Хэт хүчдэлийн хамгаалагчийн зарчмуудыг судлах уу?
Өнгөрсөн жил хийсэн туршилтын шатсан лакны үнэр одоо хүртэл үнэртэж байна - нэг удаа 6 кВ-ын хүчдэлд цохиход хуурамч самбар хагас секундын дотор хар өнгөтэй болсон.
Хүчдэлийн хэт халалтаас хамгаалагч нь нэмэлт энергийг шүүрч аваад газардуулснаар ажилладаг бөгөөд дараа нь таны машинд гэмтэл учруулж болзошгүй түвшингээс доогуур хүчдэлийг хавчдаг. Би эдгээр төхөөрөмжийг Вэньжоуд өдөр бүр угсарч, IEC 61643-11 стандартын дагуу туршдаг.
Хэрэв та энэ аргыг хэрхэн хийдгийг мэдэж байвал зөв хэсгийг нь сонгоод, хэзээ ч ашигладаггүй үзүүлэлтүүддээ мөнгө төлөхөө больж болно. Үргэлжлүүлэн уншаарай, би танд төхөөрөмжийн мөн чанарыг харуулах болно.
Гол зорилго: эрчим хүчний дамжуулалт ба хүчдэлийн хавчаар?
Би нэг удаа 40 кА хүчдэл нь MOV цагтаа товшсоноос болж хөтчийг нэг микросекундээр алдсаныг харсан бөгөөд энэ жижиг диск нь 12,000 долларын инвертерийг хэмнэсэн.
Хоёр үндсэн зорилго нь: (1) хэт хүчдэлийн энергийг газардуулга руу хурдан шилжүүлэх, (2) ачаалалд хүрсэн хүчдэлийг өгөгдлийн хуудсан дээр бичигдсэн аюулгүй хязгаараас доош байлгах явдал юм.
Хайрцаг дотор энерги хэрхэн хөдөлдөг вэ
Шугам дээр хүчдэл нэмэгдэнэ. MOV импеданс нь нано секундэд мега-омоос ом хүртэл буурдаг. Гүйдэл нь төхөөрөмжөөр хялбар замаар урсаж, дараа нь ногоон-шар өнгийн шорооны утсаар даган урсдаг. Утас халуун байх тусам түүний импеданс бага байдаг тул бид 6 мм² Cu ашиглаж, утсыг 50 см-ээс бага байлгадаг. Нэмэлт урт нь 1 µH индуктив чанарыг нэмж, энэ нь дамжуулах хүчдэлд 1 кВ нэмнэ. Хэрэглэгчид энэ нарийн ширийн зүйлийг мартаж, самбар үхэх үед эд ангийг буруутгадаг.
Хавчаарын хүчдэл ба дамжуулах хүчдэл
Хүмүүс хоёр тоог хольж хэрэглэдэг. Хавчаарын хүчдэлийг MOV хардаг. Нэвтрэх хүчдэлийг кабель унасны дараа ачаалал хардаг. Би туршилтын хуудсан дээрээ хоёуланг нь үргэлж жагсаадаг. Хэрэв газрын сүүл 80 см байвал 700 В-д хавчдаг хэсэг нь VFD-д 1200 В-г хүргэж чадна. Сүүлийг нь тасла, өвдөлтийг нь тасла.
Манай лабораторийн бодит мэдээлэл
| Хэт өндөр түвшин | MOV хэмжээ | Дэлхийн хар тугалга | Дамжуулах | Үр дүн |
| 20 кА 8/20 µs | 32 мм-ийн диск | 25 см | 980 В | ТЭНЦЭХ |
| 20 кА 8/20 µs | 32 мм-ийн диск | 80 см | 1.450V | АМЖИЛТГҮЙ БАЙДАЛ |
| 40 кА 8/20 µs | 40 мм-ийн диск | 25 см | 1.050V | ТЭНЦЭХ |
Хүснэгтээс харахад кабелийн урт нь MOV хэмжээтэй харьцуулахад илүү байна. Би худалдан авагч бүрт хэлдэг: том хэмжээтэй кабелийн хувьд таван доллар зарцуулахаасаа өмнө богино холболтод нэг доллар нэмж зарцуул.
Бид яагаад эрлийз загварт хий ялгаруулах хоолой нэмдэг вэ
MOV нь том цохилтын дараа элэгдэлд ордог. GDT нь илүү олон цохилт авч чаддаг ч удаан ажилладаг. Бид тэдгээрийг зэрэгцээ байрлуулдаг. MOV нь эхлээд эхэлж, эхний 100 нс-ийг шахдаг. Дараа нь GDT нь асч, их хэмжээний гүйдлийг авдаг. MOV нь амарч, илүү удаан ажилладаг. Hybrid нь Германы нарны цахилгаан станцуудын бестселлер болсон, учир нь уг талбайн багийнхан таван жилийн биш, харин 20 жилийн ашиглалтын хугацааг хүсч байна.
Гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон шаталсан хамгаалалтын механизмууд?
