Yüksek gerilim devre kesici ile izolasyon şalteri arasındaki fark nedir?

Yüksek gerilim devre kesici (veya yüksek gerilim şalteri), trafo merkezinin ana güç kontrol ekipmanıdır ve ark söndürme özelliğine sahiptir. Sistem normal çalışırken, hat üzerindeki ve çeşitli elektrikli ekipmanlardaki yüksüz ve yüklü akımı kesebilir; sistemde arıza meydana geldiğinde ise röle korumasıyla birlikte arıza akımını hızla keserek kazanın kapsamının genişlemesini önler.

Ayırma şalterinde ark söndürme cihazı bulunmamaktadır. Yönetmelikler, yük akımının 5A'den az olduğu durumlarda çalıştırılabileceğini belirtse de, genellikle yük altında çalıştırılmaz. Bununla birlikte, ayırma şalterinin yapısı basittir ve çalışma durumu görünümünden bir bakışta anlaşılabilir. Bakım sırasında belirgin bir ayırma noktası mevcuttur.

Devre kesici kullanımda "anahtar", ayırıcı anahtar kullanımda ise "bıçak freni" olarak adlandırılır; ikisi genellikle birlikte kullanılır. Yüksek gerilim devre kesici ile ayırıcı anahtar arasındaki farklar şunlardır:

1) Yüksek gerilim yük şalteri, yük ile birlikte kesilebilir ve kendiliğinden ark söndürme fonksiyonuna sahiptir, ancak kesme kapasitesi çok küçük ve sınırlıdır.

2) Yüksek gerilim ayırıcı anahtarlar genellikle yük kesme özelliğine sahip değildir, ark koruma yapısı bulunmaz; ancak yük kesme özelliğine sahip yüksek gerilim ayırıcı anahtarlar da vardır, ancak yapıları yük anahtarlarından farklıdır ve nispeten daha basittir.

3) Yüksek gerilim yük şalteri ve yüksek gerilim ayırıcı şalteri belirgin bir kırılma noktası oluşturabilir. Çoğu yüksek gerilim devre kesicisinin izolasyon fonksiyonu yoktur, ancak az sayıda yüksek gerilim devre kesicisinin izolasyon fonksiyonu vardır.

4) Yüksek gerilim ayırıcı şalterin koruma fonksiyonu yoktur; yüksek gerilim yük şalterinin koruması genellikle sigorta korumasıdır, sadece ani kesme ve aşırı akım korumasıdır.

5) Yüksek gerilim devre kesicilerinin kesme kapasitesi üretim sürecinde çok yüksek olabilir. Esas olarak ikincil ekipmanlı akım transformatörüne dayanarak koruma sağlar. Kısa devre koruması, aşırı yük koruması, kaçak akım koruması ve diğer fonksiyonlara sahip olabilir.

Anahtarlama mekanizmalarının sınıflandırılması

1. Anahtarlama mekanizmasının sınıflandırılması

Şimdi karşılaştığımız anahtarlar genel olarak daha yağlı (eski modeller, artık neredeyse hiç görülmüyor), daha az yağlı (bazı kullanıcı istasyonlarında hala mevcut), SF6, vakum, GIS (kombine elektrikli cihazlar) ve diğer tipler olmak üzere sınıflandırılıyor. Bunların hepsi anahtarın ark oluşturma ortamıyla ilgili. Bizim için ikincil ve yakından ilgili olan ise anahtarın çalışma mekanizmasıdır.

Mekanizma türü, elektromanyetik çalışma mekanizması (nispeten eski, genellikle yağlı veya az yağlı devre kesicilerde bulunur); yaylı çalışma mekanizması (şu anda en yaygın olanıdır, SF6, vakum, GIS genellikle bu mekanizmayla donatılmıştır); ve ABB'nin yakın zamanda tanıttığı yeni tip kalıcı mıknatıslı çalışma mekanizması (örneğin VM1 vakum devre kesici) olarak sınıflandırılabilir.

2. Elektromanyetik çalışma mekanizması

Elektromanyetik çalışma mekanizması tamamen, kapatma bobininden geçen kapatma akımının oluşturduğu elektromanyetik emme kuvvetine dayanarak tetik yayını kapatır ve sıkıştırır. Tetikleme işlemi esas olarak tetik yayının sağladığı enerjiye bağlıdır.

