Analyse af to-positionsarbejdsmekanisme: Switching Logic of 25kV630A Load Switches

På baggrund af intelligent netkonstruktion er 25kV 630A belastningsafbryderen en vigtig del af distributionsnetværket, og den automatiske opgradering af switchkontrollogikken påvirker direkte driftsikkerheden og effektiviteten af ​​netdriften. Ved at forenkle kontrollogikken og forbedre eksekveringspålideligheden er dual-funktionsmekanismen blevet kernetilgangen til intelligent transformation af belastningsafbrydere. Dette papir diskuterer de tekniske implementeringsveje for kontrollogik ud fra tre aspekter: kontrolprincippet, aktuatordesign og sikkerhedsbeskyttelsesmekanismer.
I. To-positionskontrolprincipper: Præcis regulering af ikke-lineær omskiftning
Kernen i dobbeltpositionskontrol består i at forbinde eller afbryde kredsløbet gennem to ekstreme tilstande (fuldt tændt/fuldt slukket), hvis outputkarakteristik er ikke-lineær kobling. I 25kV 630A belastningsafbrydere udløser dobbeltpositionskontrollogikken handling baseret på afvigelsen mellem målte og indstillede værdier: controlleren udsender den maksimale værdi for at slå afbryderen fra, når strøm- eller spændingsmålinger overstiger den indstillede værdi; og controlleren udsender minimumværdien for at starte slukningen, når den målte værdi er under den indstillede værdi. For eksempel, i den praktiske anvendelse af Shizuishan Power Supply Company i Ningxia, integrerer belastningskontakter trådløse passive temperatursensorer og edge computing-moduler for at realisere realtidsovervågning af kontakttemperaturer. Når temperaturen stiger til over den indstillede værdi, udløser regulatoren med to-positioner automatisk åben-kommandoen for at forhindre enheden i at overophede og beskadige.
For at undgå mekanisk slitage forårsaget af hyppige operationer, har dobbeltpositionskontrollen et "dødbånds"-design. Når afvigelsen forbliver inden for det indstillede område, forbliver regulatoren i den aktuelle tilstand uden at skifte. For eksempel indstiller en belastningsomskiftermodel dødbåndet til ±5 % af nominel strøm, og udløser kun omskifterdriften, hvis strømafvigelsen overstiger dette område. Dette design reducerer kontaktens driftsfrekvens med 70 % og forlænger den mekaniske levetid betydeligt.
ii. Aktuatordesign: Synergi mellem fjederenergilagring og elektromagnetisk drev
Aktuatorenheden i en to-positionsbetjeningsmekanisme skal opfylde kravene til højhastighedsrespons og høj pålidelighed. 25kV 630A belastningsafbryderen anvender generelt en kombination af fjederenergilagring og elektromagnetisk drev. Skifteprocessen er opdelt i tre faser:
Energilagringstrin: Mekanisk energi lagres ved at komprimere åbningsfjederen og berøre fjederen gennem en elektrisk motor eller manuel betjening. ZN12-10 vakuumafbryderen, for eksempel, strækker den åbne fjeder til sin maksimale længde, når den er lukket, og forsyner efterfølgende åbninger.
Triggerfase: Efter modtagelse af controllersignalet udløser en elektromagnet en lås, der får den lagrede fjederenergi til at drive spindlen rundt. Spindlen aktiverer den isolerede trækstang gennem en fire-stangsforbindelse for at opnå kontaktkontakt. En bestemt type belastningsafbryder anvender dobbeltspole parallel drivteknologi til at optimere magnetfeltfordelingen af ​​spolen, accelerere kontaktbevægelsen til 0,8 m/s og forkorte åbningstiden til mindre end 40 m/s.
Bufferfase: Ved slutningen af ​​lukkeoperationen absorberer en gummi- eller oliebuffer den resterende kinetiske energi for at forhindre kontakt i at hoppe tilbage. For eksempel bruger FN12-12 belastningskontakten trykluft til at danne en luftpude gennem dysen, når den er tændt, slukker lysbuen på 0,1 millisekunder og bremser kontaktbevægelsen til nul gennem en buffer for at undgå mekanisk påvirkning.
III. Sikkerhedsbeskyttelsesmekanismer: Flere låse, tilstandsovervågning
For at sikre sikkerhed under komplekse driftsforhold integrerer belastningsafbrydere en række beskyttelsesmekanismer:
Elektrisk aflåsning: SF6-gastryksensor og fjederenergilagertilstandssensor giver enhedsfeedback i realtid. Når gastrykket er mindre end 0,6 MPa, eller fjederen ikke er elektrificeret, er lukkekredsløbet låst for at forhindre forkert betjening. For eksempel har en belastningsafbryder i en præfabrikeret transformerstation en overtryksventil i dets nedre rum for automatisk at udløse trykket, når den indre vandstand overstiger sikkerhedstærsklerne, og dermed forhindre eksplosionsrisici.
Mekaniske interlocks: Mekaniske interlock-enheder implementerer sekventielle driftsbegrænsninger mellem belastningsafbrydere, afbrydere og jordforbindelseskontakter. For eksempel skal lukningen gå forud for betjening af lastkontakten, og åbningen skal følge den omvendte rækkefølge. Designet kunne forhindre katastrofale ulykker såsom afbrydelse af strømførende afbrydere.
Tilstandsovervågning: Temperatursensorer, partielle afladningssensorer og andet udstyr kan kontinuerligt indsamle kontakttemperatur, lysbueenergi og andre parametre. Nogle modeller af belastningsafbrydere bruger Kgg-09 trådløse temperatursensorer til at overvåge kontaktpunkter og give tidlig advarsel, hvis temperaturstigninger overstiger indstillede værdier for at understøtte forebyggende vedligeholdelse.
IV. INTRODUKTION Application Case: Praktisk validering i Smart Grids
I Ningxia Shizuishan Power Supply Companys transformation af smart grid samarbejder 25 kV 630A belastningsafbrydere med to-positioner med det automatiske hovedstationssystem for at opnå selv-fejlhelbredelse. Når der opstår en kortslutning, udløser smeltning af sikringen belastningsafbryderen til at åbne og isolere den defekte sektion på 0,02 sekunder. På samme tid justerer hovedstationssystemet automatisk nettets topologi gennem et "et-klik sekventiel kontrol"-modul for at genoprette strømmen til den fejlfrie-zone. Løsningen reducerede den gennemsnitlige afbrydelsestid fra 2 timer til 10 minutter og forbedrede brugertilfredsheden med 40 %.
Konklusion:
Betjeningsmekanismen med to-positioner forenkler kontrollogikken, optimerer aktuatordesignet, forbedrer sikkerhedsbeskyttelsen og giver en pålidelig løsning til automatiseringsopgradering af 25kV630A-belastningsafbryderne. Med integrationen af ​​digital tvilling- og blockchain-teknologi vil load switches blive videreudviklet mod aktiv sansning og autonom beslutningstagning i fremtiden, hvilket vil give vigtig støtte til konstruktionen af ​​nye strømsystemer.