Би 1+2 төрлийн төхөөрөмжүүдийнхээ нэгийг онгойлгоход MOV, GDT, гал хамгаалагч, мөн ядрах үед данх шиг товшиж дуугардаг жижиг дулааны унтраалга харагдаж байна.
Гол хэсгүүд нь: (A) энерги иддэг варистор буюу GDT, (B) галыг зогсоодог дулааны салгуур, (C) богино холболтыг арилгадаг нөөц гал хамгаалагч юм. Бид эдгээрийг үйлдвэрийн утасны системтэй тохируулахын тулд гурван давхаргаар давхарладаг.
Нэгдүгээр давхарга: Үйлчилгээний хаалган дээрх 1-р төрөл
Энэ хэсэг нь шууд аянга хардаг. Бид 25 кА 10/350 мкс импульсийн хоолой болон 50 кА MOV блок ашигладаг. Зорилго нь унтраалга самбарт орохоос өмнө цохилтыг 1000 кВ-аас 4 кВ-аас доош болгох явдал юм. Бид үүнийг 35 мм-ийн DIN төмөр зам дээр суурилуулж, 16 мм² Cu-ээр гол газардуулгын бааранд бэхэлсэн. Буруу газар байрлуулсан нэг боолтны нүх нь 2 мкГ нэмж, 2 кВ нэмэлт болгодог. Би зургийг хоёр удаа шалгасан; худалдан авагч шарсан трансформаторыг хэмнэсэн.
Хоёрдугаар давхарга: Дэд самбарууд дээрх 2-р төрөл
Энэ давхарга нь ойролцоох цохилт эсвэл том мотор асаалтаас үүдэлтэй хэт хүчдэлийг зогсоодог. Бид дулааны таслууртай 40 кА 8/20 µs MOV-г сонгодог. Хэрэглэгч цахилгааныг таслахгүйгээр сольж болохын тулд эд анги залгагддаг. Бид эд анги ажиллахгүй болсон үед унтардаг ногоон LED нэмдэг. Милан дахь талбайн менежер надад 50 хавтанг арван минутын дотор шалгаж чадна гэж хэлсэн, тэр зүгээр л гудамжаар алхаж, ногоон цэгүүдийг тоолдог.
Гуравдугаар давхарга: Ачаалал дээр 3-р төрөл
Хөтчүүд, PLC болон PC-үүдэд орон нутгийн хамгаалалт хэрэгтэй. Бид 900 В-оос доош хүчдэлтэй 10 кА 8/20 µs нэгж ашигладаг. Эд анги нь ханын хайрцагт эсвэл залгуурын тууз дотор багтдаг. 2-р төрлөөс ачаалал хүртэлх кабель 10 м-ээс бага зайд байх ёстой. Хэрэв гүйлт урт байвал бид өөр 3-р төрлийг нэмнэ. Би нэг удаа самбар нь 30 м-ийн зайд байсан тул 9 долларын залгууртай SPD нэмж 4000 долларын үнэтэй серво хөтлөгч хэмнэсэн.
Давхаргууд хоорондоо хэрхэн харилцдаг вэ
Эрчим хүч бол ус шиг. Хэрэв эхний далан дүүрсэн бол хоёр дахь далан бэлэн байх ёстой. Бид хүчдэлийн түвшинг алхам алхмаар тохируулдаг: 1.8 кВ-д 1-р хэлбэрийн хавчаар, 1.4 кВ-д 2-р төрлийн хавчаар, 0.9 кВ-д 3-р төрлийн хавчаар. Доод давхарга нь дээд давхаргаас өмнө хэзээ ч эхэлдэггүй тул хэсэг бүр ачааллыг хуваалцдаг. Бид лабораторид гурван нэгжийг цуваа холбож, 100 кА цохилтоор бүрэн гинжийг туршдаг. Төгсгөлийн залгуур дахь дамжуулалт нь 720 В бөгөөд 230 В-ын ямар ч хөтөчд аюулгүй.
Бидний өдөр бүр ашигладаг эд ангийн жагсаалт
| Хэсэг | Үүрэг | Тодорхойлолт | Амьдралын мөчлөг |
| 40 мм-ийн хөдөлгөөнт | Хавчаар | 40 кА 8/20 µs | 20 том цохилт |
| Дулааны унтраалга | Гал унтраах | 120 °C | Нэг удаагийн |
| 6 А gG гал хамгаалагч | Богино тунгалаг | 50 кА эвдрэл | Нэг удаагийн |
| GDT хоолой | Нөөцлөлт | 600 В оч | 100 цохилт |
| LED + резистор | Статус | 2 мА ус зайлуулах хоолой | 10 жил |
Хамтын ажиллагаа болон аюулгүй байдлын нөөцлөлт үү?
Дулааны гал хамгаалагч тасарч, улаан туг техникчид төхөөрөмжийг солихыг тушаасан өдрийг би одоо хүртэл санаж байна - ямар ч шуугиан, гал түймэр гарахгүй, ердөө таван минутын завсарлага.
