Кључне компоненте интелигентног спољног вакуумског прекидача

Преглед чланка

Ан интелигентни спољни вакуумски прекидач је више од механичког прекидача. Комбинује примарно струјно коло, технологију прекида вакуума, спољашњу изолацију, радни механизам, сензорске уређаје, заштитне и контролне функције и опционе комуникационе могућности.

Свака компонента има одређену улогу. Вакумски прекидач је одговоран за прекид струје, изолациони систем одржава електричну изолацију, погонски механизам обезбеђује енергију отварања и затварања, а интелигентни контролер обрађује заштитне сигнале и оперативне команде.

Међутим, нема сваки спољни ВЦБ исту конфигурацију. Струјни трансформатори, уређаји за детекцију напона, аутоматско поновно затварање, даљинска комуникација и функције аутоматизације фидера се обично бирају у складу са захтевима пројекта.

Разумевање ових компоненти помаже комуналним предузећима, ЕПЦ извођачима, индустријским корисницима и инфраструктурним пројектним тимовима да изаберу производ који одговара напону система, стратегији заштите, окружењу инсталације и потребама аутоматизације.

Резиме чланка

• Категорија производа: Интелигентни спољни вакуумски прекидач

• Главни системи: примарно коло, вакуумски прекидач, изолација, радни механизам, сензор, заштита, контрола и комуникација

• Основне функције: пребацивање струје оптерећења, прекид струје квара, заштита фидера, индикација статуса и локални рад

• Опционе интелигентне функције: Аутоматско поновно затварање, даљинско управљање, праћење струје и напона, снимање кварова и аутоматизација фидера

• Принцип конфигурације: Компоненте и функције треба изабрати у складу са системским параметрима и захтевима пројекта

• Вредност за купца: Јаснији избор производа, боља координација заштите, лакша системска интеграција и тачнија понуда

1. Вакуумски прекидац

Вакумски прекидач је главна компонента за прекидање вакуумског прекидача. Садржи фиксне и покретне контакте унутар затворене вакуум коморе.

Када се прекидач отвори под струјом, између контаката се формира лук. Пошто се лук гаси у вакуумском окружењу, диелектрична чврстоћа између контаката може се брзо опоравити након прекида струје.

Вакумски прекидач је одговоран за:

• Пребацивање нормалне радне струје

• Прекидна струја квара

• Подржава поновљене операције отварања и затварања

• Ограничавање трајања лука

• Обезбеђивање главне функције прекида струје

Његова називна струја и прекидна способност кратког споја морају одговарати електричним захтевима пројекта.

Само вакуумски прекидач не одређује потпуни учинак прекидача. Његов рад такође зависи од хода контакта, брзине отварања, брзине затварања, механичке везе и координације заштите.

2. Примарно проводно коло

Примарно проводно коло носи системску струју кроз прекидач. Обично укључује терминале, проводне конекторе, контакте, унутрашње проводнике и струјни пут вакуумског прекидача.

Поуздано примарно коло треба да обезбеди:

• Довољан струјни капацитет

• Стабилан електрични контакт

• Контролисани пораст температуре

• Поуздана механичка веза

• Погодна способност краткотрајног отпора

• Компатибилност са улазним и одлазним проводницима

Лош контакт или лабави спојеви могу повећати отпор контакта и узроковати ненормалан пораст температуре. Због тога су прикључак терминала, момент причвршћивања, стање контакта и компатибилност проводника важни током производње, инсталације и пуштања у рад.

3. Систем спољне изолације

Систем изолације одваја делове под напоном од уземљених конструкција и одржава потребну електричну удаљеност између фаза.

Вакуумски прекидач на отвореном може да користи изоловане стубове, чауре, спољне шупе, потпорне изолаторе и друге изолационе компоненте у складу са својом структуром.

Систем изолације мора узети у обзир:

• Називни напон

• Издржљиви напон снаге-фреквенције

• Издржљиви напон муње

• Размак између фазе

• Размак између фазе и земље

• Пузна удаљеност

• Ниво загађења

• Висина

• Киша, влажност, прашина и варијације температуре

Дизајн спољне изолације је посебно важан у високим, загађеним, обалним, хладним или влажним срединама.

Потребну конфигурацију изолације треба одредити према спецификацији пројекта, а не одабрати само према изгледу производа.

4. Оперативни механизам

Радни механизам обезбеђује енергију потребну за отварање и затварање прекидача. Његове перформансе директно утичу на брзину, доследност и поузданост операције пребацивања.

