Componentele cheie ale unui întrerupător inteligent în aer liber cu vid

Prezentare generală a articolului

Un Întrerupătorul de circuit inteligent în vid pentru exterior este mai mult decât un dispozitiv de comutare mecanic. Acesta combină un circuit primar de purtare a curentului, tehnologia de întrerupere a vidului, izolarea exterioară, un mecanism de operare, dispozitive de detectare, funcții de protecție și control și capacități de comunicare opționale.

Fiecare componentă are un rol specific. Întrerupătorul în vid este responsabil pentru întreruperea curentului, sistemul de izolație menține izolarea electrică, mecanismul de operare asigură energie de deschidere și închidere, iar controlerul inteligent procesează semnalele de protecție și comenzile de operare.

Cu toate acestea, nu fiecare VCB exterior are aceeași configurație. Transformatoarele de curent, dispozitivele de detectare a tensiunii, reînchiderea automată, comunicarea la distanță și funcțiile de automatizare a alimentatorului sunt selectate în mod normal în funcție de cerințele proiectului.

Înțelegerea acestor componente ajută utilitățile, contractorii EPC, utilizatorii industriali și echipele de proiect de infrastructură să aleagă un produs care se potrivește cu tensiunea sistemului, strategia de protecție, mediul de instalare și nevoile de automatizare.

Rezumatul articolului

• Categoria de produs: Întrerupător inteligent în vid pentru exterior

• Sisteme principale: circuit primar, întrerupător în vid, izolație, mecanism de operare, detectare, protecție, control și comunicare

• Funcții de bază: comutare curent de sarcină, întrerupere curent de defect, protecție alimentator, indicare de stare și funcționare locală

• Funcții inteligente opționale: reînchidere automată, control de la distanță, monitorizare curent și tensiune, înregistrarea defecțiunilor și automatizarea alimentatorului

• Principiul configurației: Componentele și funcțiile trebuie selectate în funcție de parametrii sistemului și cerințele proiectului

• Valoarea clientului: o selecție mai clară a produselor, o mai bună coordonare a protecției, o integrare mai ușoară a sistemului și o cotație mai precisă

1. Întrerupător de vid

Întrerupătorul în vid este componenta centrală de întrerupere a unui întrerupător în vid. Conține contacte fixe și mobile în interiorul unei camere de vid sigilate.

Când întrerupătorul se deschide sub curent, între contacte se formează un arc. Deoarece arcul este stins într-un mediu de vid, rigiditatea dielectrică dintre contacte se poate recupera rapid după întreruperea curentului.

Întrerupătorul cu vid este responsabil pentru:

• Comutarea curentului normal de funcționare

• Întreruperea curentului de defect

• Sprijinirea operațiunilor repetate de deschidere și închidere

• Limitarea duratei arcului

• Furnizarea funcției principale de întrerupere a curentului

Curentul nominal și capacitatea de întrerupere în scurtcircuit trebuie să corespundă cerințelor electrice ale proiectului.

Întrerupătorul cu vid singur nu determină performanța completă a întreruptorului. Funcționarea sa depinde și de cursa contactului, viteza de deschidere, viteza de închidere, legătura mecanică și coordonarea protecției.

2. Circuit conductiv primar

Circuitul conductiv primar transportă curentul sistemului prin întrerupător. În mod normal, include terminale, conectori conductivi, contacte, conductori interni și calea de curent a întrerupătorului de vid.

Un circuit primar de încredere ar trebui să ofere:

• Capacitate de purtare a curentului suficientă

• Contact electric stabil

• Creșterea controlată a temperaturii

• Conexiune mecanică fiabilă

• Capacitate adecvată de rezistență pe timp scurt

• Compatibilitate cu conductoarele de intrare și de ieșire

Contactul slab sau conexiunile slăbite pot crește rezistența de contact și pot cauza o creștere anormală a temperaturii. Prin urmare, conexiunea terminalelor, cuplul de fixare, starea contactului și compatibilitatea conductorilor sunt importante în timpul producției, instalării și punerii în funcțiune.