SPD нь таслуур, газардуулга болон кабелийн чиглүүлэлттэй ажиллах ёстой. Бид дулааны гал хамгаалагч, микро унтраалга болон алсын дохиог нэмдэг тул талбайн баг эд анги хэзээ эвдрэхийг мэдэж, аюулгүй нөөцлөлтийг гүйцэтгэдэг.
SPD яагаад Breaker-ийг найзын хувьд хэрэгтэй вэ?
MOV унтарсан үедээ богино холболт үүсгэж болно. Нөөц гал хамгаалагч нь самбар шатахаас өмнө алдааг арилгах ёстой. Бид гал хамгаалагчийн муруйг MOV алдааны гүйдэлтэй тохируулна. 40 кА MOV нь 1 кА богино холболттой үед эвдрэнэ. Бид 1 кА-д 0.1 секундын дотор унтардаг 6 А gG гал хамгаалагчийг сонгоно. Гал хамгаалагч нь ердийн хэт ачааллын гүйдэл дээр хэзээ ч шатдаггүй, учир нь энэ нь микросекунд үргэлжилдэг. Тооцоолол нь нарийн боловч үр дүнтэй. Би худалдан авагчдад цахилгаанчин нь таахгүйн тулд гал хамгаалагчийн диаграмм өгдөг.
Том талбайнуудад зориулсан алсын зайн дохиолол
Нэг үйлчлүүлэгч 24/7 шилэн зуух ажиллуулдаг. Тэр үйлдвэрийн дотор долоо хоног бүр алхаж чаддаггүй. Бид дулааны диск нээгдэх үед эргэлддэг SPD дотор бичил унтраалга нэмдэг. Унтраалга нь 24 В PLC оролтыг тэжээдэг. HMI дээрх улаан гэрэлд "SPD үхсэн" гэж бичигддэг. Оператор бидэн рүү залгаж, бид нөөц хайрцаг илгээдэг бөгөөд тэр дараагийн ээлжийн солигдоход солидог. Хоёр жилийн хугацаанд төлөвлөөгүй зогсолт байхгүй.
RCD болон нуман мэдрэгчтэй зохицуулалт
Зарим инженерүүд SPD алдагдал нь RCD-г гацаана гэж айдаг. Бид 230 В хүчдэлд 0.3 мА-аас доош алдагдалтай байлгадаг. 30 мА RCD үүнийг хэзээ ч хардаггүй. Хэрэв тухайн газар нуман мэдрэгч ашигладаг бол бид SPD-ийн өмнө цахилгаан соронзон шүүлтүүр нэмдэг тул өндөр давтамжийн хавчаар нь мэдрэгчийг хуурахгүй. Бид энэ хольцыг TÜV Rheinland дээр туршиж үзээд тэнцсэн.
Гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлтүүд?
Би ачилт бүр дээр гурван тоог хянадаг: дамжуулах хүчдэл, 1000 ширхэг тутамд эвдрэлийн түвшин, талбай дээрх солих хугацаа. Хэрэв ямар нэгэн алдаа гарвал би шугамыг зогсоодог.
Хамгийн шилдэг KPI-ууд нь: (1) лабораторид хэмжсэн хүчдэлийн хамгаалалтын түвшин (Up), (2) элэгдлийн өмнөх хэт ачааллын ашиглалтын хугацаа, (3) ажиллаж байгаа системүүдийн солих дундаж хугацаа (MTTR) юм. Би эдгээрийг бидний зарж буй багц бүрийн бүртгэлд оруулдаг.
Яагаад "Хамгийн сайн нь" гэдэг нь
200 В-ын хүчдэлийн уналт нь хөтчийн ашиглалтын хугацааг хоёр дахин нэмэгдүүлж чадна. Бид MOV диск бүрийг 100% гүйдэл дээр туршиж, хүчдэлийг бүртгэдэг. Өндөр утгатай дискүүд нь хавчих нь тийм ч чухал биш нарны цахилгаан станцын шугам руу явдаг. Бага утгатай дискүүд нь Германы PLC шугам руу явдаг. Энэ төрөл нь үйлдвэрлэлд нэг цаг нэмдэг ч талбайн алдааг 40% бууруулдаг. Би цагийн төлбөрийг төлдөг, шөнийн дуудлагыг хэмнэдэг.
Бидний хийдэг Амьдралын Тооцооны Тест
Бид дулааны унтраалга дуугарах хүртэл таван минут тутамд 20 кА-аар ижил хэсгийг цохисон. Рекорд эзэмшигч нь 27 удаа буудсан. Бид муруйг өгөгдлийн хуудсан дээр нийтэлсэн. Худалдан авагчид уг хэсэг нь арван жилийн хэвийн огцом өсөлтийн дараа ч ажиллаж байгааг харж байна. Энэ ганц график нь миний хамгийн сайн үнийн бууралтаас илүү олон хямдралыг хаадаг.
Дүгнэлт
Эрчим хүчний дамжуулалт, хавчих, давхарга үүсгэх, нөөцлөлт болон цэвэр KPI-ууд - энэ бол бүхэл бүтэн түүх юм. Нэвтрэх хурд бага, буцах хурд багатай SPD-г сонговол та нойр авах болно.