У зависности од модела и захтева пројекта, прекидач може да користи:

• Механизам за рад са опругом

• Моторизовани механизам

• Механизам са трајним магнетом

• Ручни оперативни систем

• Комбиновани локални и даљински рад

Радни механизам мора да обезбеди:

• Поуздано отварање и затварање

• Исправно механичко кретање

• Одговарајућа брзина отварања и затварања

• Стабилно складиштење енергије

• Тачна индикација положаја

• Поуздано искључивање и извршавање команде затварања

• Доследан рад у три фазе

За интелигентне апликације, радни механизам такође мора да координише са контролером, помоћним напајањем, окидачким кругом, кругом за затварање и командама за даљинско управљање.

5. Механички пренос и спона

Механички систем преноса повезује радни механизам са покретним контактима прекидача. Конвертује енергију механизма у потребно кретање контакта.

Типичне компоненте преноса могу укључивати:

• Осовине

• Спојне шипке

• Полуге

• Цранкс

• Спрингс

• Лежајеви

• Механичке блокаде

• Структуре фазних веза

Систем преноса утиче на:

• Удаљеност отварања контакта

• Цонтацт овертравел

• Синхронизација отварања и затварања

• Механички отпор

• Оперативна доследност

• Дуготрајна механичка издржљивост

Неправилно подешавање може довести до непотпуног затварања, недовољног контактног притиска, превеликог отпора или недоследног рада фазе.

Механички систем стога треба прегледати и подесити пре него што се прекидач стави у рад.

6. Струјни трансформатори и струјни сензори

Мерење струје је од суштинског значаја за заштиту и праћење. Интелигентни спољни ВЦБ могу бити опремљени уграђеним или екстерним струјним трансформаторима или струјним сензорима.

Њихове функције могу укључивати:

• Мерење фазне струје

• Обезбеђивање сигнала за прекострујну заштиту

• Детекција струје кратког споја

• Подржава заштиту од земљоспоја

• Обезбеђивање струјних сигнала нулте секвенце

• Снабдевање подацима интелигентном контролеру

• Подржава праћење оптерећења и снимање догађаја

Потребна конфигурација зависи од шеме заштите.

Пројекти могу захтевати:

• Мерење трофазне струје

• Мерење двофазне струје

• Детекција струје нулте секвенце

• ЦТ класе заштите

• ЦТ-ови мерне класе

• Одвојени заштитни и мерни сигнали

ЦТ однос, тачност, оптерећење, класа заштите и положај инсталације треба да одговарају захтевима контролера и система.

7. Напонски трансформатори и сензори напона

Информације о напону могу бити потребне за мерење, заштиту, аутоматско поновно затварање, синхронизацију, усмерену заштиту и аутоматизацију дистрибуције.

У зависности од пројекта, сигнале напона могу обезбедити:

• Екстерни напонски трансформатори

• Интегрисани напонски трансформатори

• Сензори напона

• Капацитивни уређаји за дељење напона

• Системи мерења на страни станице

Сензор напона може да подржи:

• Мониторинг напона

• Детекција губитка напона

• Верификација на линији уживо

• Логика поновног затварања

• Усмерена заштита

• Прорачун снаге и енергије

• Аутоматизација хранилице

• Даљинско праћење система

Не захтева сваки спољни ВЦБ интегрисани ПТ. Тачан метод зависи од архитектуре система и захтева пројекта.

8. Интелигентни контролер заштите

Интелигентни контролер обрађује сигнале са струјних трансформатора, напонских сензора, помоћних контаката и других уређаја на терену. Затим извршава функције заштите, контроле, поновног затварања, надгледања и комуникације према конфигурисаној логици.

Могуће функције контролера укључују:

• Фазна прекострујна заштита

• Заштита од кратког споја

• Заштита од земљоспоја

• Заштита нулте секвенце

• Аутоматско поновно затварање

• Изоловање грешке

• Путовање и блиска контрола

• Праћење статуса

• Управљање постављањем заштите

• Снимање догађаја

• Снимање грешке

• Локални и даљински рад

Конфигурација контролера треба да одговара филозофији заштите пројекта.

Контролер са више функција није аутоматски бољи избор. Исправно решење је оно које одговара системским захтевима, оперативној стратегији и комуникацијској архитектури.

9. Помоћно напајање и струјни кругови за искључење/затварање

Интелигентне функције захтевају стабилно помоћно напајање. Може се користити за контролер, моторни механизам, окидач, калем за затварање, комуникациони модул, грејаче и друге помоћне уређаје.

