Son yıllarda ulusal ekonominin hızlı büyümesiyle birlikte, elektrik şebekesinin gelişimi yeni tarihsel fırsatlara da öncülük etmiştir. 10kV AC metal-kapalı zırhlı çekmeceli şalt cihazı (bundan sonra şalt cihazı olarak anılacaktır), kompakt ve makul yapısı, iyi koruma performansı, güvenilir "beş-geçirmez" kilitleme işlevi, uygun bakım, basit operasyon ve yüksek operasyonel güvenilirlik gibi avantajlarından dolayı güç sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, ana transformatörün düşük-giriş şalt cihazının aşırı ısınmaya yatkın olması ve kabin içinde sıcaklık izleme sisteminin bulunmaması gibi şalt cihazının kendisinde bazı eksiklikler de ortaya çıkmıştır. Bu sorunlara değinilmediği takdirde güvenli üretime yönelik gizli tehlikeler oluşturacaktır. Aşağıdaki analiz ve tartışma şalt donanımıyla ilgili sorunları ve çözümleri ele almaktadır.
Şalt Cihazlarında Aşırı Isınma Sorunları
Şalt donanımı, ekipman yalıtımını önemli ölçüde azaltabilecek ve güvenli çalışmayı tehlikeye atabilecek çeşitli faktörlerden dolayı aşırı ısınmaya eğilimlidir. Bu, ana transformatörün düşük-giriş hattı (otobüs bağlantısı) şalterinde en belirgindir. Aşağıdaki analiz bu tip şalt sistemine odaklanacaktır.
Koruma Seviyesi Faktörlerinden Dolayı Zayıf Isı Dağıtımı
İnsanların yüksek-voltajlı parçalara yaklaşmasını ve yüksek-şalter donanımının hareketli parçalarına dokunmasını önlemek ve ekipmana giren yabancı nesnelerin neden olduğu kısa devrelere açık açık şalt donanımının dezavantajının üstesinden gelmek için, üreticiler genel olarak DL/T404-1997 "İç Mekan AC Yüksek Gerilim Anahtarlama Donanımı Siparişi İçin Teknik Koşullar" ulusal standardındaki koruma düzeyi sınıflandırma hükümlerine göre tasarım yapar.
Genel olarak akım şalt cihazının koruma seviyesi IP4X olarak ayarlanır ve temel olarak tamamen kapalı bir metal muhafaza kullanır. Bu tür şalt donanımı, zayıf ısı dağıtımına ve yüksek sıcaklıklara karşı oldukça hassastır; bu durum, uzun süreli çalışmadan sonra bileşenlerin yalıtım performansının bozulmasına ve bozulmasına yol açarak- yalıtımda zayıflıklara neden olur. Son yıllarda zayıf izolasyondan kaynaklanan ekipman arızaları veya kazalar her geçen yıl artmaktadır. Bu nedenle, kabin içindeki zayıf ısı dağılımı olgusuna yüksek öncelik verilmelidir.
Bazı üniteler ve üreticiler genellikle 4000A'in altındaki şalt donanımının gözlem penceresini bir havalandırma penceresiyle değiştirir ve nadiren çapraz akışlı fanın (bundan sonra fan olarak anılacaktır) aktif ısı dağıtma yöntemini kullanır. Genel olarak konuşursak, bunun üç nedeni vardır: (1) Fanlar artık genellikle yalnızca yüksek akım (4000A ve üstü) şalt cihazlarında kullanılıyor; (2) Bu tür fanları üreten az sayıda yerli üretici vardır ve kalite garanti edilemez. Şalt, yatırım maliyetini artıran fanlarla donatılmıştır; (3) Fanın çalışmasıyla ortaya çıkan toz, pano içindeki izolasyonu etkiler ve gürültü nispeten büyüktür.
Kabin içindeki ekipmanın ürettiği ısı
Otobüsler, ayırıcılar ve diğer bileşenler ana transformatörün 1 kV yan şalt cihazının kapalı alanına monte edilir. Ürettikleri ısının kabinin iç sıcaklığı üzerinde önemli bir etkisi vardır.
Baranın Aşırı Isınması
Baralar arasındaki küçük aralık, düşük kaliteli bakır malzemeler, küçük kesit alanı ve çok sayıda bağlantı noktası, onları oksidasyona ve zayıf temasa yatkın hale getirerek yüksek bağlantı noktası sıcaklıklarına yol açar. Kabin içi sıcaklık yüksek olduğunda baraların akım-taşıma kapasitesi azalır, bu da akım taşıma kapasitesinin azalmasına neden olur. Mevcut 10kV baraların yalıtımı artırmak için sıklıkla ısıyla-büzüşen boru kullandığını, ancak baralar aşırı ısındığında yalıtım kılıflarının yırtılabileceğini ve potansiyel olarak faz-faz- arası kısa devrelere neden olabileceğini özellikle belirtmek gerekir.
