Analiza mecanismului de lucru cu două-poziții: logica de comutare a comutatoarelor de sarcină 25kV630A

Pe fundalul construcției inteligente a rețelei, comutatorul de sarcină 25kV 630A este o parte cheie a rețelei de distribuție, iar actualizarea automată a logicii de control al comutatorului influențează direct fiabilitatea și eficiența operațiunilor rețelei. Prin simplificarea logicii de control și îmbunătățirea fiabilității execuției, mecanismul de operare cu două-poziții a devenit abordarea centrală a transformării inteligente a comutatoarelor de sarcină. Această lucrare discută căile de implementare tehnică a logicii de control din trei aspecte: principiul controlului, proiectarea actuatorului și mecanismele de protecție a siguranței.
I. Două-Principii de control al poziției: Reglarea precisă a comutării neliniare
Miezul controlului dublă poziție constă în conectarea sau deconectarea circuitului prin două stări extreme (complet pornit/oprit complet), a căror caracteristică de ieșire este comutarea neliniară. În comutatoarele de sarcină 25kV 630A, logica de control dublă poziție declanșează acțiunea bazată pe abaterea dintre valorile măsurate și setate: controlerul emite valoarea maximă pentru a opri întrerupătorul atunci când măsurătorile de curent sau tensiune depășesc valoarea setată; iar controlerul emite valoarea minimă pentru a iniția oprirea atunci când valoarea măsurată este sub valoarea setată. De exemplu, în aplicația practică a companiei Shizuishan Power Supply din Ningxia, comutatoarele de sarcină integrează senzori de temperatură pasivi fără fir și module de calcul de margine pentru a realiza-monitorizarea în timp real a temperaturilor de contact. Când temperatura crește peste valoarea setată, controlerul cu două-poziții declanșează automat comanda de deschidere pentru a preveni supraîncălzirea și deteriorarea dispozitivului.
Pentru a evita uzura mecanică cauzată de operațiuni frecvente, controlul cu două poziții încorporează un design „bandă moartă”. Când abaterea rămâne în intervalul setat, controlerul rămâne în starea curentă fără comutare. De exemplu, un model de comutator de sarcină setează banda moartă la ±5% din curentul nominal, declanșând funcționarea comutatorului numai dacă abaterea curentului depășește acest interval. Acest design reduce frecvența de funcționare a comutatorului cu 70% și extinde foarte mult durata de viață mecanică.
ii. Design actuator: sinergie între stocarea energiei cu arc și acţionarea electromagnetică
Unitatea de acţionare a unui mecanism de operare cu două-poziţii trebuie să îndeplinească cerinţele de răspuns de mare viteză şi fiabilitate ridicată. Comutatorul de sarcină 25kV 630A adoptă, în general, o combinație de stocare a energiei cu arc și antrenare electromagnetică. Procesul de comutare este împărțit în trei etape:
Etapa de stocare a energiei: Energia mecanică este stocată prin comprimarea arcului de deschidere și prin atingerea arcului printr-un motor electric sau prin funcționare manuală. întrerupătorul de circuit în vid ZN12-10, de exemplu, întinde arcul deschis la lungimea sa maximă atunci când este închis, alimentând deschiderile ulterioare.
Faza de declanșare: După primirea semnalului controlerului, un electromagnet eliberează un zăvor care face ca energia arcului stocată să conducă axul. Axul acţionează tija de tragere izolată printr-o legătură cu patru-bare pentru a obţine comutatorul de contact. Un anumit tip de comutator de sarcină utilizează tehnologia de antrenare paralelă cu două bobine pentru a optimiza distribuția câmpului magnetic al bobinei, pentru a accelera mișcarea contactului la 0,8 m/s și pentru a scurta timpul de deschidere la mai puțin de 40 m/s.
Faza tampon: La sfârșitul operațiunii de închidere, un tampon tampon de cauciuc sau ulei absoarbe energia cinetică rămasă pentru a preveni revenirea contactului. De exemplu, comutatorul de sarcină FN12-12 folosește aer comprimat pentru a forma o pernă de aer prin duză atunci când este pornit, stinge arcul în 0,1 milisecunde și decelerează mișcarea contactului la zero printr-un tampon pentru a evita impactul mecanic.
III. Mecanisme de protecție a siguranței: interblocări multiple, monitorizarea stării
Pentru a asigura siguranța în condiții complexe de funcționare, comutatoarele de sarcină integrează o varietate de mecanisme de protecție:
Interblocare electrică: senzorul de presiune a gazului SF6 și senzorul de stare de stocare a energiei arcului oferă feedback în timp real-dispozitivului. Când presiunea gazului este mai mică de 0,6 MPa sau arcul nu este electrificat, circuitul de închidere este interblocat pentru a preveni funcționarea incorectă. De exemplu, un comutator de sarcină dintr-o substație prefabricată are o supapă de limitare a presiunii în compartimentul său inferior pentru a elibera automat presiunea atunci când nivelul intern al apei depășește pragurile de siguranță, prevenind astfel riscurile de explozie.
Interblocări mecanice: Dispozitivele de interblocare mecanică implementează constrângeri de operare secvențială între comutatoarele de sarcină, deconectarea și întrerupătoarele de împământare. De exemplu, închiderea trebuie să preceadă operarea comutatorului de sarcină, iar deschiderea trebuie să urmeze secvența inversă. Designul ar putea preveni accidentele catastrofale, cum ar fi deconectarea întrerupătoarelor sub tensiune.
Monitorizarea stării: Senzorii de temperatură, senzorii de descărcare parțială și alte echipamente pot colecta în mod continuu temperatura de contact, energia arcului și alți parametri. Unele modele de comutatoare de sarcină folosesc senzori de temperatură fără fir Kgg-09 pentru a monitoriza punctele de contact și pentru a oferi avertizare timpurie dacă creșterile de temperatură depășesc valorile stabilite pentru a sprijini întreținerea preventivă.
IV. INTRODUCERE Caz de aplicație: Validare practică în rețele inteligente
În transformarea rețelei inteligente a companiei Ningxia Shizuishan Power Supply, mecanismul de operare cu două-poziții al comutatoarelor de sarcină de 25 kV 630 A cooperează cu sistemul automat al stației principale pentru a obține auto- vindecarea defecțiunilor. Când are loc un scurtcircuit, topirea siguranței declanșează comutatorul de sarcină să se deschidă și să izoleze secțiunea defectă în 0,02 secunde. În același timp, sistemul de stație principală ajustează automat topologia rețelei printr-un modul „un-control secvenţial cu un singur clic” pentru a restabili alimentarea în zona liberă-de defecţiune. Soluția a redus timpul mediu de întrerupere de la 2 ore la 10 minute și a îmbunătățit satisfacția utilizatorilor cu 40%.
Concluzie:
Mecanismul de operare cu două-poziții simplifică logica de control, optimizează proiectarea actuatorului, îmbunătățește protecția de siguranță și oferă o soluție fiabilă pentru modernizarea automatizării comutatoarelor de sarcină de 25 kV630A. Odată cu integrarea tehnologiei gemene digitale și blockchain, comutatoarele de sarcină vor fi dezvoltate în continuare către detectarea activă și luarea-autonomă a deciziilor, ceea ce va oferi suport cheie pentru construirea de noi sisteme de alimentare.