Могући помоћни извори напајања укључују:

• Станица ДЦ напајање

• Станица АЦ напајање

• Екстерни енергетски трансформатор

• Напајање трансформатора напона

• Соларна енергија са складиштењем енергије у удаљеним апликацијама

• Резервна батерија, у зависности од дизајна система

Круг за искључење и затварање мора бити пројектован тако да осигура да прекидач може да ради под потребним условима.

Важни фактори укључују:

• Контролни напон

• Потрошња енергије

• Оцена завојнице за искључење и затварање

• Резервна оперативна способност

• Мониторинг ниског напона

• Заштита струјног кола

• Ожичење и распоред терминала

• Заштита животне средине контролног кућишта

10. Индикација статуса и помоћни контакти

Оператерима су потребне јасне информације о стању прекидача. Уређаји за индикацију статуса обезбеђују локалну потврду, док помоћни контакти преносе информације системима заштите, контроле и надзора.

Уобичајене информације о статусу укључују:

• Прекидач отворен

• Прекидач затворен

• Енергија механизма ускладиштена

• Статус путовања

• Аларм контролера

• Локални или даљински режим управљања

• Статус закључавања

• Стање помоћног напајања

Механички индикатори остају важни јер пружају директну локалну потврду чак и када је комуникациони систем недоступан.

Помоћне контакте такође треба правилно ускладити са контролним системом и проверити током пуштања у рад.

11. Комуникациони модул и интерфејс за даљинско управљање

Комуникационе функције омогућавају интелигентном спољашњем ВЦБ-у да размењује оперативне податке и команде за управљање са системом за аутоматизацију дистрибуције, СЦАДА платформом или центром за даљинско управљање.

У зависности од пројекта, комуникациони систем може да подржава:

• Даљинско отварање и затварање

• Повратне информације о статусу

• Подаци о струји и напону

• Информације о грешци

• Записи догађаја

• Управљање постављањем заштите

• Пренос аларма

• Временска синхронизација

• Координација аутоматизације хранилице

Пре производње треба потврдити потребан комуникациони интерфејс и протокол.

Купци треба да разјасне:

• Комуникациони протокол

• Жичана или бежична комуникација

• Интерфејс контролног центра

• Захтеви за тачку података

• Захтеви за удаљени терминал

• Захтеви за сајбер безбедност

• Одговорност за интеграцију система

Комуникациона способност треба да се третира као део комплетног система пројекта, а не само као изолована карактеристика производа.

12. Кућиште, оквир и монтажна структура

Кућиште и носећа конструкција обезбеђују механичку заштиту и подршку за инсталацију прекидача.

У зависности од модела, производ може да садржи:

• Главно оперативно кућиште

• Интелигентна контролна кутија

• Поцинковани носећи оквир

• Монтажна основа

• Тачке за подизање

• Терминали за уземљење

• Тачке уласка каблова

• Врата за одржавање

• Уређаји против кондензације

• Еколошки печати

Структура треба да буде компатибилна са:

• Монтажа на стуб

• Инсталација трафостанице

• Монтажа платформе на отвореном

• Постојеће основе

• Аранжман долазног и одлазног проводника

• Простор за одржавање

• Локални захтеви за ветар и сеизмику, где је применљиво

Исправан дизајн монтаже помаже у смањењу промена у инсталацији и побољшању ефикасности испоруке на лицу места.

Како компоненте раде заједно

Рад интелигентног спољашњег ВЦБ-а може се сажети као координиран процес:

1. ЦТ или сензори прикупљају струјне и напонске сигнале.

2. Интелигентни контролер анализира сигнале према подешавањима заштите.

3. Када се детектује стање квара, контролер шаље команду за искључење.

4. Радни механизам покреће покретни контакт.

5. Вакумски прекидач прекида струју квара.

6. Помоћни контакти и индикатори извештавају о статусу прекидача.

7. Комуникациони модул шаље информације о грешци и раду управљачком систему.

8. Ако је конфигурисано аутоматско поновно затварање, контролер одређује да ли и када да поново затвори прекидач.

Поузданост комплетног система зависи од координације свих ових компоненти — не само прекидача или контролера.

Које компоненте су опционе?

