, оперативен механизъм, защита на корпуса, документация и изисквания за изпитване.

Може ли DGG Power да персонализира конфигурацията на компонентите?

DGG Power може да осигури поддръжка на конфигурация, базирана на проект, според системното напрежение, номинален ток, ниво на повреда, изисквания за защита, метод на инсталиране, условия на околната среда и комуникационни нужди.

Заключение

Интелигентният външен вакуумен прекъсвач е координирана система, състояща се от вакуумен прекъсвач, първична проводима верига, външна изолация, механизъм за действие, механична връзка, сензорни устройства, контролер за защита, спомагателно захранване, индикация на състоянието, комуникационна система и монтажна конструкция.

Разбирането на функцията на всеки компонент помага на клиентите да избегнат избора на оборудване само по външния вид на продукта или името на модела. Правилната конфигурация трябва да съответства на електрическите параметри, стратегията за защита, нивото на автоматизация, условията на обекта и изискванията за дългосрочна експлоатация на проекта.

Търсите интелигентен външен вакуумен прекъсвач за подстанция, надземно захранващо устройство, промишлена система или проект за автоматизация на разпределението? Свържете се с DGG Power за вашите системни параметри, изисквания за защита, CT/PT конфигурация, комуникационни нужди и условия за инсталиране. Нашият технически екип ще ви помогне да конфигурирате подходящо решение.