3. Sistem de izolare exterior

Sistemul de izolație separă părțile sub tensiune de structurile împământate și menține distanța electrică necesară între faze.

Un întrerupător de circuit în vid pentru exterior poate folosi stâlpi izolați, bucșe, magazii exterioare, izolatori de susținere și alte componente de izolație conform structurii sale.

Sistemul de izolare trebuie să aibă în vedere:

• Tensiune nominală

• Tensiune de rezistență la frecvență de putere

• Tensiunea de rezistență la impulsul fulgerului

• Clearance-ul de la fază la fază

• Garda faza-sol

• Distanța de scurgere

• Nivelul de poluare

• Altitudine

• Ploaie, umiditate, praf și variații de temperatură

Designul izolației exterioare este deosebit de important în medii de mare altitudine, poluate, de coastă, reci sau umede.

Configurația necesară a izolației ar trebui determinată în funcție de specificațiile proiectului, mai degrabă decât selectată numai după aspectul produsului.

4. Mecanism de operare

Mecanismul de acționare furnizează energia necesară pentru deschiderea și închiderea întreruptorului. Performanța sa afectează direct viteza, consistența și fiabilitatea operațiunii de comutare.

În funcție de model și de cerințele proiectului, întrerupătorul poate utiliza:

• Mecanism de acționare cu arc

• Mecanism motorizat

• Mecanism cu magnet permanent

• Sistem de operare manual

• Operare combinată locală și de la distanță

Mecanismul de acționare trebuie să asigure:

• Deschidere si inchidere fiabile

• Deplasare mecanică corectă

• Viteză adecvată de deschidere și închidere

• Stocare stabilă a energiei

• Indicație precisă a poziției

• Deplasare fiabilă și execuție a comenzii de aproape

• Funcționare constantă în trei faze

Pentru aplicațiile inteligente, mecanismul de operare trebuie să se coordoneze și cu controlerul, sursa auxiliară de alimentare, circuitul de declanșare, circuitul de închidere și comenzile de operare de la distanță.

5. Transmisie mecanică și legături

Sistemul de transmisie mecanică conectează mecanismul de acționare la contactele mobile ale întreruptorului. El transformă energia mecanismului în mișcarea de contact necesară.

Componentele tipice ale transmisiei pot include:

• Arborii

• Biele

• Pârghii

• Manivela

• Izvoare

• Rulmenți

• Interblocări mecanice

• Structuri de legătură de fază

Sistemul de transmisie afectează:

• Distanța de deschidere a contactului

• Excesul de deplasare a contactului

• Sincronizare de deschidere și închidere

• Rezistenta mecanica

• Consecvența operațională

• Durabilitate mecanică pe termen lung

Reglarea incorectă poate duce la închidere incompletă, presiune de contact insuficientă, rezistență excesivă sau funcționare inconsecventă a fazei.

Prin urmare, sistemul mecanic trebuie inspectat și reglat înainte ca întrerupătorul să fie pus în funcțiune.

6. Transformatoare de curent și senzori de curent

Măsurarea curentului este esențială pentru protecție și monitorizare. VCB-urile inteligente de exterior pot fi echipate cu transformatoare de curent sau senzori de curent încorporate sau externe.

Funcțiile lor pot include:

• Măsurarea curentului de fază

• Furnizarea de semnale pentru protecția la supracurent

• Detectarea curentului de scurtcircuit

• Sprijină protecția împotriva defecțiunii la pământ

• Furnizarea de semnale de curent cu secvență zero

• Furnizarea datelor către controlerul inteligent

• Sprijină monitorizarea sarcinii și înregistrarea evenimentelor

Configurația necesară depinde de schema de protecție.

Proiectele pot necesita:

• Măsurarea curentului trifazat

• Măsurarea curentului bifazat

• Detectarea curentului cu secvență zero

• CT-uri de clasă de protecție

• CT-uri de clasă de măsurare

• Semnale separate de protecție și măsurare

Raportul CT, precizia, sarcina, clasa de protecție și poziția de instalare ar trebui să corespundă cerințelor controlerului și sistemului.