Bu nedenle, bu tip çalışma mekanizmasının açma akımı küçüktür, ancak kapatma akımı çok büyüktür ve anlık olarak 100 amperin üzerine çıkabilir.

Bu nedenle trafo merkezinin doğru akım sistemi, bara hattını kontrol etmek için bara hattını açıp kapatmalıdır. Kapatma ünitesi kapatma gücünü sağlarken, kontrol ünitesi kontrol döngüsüne güç sağlar.

Kapatma barası doğrudan batarya paketine bağlıdır, kapatma voltajı batarya paketinin voltajıdır (genellikle yaklaşık 240V), kapatma sırasında büyük bir akım sağlamak için batarya deşarj etkisi kullanılır ve kapatma sırasında voltaj çok keskindir. Kontrol barası ise silikon zincir düşürücü ve ana ünite aracılığıyla birbirine bağlanır (genellikle 220V'ta kontrol edilir), kapatma kontrol barası voltajının kararlılığını etkilemez. Elektromanyetik işletim mekanizmasının kapatma akımı çok büyük olduğundan, koruyucu kapatma devresi doğrudan kapatma bobini üzerinden değil, kapatma kontaktörü üzerinden bağlanır. Açma devresi doğrudan açma bobinine bağlanır.

Kapatma kontaktör bobini genellikle gerilim tipindedir ve direnç değeri büyüktür (birkaç K). Koruma bu devreyle koordine edildiğinde, genel başlatmayı sağlamak için kapatmaya dikkat edilmelidir. Ancak bu bir sorun teşkil etmez, açma işlemi TBJ'nin genel olarak başlatılmasını sağlar, bu nedenle atlama önleme işlevi hala mevcuttur. Bu tip mekanizmanın uzun bir kapatma süresi (120ms~200ms) ve kısa bir açma süresi (60~80ms) vardır.

3. Yaylı çalışma mekanizması

Bu tip mekanizma günümüzde en yaygın kullanılan mekanizmadır; kapanması ve açılması yaydan gelen enerjiye bağlıdır, sıçramalı kapanma bobini sadece yay konumlandırma pimini çekmek için enerji sağlar, bu nedenle sıçramalı kapanma akımı genellikle büyük değildir. Yay enerjisi, enerji depolama motoru tarafından sıkıştırılır.

Spring enerji depolama operatörü ikincil döngüsü

Esnek çalışma mekanizması için, kapatma barası esas olarak enerji depolama motoruna güç sağlar ve akım büyük değildir, bu nedenle kapatma barası ile kontrol barası arasında çok fazla fark yoktur. Koordinasyonla koruma sağlandığından, genellikle yer konusunda özel bir dikkat göstermeye gerek yoktur.

4. Kalıcı mıknatıs operatörü

Kalıcı mıknatıslı operatör, ABB tarafından iç pazara sunulan ve ilk olarak VM1 10kV vakumlu devre kesicisinde kullanılan bir mekanizmadır.

Prensibi kabaca elektromanyetik tipe benzer; tahrik mili kalıcı mıknatıs malzemesinden yapılmıştır ve elektromanyetik bobinin etrafında kalıcı mıknatıs bulunur.

Normal şartlar altında elektromanyetik bobin yüklü değildir; açma veya kapama anahtarı kullanıldığında, manyetik çekim veya itme prensibi kullanılarak bobinin kutuplarının değiştirilmesiyle açma veya kapama işlemi gerçekleştirilir.

Bu akım küçük olmasa da, anahtar büyük kapasiteli bir kondansatör tarafından "depolanır" ve bu kondansatör çalışma sırasında büyük bir akım sağlamak üzere boşaltılır.

Bu mekanizmanın avantajları, küçük boyutu, daha az mekanik iletim parçası içermesi ve bu nedenle elastik çalışma mekanizmasına göre daha güvenilir olmasıdır.

Koruma cihazımızla birlikte çalışan tetikleme devremiz, yüksek dirençli bir katı hal rölesini çalıştırır ve bu röleye bir hareket darbesi göndermemiz gerekir.