Yukarıdaki sorunlar aşağıdaki yöntemlerle çözülebilir: (1) Gelişmiş tasarım ve üretim süreçlerine sahip imalatçıların seçilmesi; (2) Baralar arasındaki mesafenin arttırılması ve gerekirse şalt sisteminin basınç tahliye kanallarının değiştirilmesi; (3) Baraların akım taşıma kapasitesini-artırmak için yüksek-kaliteli, büyük-boyutlu bakır malzemelerin kullanılması; (4) Elektrik bağlantı yüzeylerinin kalay-kaplama veya gümüş-kaplanması ve ekipmanın devreye alınması ve bara temizliği sırasında temas direncini azaltmak için vazelin veya iletken macun uygulanması; (5) Kabin içindeki ısı dağılımı önlemlerinin arttırılması.
Yalıtım Kontaklarının Aşırı Isınması
Son yıllarda şalt cihazındaki devre kesici arabası üzerindeki izolasyon kontaklarının zayıf teması nedeniyle aşırı ısınmadan kaynaklanan ekipman kazaları her geçen yıl artmaktadır. Şalt donanımının doğal yapısından dolayı, devre kesici arabasının çalışması sırasında izolasyon kontaklarının ve sabit kontakların birbirine geçmesini gözlemlemek mümkün değildir. Bu nedenle, yeni ekipmanın kabulü sırasında sıkı bir kontrol uygulanmalı, izolasyon kontağının çok gevşek veya çok sıkı olmasını önlemek için yeni kabindeki izolasyon kontağı vidalarının iyi temas halinde olup olmadığı dikkatlice kontrol edilmelidir; baraların ve devre kesici arabaların rutin bakımı sırasında izolasyon kontaklarına özel dikkat gösterilmelidir; izolasyon kontaklarının vidaları ve yayları dikkatlice incelenmeli ve izolasyon kontaklarının tekrar tekrar açılıp kapanmasından sonra yayların eskimesini ve bağlantının gevşemesini etkili bir şekilde önlemek için yaylar düzenli olarak değiştirilmelidir; bakım sırasında temas direncini azaltmak için izolasyon kontaklarına vazelin veya iletken macun sürülmelidir.
Akım Trafosunun Aşırı Isınma Sorunları
Şu anda kabine-monte akım transformatörleri (CT'ler) genellikle tamamen yalıtılmış bir epoksi reçine döküm yapısını benimser. Ancak yüksek-akım devrelerinde yapısal sınırlamalar nedeniyle ısı kaynağına ulaşmak için iki ek bağlantıya ihtiyaç vardır. Ayrıca, tamamen yalıtılmış döküm yapıdaki birincil sargının ve çekirdeğin ısı dağıtma etkisi zayıftır, bu da yüksek-akımlı çalışma sırasında dahili CT'lerde ciddi aşırı ısınma sorunlarına yol açar. Büromuzun operasyonel deneyimine dayanarak, anma akımı 2000A ve üzeri olan kabine monte-CT'ler için, dahili güvenlik mesafeleri sağlanırken, ısı dağıtımını iyileştirmek için bir çekirdek yapı CT'sinin kullanılması tavsiye edilir. Pratik operasyonel deneyim bunun etkili olduğunu kanıtlamıştır.
Kabinin içindeki ekipman ağır yük altındadır
Son yıllarda elektrik tüketiminin en yüksek olduğu kış ve yaz dönemlerinde bazı trafo merkezleri uzun süre tam yükte çalışmaktadır. Özellikle trafo merkezi içindeki bir transformatör bakıma girdiğinde, ana transformatör tam yüke ve aşırı yüke eğilimlidir, bu da ana transformatörün düşük-gerilim gelen hat (veri yolu bağlantısı) şalt donanımı boyunca önemli miktarda akım akışına neden olur ve dahili bileşenlerde önemli miktarda ısı oluşumuna neden olur. Bu güç kaynağı ve tüketim koşulları altında, güç dağıtım kuruluşları, güç şebekesinin çalışma modunu rasyonel bir şekilde ayarlamalı, yük tahminini iyileştirmeli, ekipman bakım sıklığını azaltmalı, bakım kalitesini sağlamalı ve tekrarlanan elektrik kesintilerini en aza indirmelidir.
Gözlem Pencerelerinin Sınırlamaları
GB 3906-91 "3-35kV AC Metal Mahfazalı Anahtarlama Donanımı" 6.1.6, gözlem pencereleriyle ilgili olarak aşağıdakileri şart koşmaktadır: "Gözlem pencereleri, harici ışık kaynağı tarafından belirtilen koruma seviyesini karşılamalıdır. Gözlem pencereleri, mahfazaya benzer mekanik dayanıklılığa sahip şeffaf alev geciktirici malzemelerle kaplanacak ve tehlikeli statik yüklerin oluşumunu önlemek için yeterli elektriksel açıklığa veya elektrostatik korumaya sahip olacaktır. Gözlem penceresinin konumu, gözlemi kolaylaştıracaktır dahili işletim ekipmanının." Ulusal standardın, şalt teçhizatındaki gözlem pencerelerinin sayısı, alanı, kurulum yeri ve netliği konusunda çok açık düzenlemeler sağlamadığı açıktır; bu durum, fiili çalışma sırasında şalt donanımının arkasındaki (bundan böyle "arka panel" olarak anılacaktır) gözlem pencereleriyle ilgili bazı sorunlara yol açmaktadır.