7. Transformatoare de tensiune și senzori de tensiune

Informațiile despre tensiune pot fi necesare pentru măsurare, protecție, reînchidere automată, sincronizare, protecție direcțională și automatizare a distribuției.

În funcție de proiect, semnalele de tensiune pot fi furnizate de:

• Transformatoare de tensiune externe

• Transformatoare de tensiune integrate

• Senzori de tensiune

• Dispozitive capacitive de divizare a tensiunii

• Sisteme de măsurare la nivelul stației

Sensiunea tensiunii poate suporta:

• Monitorizarea tensiunii

• Detectarea pierderii de tensiune

• Verificare live-line

• Reînchiderea logicii

• Protecție direcțională

• Calcul de putere și energie

• Automatizare alimentator

• Monitorizarea de la distanță a sistemului

Nu orice VCB exterior necesită un PT integrat. Metoda corectă depinde de arhitectura sistemului și de cerințele proiectului.

8. Controler inteligent de protecție

Controlerul inteligent procesează semnalele de la transformatoare de curent, senzori de tensiune, contacte auxiliare și alte dispozitive de câmp. Apoi execută funcții de protecție, control, reînchidere, monitorizare și comunicare în conformitate cu logica configurată.

Funcțiile posibile ale controlerului includ:

• Protecție la supracurent de fază

• Protecție la scurtcircuit

• Protecție împotriva defecțiunii la pământ

• Protecție cu secvență zero

• Reînchidere automată

• Izolare greșită

• Deplasare și control strâns

• Monitorizarea stării

• Managementul setarii protectiei

• Înregistrare eveniment

• Înregistrare defecțiuni

• Operare locală și de la distanță

Configurația controlerului ar trebui să se potrivească cu filozofia de protecție a proiectului.

Un controler cu mai multe funcții nu este automat alegerea mai bună. Soluția corectă este cea care se potrivește cu cerințele de sistem, strategia de operare și arhitectura de comunicare.

9. Putere auxiliară și circuite de declanșare/închidere

Funcțiile inteligente necesită o sursă de alimentare auxiliară stabilă. Poate fi folosit pentru controler, mecanism motor, bobină de declanșare, bobină de închidere, modul de comunicare, încălzitoare și alte dispozitive auxiliare.

Posibilele surse de alimentare auxiliare includ:

• Stație de alimentare DC

• Stație de alimentare CA

• Transformator de putere extern

• Alimentarea transformatorului de tensiune

• Energie solară cu stocare de energie în aplicații la distanță

• Baterie de rezervă, în funcție de designul sistemului

Circuitele de declanșare și de închidere trebuie proiectate astfel încât să se asigure că întrerupătorul poate funcționa în condițiile cerute.

Factorii importanți includ:

• Tensiunea de control

• Consumul de energie

• Valoarea bobinei de declanșare și închidere

• Capacitate de operare de rezervă

• Monitorizare joasă tensiune

• Protecția circuitului

• Dispunerea cablajului și a terminalelor

• Protecția mediului a incintei de control

10. Indicație de stare și contacte auxiliare

Operatorii au nevoie de informații clare despre starea întreruptorului. Dispozitivele de indicare a stării oferă confirmare locală, în timp ce contactele auxiliare transmit informații către sistemele de protecție, control și monitorizare.

Informațiile comune de stare includ:

• Disjunctor deschis

• Breaker închis

• Mecanism de energie stocată

• Starea călătoriei

• Alarma controlerului

• Mod de control local sau de la distanță

• Stare de blocare

• Stare de putere auxiliară

Indicatorii mecanici rămân importanți deoarece oferă o confirmare locală directă chiar și atunci când sistemul de comunicații este indisponibil.

Contactele auxiliare trebuie, de asemenea, corelate corect cu sistemul de control și verificate în timpul punerii în funcțiune.