Није сваком пројекту потребан највиши ниво аутоматизације. Опционе компоненте и функције могу укључивати:

• Интегрисани ЦТ

• Интегрисани или екстерни ПТ

• ЦТ нулте секвенце

• Интелигентни заштитни контролер

• Аутоматско поновно затварање

• Комуникација на даљину

• Снимање грешке

• Мониторинг напона

• Моторизовани рад

• Резервно напајање

• Грејање против кондензације

• Додатне функције међусобног закључавања

на пример:

• Напајач подстанице може користити спољни ВЦБ са релејном заштитом на страни станице.

• Надземни довод може захтевати аутоматско поновно затварање и даљинску комуникацију.

• Индустријски пројекат може захтевати локалну контролу, али не и аутоматизацију довода.

• Пројекту обновљиве енергије може бити потребна посебна координација сензора напона и заштите.

Исправна конфигурација избегава и недовољну функционалност и непотребне трошкове.

ДГГ Повер Интеллигент Оутдоор ВЦБ Солутионс

ДГГ Повер обезбеђује средње и високонапонске вањске вакуумске прекидаче за подстанице, надземне водове, индустријске дистрибутивне системе, повезивање на мрежу обновљивих извора енергије, жељезничко напајање и инфраструктурне пројекте.

Према захтевима пројекта, ДГГ Повер може подржати купце са:

• Избор модела ВЦБ на отвореном

• Потврда примарног електричног параметра

• ЦТ и ПТ конфигурација

• Интелигентан избор контролера

• Координација функције заштите

• Конфигурација аутоматског поновног затварања

• Координација комуникационих интерфејса

• Подршка инсталационе структуре

• Технички цртежи и документација

• Фабрички преглед и испитивање

• Сарадња у монтажи и пуштању у рад

• Координација са прекидачима, одводницима пренапона, инструментним трансформаторима и осигурачима

Циљ није да се додају све могуће функције, већ да се конфигурише практично решење које одговара стварном систему напајања.

Честа питања: Интелигентне спољне ВЦБ компоненте

Која је најважнија компонента вакуумског прекидача?

Вакумски прекидач је компонента за прекид струје језгра, али укупна поузданост прекидача такође зависи од радног механизма, изолационог система, проводног кола, механичке везе и заштитног контролера.

Да ли сваки интелигентни вањски ВЦБ укључује ЦТ и ПТ?

Не. ЦТ и ПТ конфигурације зависе од захтева за заштиту, мерење, надзор и аутоматизацију пројекта. Могу бити уграђени, екстерно инсталирани или напајани из постојећег електроенергетског система.

Шта ВЦБ на отвореном чини интелигентним?

Постаје интелигентан када се сензорски уређаји, заштитни контролер, радна кола, повратна информација о статусу и опционе комуникационе функције интегришу да подрже праћење, заштиту, контролу и аутоматизацију.

Да ли је аутоматско поновно затварање стандардна функција?

Не увек. Аутоматско поновно затварање захтева одговарајући контролер, конфигурацију сензора, радни механизам, помоћно напајање и заштитну логику. Треба га прецизирати према пројекту.

Зашто слични спољни ВЦБ имају различите цене?

Разлике могу произаћи из електричних оцена, капацитета вакуумског прекидача, нивоа изолације, ЦТ/ПТ конфигурације, функција контролера, комуникационог протокола, радног механизма, заштите кућишта, документације и захтева за тестирање.

Може ли ДГГ Повер прилагодити конфигурацију компоненте?

ДГГ Повер може да пружи подршку за конфигурацију засновану на пројекту у складу са напоном система, називном струјом, нивоом грешке, захтевима заштите, методом инсталације, условима окружења и потребама комуникације.

Закључак

Интелигентни спољни вакуумски прекидач је координисани систем који се састоји од вакуумског прекидача, примарног проводног кола, спољашње изолације, механизма за управљање, механичке везе, сензорских уређаја, заштитног контролера, помоћног напајања, индикатора статуса, комуникационог система и монтажне структуре.

Разумевање функције сваке компоненте помаже купцима да избегну избор опреме само према изгледу производа или називу модела. Исправна конфигурација треба да одговара електричним параметрима, стратегији заштите, нивоу аутоматизације, условима локације и дугорочним радним захтевима пројекта.

Тражите интелигентни спољни вакуумски прекидач за подстаницу, надземни довод, индустријски систем или пројекат аутоматизације дистрибуције? Контактирајте ДГГ Повер са својим системским параметрима, захтевима заштите, ЦТ/ПТ конфигурацијом, комуникацијским потребама и условима инсталације. Наш технички тим ће вам помоћи да конфигуришете одговарајуће решење.