Şalt cihazında sıcaklık izleme sistemi bulunmuyor
Şu anda, şalt teçhizatındaki aşırı yüksek iç sıcaklıkların neden olduğu yalıtım arızalarının önlenmesi halen zordur ve bu da sıcaklık izlemeyi zorunlu hale getirmektedir. Bir fanı harekete geçirmek için bir akım rölesi ile birlikte şalt cihazının içine bir sıcaklık ölçüm cihazı monte edilebilir. Rölenin iç sıcaklığı veya akımı belli bir değere ulaştığında fan panoyu soğutmaya başlayacaktır. Fan çalıştıktan sonra sıcaklık yükselmeye devam ederse ve belirli bir değere ulaşırsa, operatöre zamanında müdahale edilmesi konusunda bilgi veren bir alarm sinyali verilecektir. Alternatif olarak, iç sıcaklık ayarlanan değeri aştığında alarm sinyali verecek bir sıcaklık ölçüm cihazı da kurulabilir.
Şalt donanımının içindeki ekipman yüksek voltajda çalıştığı için çevrimiçi sıcaklık ölçümü yalnızca-temassız kızılötesi termometreler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu tür çevrimiçi izlemenin maliyetinin yüksek olduğu göz önüne alındığında yaygın kullanımı mümkün değildir. Bu nedenle, tek-noktalı kızılötesi termometreler yalnızca aşırı ısınmaya en yatkın ekipmanlara kurulabilir.
Korumayla ilgili
10kV baralardaki ekipmanlar üretim süreçleri, kurulum kalitesi, küçük hayvanlar ve insan hatası gibi faktörlere karşı hassastır. Ayrıca, çok sayıda besleyici ve sık çalıştırma nedeniyle arıza olasılığı, yüksek-voltaj ve ultra-yüksek-voltaj baralarına göre önemli ölçüde daha yüksektir. 2A1 şalt cihazı, 10kV ekipmanda bir ark hatası oluştuğunda, devre kesici devreye girmeden önce kısa-devre arkının yanmaya devam etmesini gerektirir. Ark yanma süresi, koruma açma süresi ile devre kesici açma süresinin toplamıdır. Piyasada satılan şalt cihazlarının çoğu, 100 ms'lik dahili ark yanma süresini belirten uluslararası IEC 60298 "1kV ve 52kV üzeri AC metal-kapalı şalt donanımı ve kontrol donanımı" standardına göre üretilmektedir. Bu, şalt cihazının 100 ms'lik ark yanma süresine dayanabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, ark kısa devre hatasının daha da gelişip daha büyük hasara yol açmasını önlemek için koruma cihazının hatayı 100 ms'den daha kısa bir sürede temizlemesi gerekir.
Çözüm
Küçük boyutu, kompakt yapısı, kapsamlı "beş-geçirmez" işlevi ve basit ve güvenilir çalışmasıyla 10kV iç mekan şalt sistemi, modern güç şebekesi yapımında giderek daha önemli bir rol oynayarak üretim, işletme, denetim ve bakım faaliyetlerimize büyük kolaylık ve güvenlik güvencesi getirmiştir. Ancak fiili üretim ve işletimde bazı güvensiz faktörler hâlâ mevcuttur. Yalnızca bu sorunlarla dürüstçe yüzleşerek, bunları düşünerek, analiz ederek ve ilgili iyileştirme önlemlerini bularak, elektrik şebekesinin güvenli çalışmasını daha iyi sağlayabiliriz.
Hakkımızda
Shaanxi Huadian'ın 10kV KYN yüksek-voltaj şalt cihazı, şirketimiz tarafından 10kV voltaj seviyeli güç dağıtım sistemleri için titizlikle hazırlanmış, metal-kaplı, çekmeceli bir şalt cihazıdır. Ürün, gelişmiş yalıtım teknolojisi ve akıllı izleme yöntemlerini entegre ederek GB3906 ve DL/T404 gibi ulusal standartlara ve endüstri düzenlemelerine sıkı sıkıya bağlıdır. Enerji santrallerinde, trafo merkezlerinde, endüstriyel ve madencilik işletmelerinde ve büyük bina güç dağıtım merkezlerinde yaygın olarak kullanılır ve güç sistemindeki kritik düğümler için sağlam koruma sağlar. Sorularınız için lütfen bizimle iletişime geçin.
E-posta:pannie@hdswitchgear.com.
Whatsapp/Wechat:+8618789455087