11. Modulul de comunicare și interfața de telecomandă

Funcțiile de comunicare permit VCB exterior inteligent să schimbe date de operare și comenzi de control cu ​​un sistem de automatizare a distribuției, platformă SCADA sau centru de control de la distanță.

În funcție de proiect, sistemul de comunicare poate suporta:

• Deschidere si inchidere de la distanta

• Feedback de stare

• Date de curent și tensiune

• Informații despre eroare

• Înregistrările evenimentelor

• Managementul setarii protectiei

• Transmiterea alarmei

• Sincronizarea timpului

• Coordonarea automatizării alimentatorului

Interfața și protocolul de comunicare necesare trebuie confirmate înainte de producție.

Clienții ar trebui să clarifice:

• Protocol de comunicare

• Comunicare prin cablu sau fără fir

• Interfața centrului de control

• Cerințe privind punctele de date

• Cerințele terminalului de la distanță

• Cerințe de securitate cibernetică

• Responsabilitate pentru integrarea sistemului

Capacitatea de comunicare ar trebui tratată ca parte a sistemului complet al proiectului, nu doar ca o caracteristică izolată a produsului.

12. Carcasă, cadru și structură de montare

Carcasa și structura de susținere asigură protecție mecanică și suport de instalare pentru întrerupător.

În funcție de model, produsul poate include:

• Carcasa principală de operare

• Cutie de control inteligentă

• Cadru suport galvanizat

• Baza de montare

• Puncte de ridicare

• Borne de împământare

• Puncte de intrare a cablurilor

• Uși de întreținere

• Dispozitive anticondens

• Sigilii de mediu

Structura trebuie să fie compatibilă cu:

• Instalare montată pe stâlp

• Instalarea compartimentului substației

• Instalarea platformei exterioare

• Fundații existente

• Dispunerea conductoarelor de intrare și de ieșire

• Spatiu de intretinere

• Cerințe locale privind vânt și seism, acolo unde este cazul

Un design corect de montare ajută la reducerea modificărilor de instalare și la îmbunătățirea eficienței livrării la fața locului.

Cum funcționează componentele împreună

Funcționarea unui VCB exterior inteligent poate fi rezumată ca un proces coordonat:

1. CT-urile sau senzorii colectează semnale de curent și tensiune.

2. Controlerul inteligent analizează semnalele în funcție de setările de protecție.

3. Când este detectată o condiție de defecțiune, controlerul trimite o comandă de declanșare.

4. Mecanismul de acționare antrenează contactul în mișcare.

5. Întrerupătorul în vid întrerupe curentul de defect.

6. Contactele și indicatoarele auxiliare raportează starea întreruptorului.

7. Modulul de comunicație trimite informații despre defecțiuni și funcționare către sistemul de control.

8. Dacă este configurată reînchiderea automată, controlerul determină dacă și când să închidă din nou întrerupătorul.

Fiabilitatea întregului sistem depinde de coordonarea tuturor acestor componente – nu doar întrerupătorul sau controlerul.

Ce componente sunt opționale?

Nu orice proiect are nevoie de cel mai înalt nivel de automatizare. Componentele și funcțiile opționale pot include:

• CT-uri integrate

• PT-uri integrate sau externe

• CT cu secvență zero

• Controler inteligent de protecție

• Reînchidere automată

• Comunicare la distanță

• Înregistrare defecțiuni

• Monitorizarea tensiunii

• Funcționare motorizată

• Alimentare de rezervă

• Incalzire anti-condens

• Funcții suplimentare de interblocare

De exemplu:

• Un alimentator de substație poate folosi un VCB exterior cu protecție pentru releu din partea stației.

• Un alimentator superior poate necesita reînchidere automată și comunicare la distanță.

• Un proiect industrial poate necesita control local, dar nu automatizarea alimentatorului.

• Un proiect de energie regenerabilă poate avea nevoie de o coordonare specifică pentru detectarea tensiunii și protecția.

Configurarea corectă evită atât funcționalitatea insuficientă, cât și costurile inutile.