Bu nedenle, anahtar, döngüyü kesinlikle başlatamaz, atlama koruması da başlatılamaz (mekanizmanın kendisi atlama özelliğine sahiptir).

Ancak, katı hal rölesinin yüksek çalışma voltajı nedeniyle, geleneksel tasarımda TW negatif kutbunun kapatma devresine bağlanmasının katı hal rölesinin çalışmasına neden olmayacağı, ancak çok fazla kısmi voltaj nedeniyle konum rölesinin başlatılamamasına yol açabileceği unutulmamalıdır.

1. Üst izolasyon silindiri (vakumlu ark söndürme odası ile birlikte)

2. Yalıtım silindirini aşağı indirin.

3. Manuel açma kolu

4. Şasi (dahili kalıcı mıknatıslı çalışma mekanizması)

Gerilim transformatörü

6. Son anda

7. Akım trafosu

8. Çevrimiçi

Sahada karşılaşılan bu durumun özel analiz ve işleme süreci, bu makalenin hata ayıklama örneği bölümünde detaylı olarak açıklanmıştır.

Çin'de de kalıcı mıknatıslı çalışma mekanizmasına sahip ürünler bulunmaktadır, ancak kalite daha önce tam olarak standartlara uygun değildi. Son yıllarda kalite yavaş yavaş piyasaya getirilmeye başlandı. Maliyeti göz önünde bulundurarak, yerli kalıcı mıknatıslı mekanizmalar genellikle kapasitör içermez ve akım doğrudan kapalı bara ile sağlanır.

Çalışma mekanizmamız açma/kapama kontaktörü (genellikle seçilen akım tipi) tarafından yönlendirilir, tutma ve atlama önleme genellikle başlatılabilir.

5.FS tipi “anahtar” ve diğerleri

Yukarıda bahsettiklerimiz devre kesicilerdir (genellikle anahtar olarak bilinir), ancak enerji santrali yapımında kullanıcıların FS anahtarları olarak adlandırdığı cihazlarla da karşılaşabiliriz. FS anahtarı aslında yük anahtarı + hızlı sigorta kelimelerinin kısaltmasıdır.

Anahtarlama daha pahalı olduğu için, maliyetten tasarruf etmek amacıyla bu FS devresi kullanılmıştır. Normal akım yük anahtarı tarafından, arıza akımı ise hızlı sigorta tarafından kesilir.

Bu tür devreler 6 kV'luk enerji santrali sistemlerinde yaygındır. Bu tür bir devreyle birlikte koruma, arıza akımı yük şalterinin izin verilen kesme akımından daha büyük olduğunda devrenin açılmasını önlemek veya gecikmeli olarak hızlı bir şekilde sigortalı akımın uzaklaştırılmasını sağlamak için genellikle gereklidir. Bazı enerji santrali kullanıcıları bir tutma devresini korumak istemeyebilir.

Anahtarın kalitesizliği nedeniyle yardımcı kontak yerinde olmayabilir ve devre başlatıldıktan sonra, geri dönmeden önce kesici yardımcı kontağının açılmasına güvenmek zorundadır; aksi takdirde atlama kapatma akımı, bobin yanana kadar atlama kapatma bobinine eklenecektir.

Devre kesme bobini kısa süreliğine enerjilendirilmek üzere tasarlanmıştır. Akım uzun süre uygulanırsa kolayca yanabilir. Ayrıca mutlaka bir tutma halkasına ihtiyacımız var, aksi takdirde koruyucu kontakların yanması çok kolaydır.

Elbette, saha kullanıcısı ısrar ederse, tutma halkası da çıkarılabilir. Genellikle en basit yöntem, rölenin normalde açık kontağını pozitif kontrol dişi ucuyla birleştiren devre kartındaki hattı kesmektir.

Arıza giderme aşamasında, açma/kapama işlemi sırasında konum göstergesinin sönüp sönmediğine dikkat edilmelidir (yayda enerji depolanmamışsa, panelde "yayda enerji depolanmamış" alarmı verilir). Anahtarlama bobininin yanmasını önlemek için kontrol gücü derhal kapatılmalıdır. Bu, yerinde akılda tutulması gereken temel bir prensiptir.