Soluții inteligente pentru exterior DGG Power VCB

DGG Power furnizează întrerupătoare de circuit în vid pentru exterior de medie și înaltă tensiune pentru substații, linii aeriene, sisteme de distribuție industrială, conexiune la rețeaua de energie regenerabilă, alimentare cu energie feroviară și proiecte de infrastructură.

Conform cerințelor proiectului, DGG Power poate sprijini clienții cu:

• Selectarea modelului VCB pentru exterior

• Confirmarea parametrului electric primar

• Configurare CT și PT

• Selectare inteligentă a controlerului

• Coordonarea funcției de protecție

• Configurație de reînchidere automată

• Coordonare comunicare-interfață

• Suport structura de instalare

• Desene tehnice si documentatie

• Inspecție și testare în fabrică

• Colaborare pentru instalare și punere în funcțiune

• Coordonare cu întrerupătoarele de deconectare, descărcătoare de supratensiune, transformatoare de instrumente și decupaje de siguranțe

Scopul nu este de a adăuga toate funcțiile posibile, ci de a configura o soluție practică care să se potrivească cu sistemul de alimentare actual.

Întrebări frecvente: Componente inteligente pentru exterior VCB

Care este cea mai importantă componentă a unui întrerupător cu vid?

Întrerupătorul în vid este componenta de bază a întreruperii curentului, dar fiabilitatea generală a întreruptorului depinde și de mecanismul de funcționare, sistemul de izolație, circuitul conductor, legătura mecanică și controlerul de protecție.

Fiecare VCB inteligent de exterior include CT și PT?

Nu. Configurațiile CT și PT depind de cerințele de protecție, măsurare, monitorizare și automatizare ale proiectului. Acestea pot fi încorporate, instalate extern sau alimentate de sistemul de alimentare existent.

Ce face ca un VCB exterior să fie inteligent?

Devine inteligent atunci când sunt integrate dispozitive de detectare, un controler de protecție, circuite de operare, feedback de stare și funcții de comunicare opționale pentru a sprijini monitorizarea, protecția, controlul și automatizarea.

Reînchiderea automată este o funcție standard?

Nu întotdeauna. Reînchiderea automată necesită un controler adecvat, configurație de detectare, mecanism de operare, putere auxiliară și logică de protecție. Ar trebui specificat în funcție de proiect.

De ce VCB-urile similare de exterior au prețuri diferite?

Diferențele pot proveni de la valorile electrice, capacitatea întreruptorului de vid, nivelul de izolație, configurația CT/PT, funcțiile controlerului, protocolul de comunicare, mecanismul de operare, protecția carcasei, documentația și cerințele de testare.

DGG Power poate personaliza configurația componentelor?

DGG Power poate oferi suport de configurare bazat pe proiect în funcție de tensiunea sistemului, curentul nominal, nivelul de defecțiune, cerințele de protecție, metoda de instalare, condițiile de mediu și nevoile de comunicare.

Concluzie

Un întrerupător inteligent în vid pentru exterior este un sistem coordonat format din întrerupător în vid, circuit conductiv primar, izolație exterioară, mecanism de operare, legătură mecanică, dispozitive de detectare, controler de protecție, putere auxiliară, indicație de stare, sistem de comunicație și structură de montare.

Înțelegerea funcției fiecărei componente îi ajută pe clienți să evite selectarea echipamentelor numai după aspectul produsului sau numele modelului. Configurația corectă ar trebui să se potrivească cu parametrii electrici, strategia de protecție, nivelul de automatizare, condițiile site-ului și cerințele de funcționare pe termen lung ale proiectului.

Căutați un întrerupător de circuit în vid pentru exterior inteligent pentru o substație, un alimentator superior, un sistem industrial sau un proiect de automatizare a distribuției? Contactați DGG Power cu parametrii sistemului dumneavoastră, cerințele de protecție, configurația CT/PT, nevoile de comunicare și condițiile de instalare. Echipa noastră tehnică vă va ajuta să configurați o soluție potrivită.