เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ทำงานอย่างไรในระบบไฟฟ้าแรงสูง?

ในระบบไฟฟ้าแรงสูงสมัยใหม่ เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 เป็นรากฐานสำคัญของการป้องกันและการสลับที่เชื่อถือได้ แต่พวกเขาทำงานอย่างไรกันแน่? เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงที่ใช้ก๊าซซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) เป็นทั้งตัวกลางที่เป็นฉนวนและสารดับอาร์ก ทำงานบนหลักการบีบอัดแก๊สและการขยายตัวอย่างรวดเร็ว เมื่อเกิดข้อผิดพลาด หน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ของเบรกเกอร์จะแยกออกจากกัน ทำให้เกิดส่วนโค้งไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน ลูกสูบหรือกระบอกสูบปักเป้าจะอัดแก๊ส SF6 และจ่ายแก๊สผ่านหัวฉีดไปตามเส้นทางส่วนโค้ง คุณสมบัติอิเลคโตรเนกาติตีที่เป็นเอกลักษณ์ของ SF6 จับอิเล็กตรอนอิสระ กำจัดไอออนของอาร์คพลาสมาอย่างรวดเร็ว และดับส่วนโค้งภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที แตกต่างจากเบรกเกอร์อากาศหรือน้ำมัน เทคโนโลยี SF6 ช่วยให้เบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงเพื่อขัดขวางกระแสไฟฟอลต์ขนาดใหญ่ (สูงถึง 80 kA) ในขณะที่ยังคงความเป็นฉนวนที่สูงมาก โรงงานของเราที่ Lugao Power Co.,Ltd. ได้ออกแบบหน่วย SF6 หลายพันหน่วยสำหรับสถานีย่อยทั่วโลก และเราสังเกตอย่างสม่ำเสมอว่าการทำความเข้าใจกลไกการสูญพันธุ์ของส่วนโค้งเป็นกุญแจสำคัญในการชื่นชมความเหนือกว่าของหน่วยเหล่านั้น

วงจรการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 มีขั้นตอนที่แตกต่างกันสี่ขั้นตอน: การเริ่มต้นคำสั่งแบบเปิด การแยกและการอาร์กหน้าสัมผัส การทำงานของปักเป้าแก๊ส และการกู้คืนไดอิเล็กทริก ที่โหลดปกติ หน้าสัมผัสจะปิดด้วยแก๊ส SF6 ที่ความดันปกติ 5 ถึง 7 บาร์ (สัมบูรณ์) เมื่อได้รับสัญญาณทริป กลไกการทำงาน (สปริง ไฮดรอลิก หรือนิวแมติก) จะขับเคลื่อนชุดหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ กระบอกสูบปักเป้าที่ติดอยู่กับหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่จะบีบอัดก๊าซ SF6 จากห้องโดยรอบ และเพิ่มแรงดันเป็น 15 ถึง 20 บาร์ เมื่อส่วนสัมผัสแยกออกจากกัน ก๊าซอัดจะถูกปล่อยผ่านหัวฉีดแบบบรรจบกันที่ความเร็วเหนือเสียง กวาดส่วนโค้งออกไปและทำให้ช่องว่างหน้าสัมผัสเย็นลง โมเลกุลของอิเลคโตรเนกาติวิตี SF6 เกาะติดกับอิเล็กตรอนอิสระ ทำให้เกิดไอออนลบหนักซึ่งไม่นำไฟฟ้า จึงป้องกันอาร์กเรสไตรค์ได้ โรงงานของเราได้ปรับปรุงการออกแบบปักเป้านี้ในซีรีส์เบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเรา เพื่อให้มีเวลาการหยุดชะงักต่ำกว่า 40 มิลลิวินาทีสำหรับการใช้งาน 550 kV 

สารบัญ

• 1. เหตุใด SF6 Gas จึงมีความโดดเด่นสำหรับการชุบอาร์คในเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแรงสูง
• 2. กลไกกระบอกปักเป้าดับส่วนโค้งในเบรกเกอร์ SF6 อย่างไร
• 3. ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของซีรีส์เบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเรามีอะไรบ้าง
• 4. เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 เปรียบเทียบกับเบรกเกอร์แบบสุญญากาศและน้ำมันอย่างไร
• คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
• บทสรุปและการสอบถามเกี่ยวกับโซลูชันที่กำหนดเอง

เหตุใดก๊าซ SF6 จึงมีความโดดเด่นสำหรับการชุบอาร์คในเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแรงสูง

ก๊าซ SF6 ไม่ได้เป็นเพียงฉนวนเท่านั้น เป็นสื่อในการดับอาร์คแบบแอคทีฟที่มีคุณสมบัติทางกายภาพซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหยุดชะงักของไฟฟ้าแรงสูง เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงต้องใช้ตัวกลางที่สามารถทนทานต่อความเครียดทางไฟฟ้าที่รุนแรง รวมตัวใหม่อย่างรวดเร็วหลังจากเกิดส่วนโค้ง และรักษาความเป็นฉนวนแม้หลังจากเกิดข้อผิดพลาดหลายครั้ง SF6 มีคุณสมบัติเป็นเลิศเนื่องจากมีอิเลคโตรเนกาติวีตี้ ค่าการนำความร้อนสูง และความเสถียรทางเคมี เมื่อส่วนโค้งเกิดขึ้นระหว่างหน้าสัมผัสที่แยกออกจากกัน โมเลกุล SF6 (SF6) จะแยกตัวออกเป็นไอออนกำมะถันและฟลูออรีน อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติของอิเลคโตรเนกาติตีของ SF6 แตกต่างจากอากาศที่ไอออนยังคงอยู่ หมายความว่าโมเลกุลจับอิเล็กตรอนอิสระเพื่อสร้างไอออนลบที่เสถียร (SF5- และ F-) ซึ่งมีมวลหนักและไม่เคลื่อนที่ จึงไม่สามารถคงการนำไฟฟ้าได้ กระบวนการเกาะติดอิเล็กตรอนนี้เกิดขึ้นภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งไมโครวินาที ซึ่งจะเร่งการสูญพันธุ์ของอาร์คเร็วขึ้น 10 เท่าเมื่อเทียบกับอากาศ

คุณสมบัติหลักที่ทำให้ SF6 เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเรา:

• ความเป็นฉนวน:SF6 มีความแข็งแรงเป็นฉนวนของอากาศประมาณ 2.5 ถึง 3 เท่าที่ความดันเท่ากัน ที่ระดับ 5 บาร์ ช่องว่าง 1 ซม. สามารถทนกระแสสูงสุดได้มากกว่า 150 kV ทำให้ออกแบบเบรกเกอร์ขนาดกะทัดรัดสำหรับ 245 kV ขึ้นไป
• การนำความร้อน:SF6 นำความร้อนออกจากโซนอาร์คได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก๊าซเย็นตัวลงจาก 20,000 K (แกนโค้ง) เหลือต่ำกว่า 1,500 K ภายในมิลลิวินาที ป้องกันการลุกติดไฟ
• ค่าคงที่อิเลคโตรเนกาติวีตี้:ค่าสัมประสิทธิ์การเกาะติดของอิเล็กตรอนสำหรับ SF6 คือ 1.7 x 10-7 cm3 ต่อโมเลกุลต่อวินาที ซึ่งสูงที่สุดในบรรดาก๊าซอุตสาหกรรม การจับอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็วนี้ช่วยให้แน่ใจว่าช่องว่างหน้าสัมผัสจะฟื้นความเป็นฉนวนกลับคืนมาเกือบจะในทันทีหลังจากกระแสเป็นศูนย์
• ความเฉื่อยทางเคมี:ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ SF6 จะไม่ทำปฏิกิริยากับวัสดุเบรกเกอร์ (ทองแดง เงิน PTFE หรืออะลูมิเนียม) ซึ่งจะช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของหน้าสัมผัสและรับประกันอายุการใช้งานทางกลที่ยาวนาน ด้วยเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเราได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงาน 10,000 ถึง 20,000 ครั้งก่อนการบำรุงรักษาครั้งใหญ่

จากมุมมองทางวิศวกรรม อัตราการกู้คืนไดอิเล็กตริกหลังจากศูนย์ปัจจุบันจะกำหนดความสามารถในการขัดจังหวะ โรงงานของเราวัดว่า SF6 อนุญาตให้มีอัตราการฟื้นตัวเกิน 20 kV ต่อมิลลิวินาที ในขณะที่อากาศให้พลังงานเพียง 2 ถึง 3 kV ต่อมิลลิวินาที ความแตกต่างนี้อธิบายว่าทำไมเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงที่ใช้ SF6 สามารถขัดจังหวะกระแสฟอลต์ที่ 63 kA ที่ 550 kV ในขณะที่เบรกเกอร์ระเบิดอากาศจะมีขนาดใหญ่กว่าสามเท่าและเชื่อถือได้น้อยกว่า นอกจากนี้ SF6 ยังสามารถรักษาตัวเองได้: หลังจากการหยุดชะงักของส่วนโค้ง SF6 ที่แยกออกจากกันจะรวมตัวกันอีกครั้งเกือบทั้งหมดภายใน 50 ไมโครวินาที น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ผ่านการสลายตัวถาวร ซึ่งได้รับการจัดการโดยตะแกรงโมเลกุลภายในห้องเบรกเกอร์

ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมก็มีการพัฒนาเช่นกัน แม้ว่า SF6 จะมีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนสูง (GWP 23,500) แต่โรงงานของเราที่ Lugao Power Co.,Ltd. ได้ใช้โปรโตคอลการจัดการก๊าซที่เข้มงวด และนำเสนอการออกแบบเครื่องตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงที่ไม่มีการรั่วไหล โดยมีอัตราการรั่วไหลต่อปีต่ำกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเกินข้อกำหนด IEC 62271-203 มาก สำหรับลูกค้าที่ต้องการก๊าซทางเลือก เรายังจัดเตรียมส่วนผสมที่มีฟลูออโรไนไตรล์ไว้ด้วย แต่หลักการในการดับอาร์กแกนกลางยังคงเหมือนเดิม โดยสรุป เคมีฟิสิกส์ที่โดดเด่นของ SF6 คือสิ่งที่ช่วยให้การออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงสมัยใหม่สามารถเกิดการหยุดชะงักที่รวดเร็วและเชื่อถือได้ในโครงข่าย EHV และ UHV

กลไกกระบอกปักเป้าดับส่วนโค้งในเบรกเกอร์ SF6 อย่างไร

กระบอกสูบปักเป้าเป็นหัวใจสำคัญของระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่แปลงพลังงานการทำงานที่สะสมไว้เป็นการไหลของก๊าซที่ทรงพลังเพื่อการดับอาร์ก ในเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเรา กลไกปักเป้าทำงานบนหลักการที่เรียบง่ายแต่ได้รับประสิทธิภาพสูงสุด นั่นคือ การบีบอัดทางกลของก๊าซ SF6 ที่ซิงโครไนซ์กับการแยกหน้าสัมผัส ชุดหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่ประกอบด้วยลูกสูบหรือกระบอกสูบซึ่งในระหว่างจังหวะเปิด จะช่วยลดปริมาตรของห้องแก๊สแบบปิดผนึก และเพิ่มแรงดัน SF6 เป็น 16 ถึง 20 บาร์ ในช่วงเวลาที่แน่นอนของการพรากจากกัน หัวฉีดจะเปิดขึ้น และก๊าซที่มีแรงดันสูงจะขยายตัวเหนือเสียงผ่านส่วนโค้ง เพื่อขจัดความร้อนและอนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออน โรงงานของเราได้ปรับปรุงการออกแบบนี้มากว่าสองทศวรรษ ส่งผลให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงมีระยะเวลาเบรกรวมต่ำเพียง 30 มิลลิวินาทีสำหรับ 145 kV และ 45 มิลลิวินาทีสำหรับ 550 kV

การทำงานทีละขั้นตอนของกลไกปักเป้าในเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันสูงแบบทั่วไป:

• ขั้นตอนที่ 1 - การเริ่มต้นคำสั่งการเดินทาง:รีเลย์ป้องกันจะส่งสัญญาณไปยังกลไกการทำงาน (สปริงหรือไฮดรอลิก) พลังงานที่เก็บไว้จะปล่อยออกมา โดยขยับแกนปฏิบัติการที่เชื่อมต่อกับชุดหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่
• ขั้นตอนที่ 2 – จังหวะการบีบตัวของปักเป้า:เมื่อหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่เริ่มเปิดออก กระบอกปักเป้า (ที่ติดอยู่กับหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่) จะเคลื่อนเข้าสู่ลูกสูบคงที่ ปริมาตรระหว่างทั้งสองลดลง โดยบีบอัดก๊าซ SF6 จากปกติ 6 บาร์เป็น 18 บาร์ การบีบอัดนี้ใช้เวลาเพียง 8 ถึง 12 มิลลิวินาที
• ขั้นตอนที่ 3 - การแยกหน้าสัมผัสและการโค้ง:เมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกัน จะเกิดส่วนโค้งระหว่างหน้าสัมผัสแบบโค้ง (โลหะผสมทองแดงทังสเตนเพื่อต้านทานการกัดเซาะ) อุณหภูมิส่วนโค้งสูงถึง 15,000 ถึง 20,000 K แต่ SF6 ที่บีบอัดก็พร้อมใช้งาน
• ขั้นตอนที่ 4 - การไหลของหัวฉีดและการระบายความร้อนของส่วนโค้ง:ก๊าซอัดจะไหลออกผ่านหัวฉีด PTFE ที่ปลายหน้าสัมผัส โดยมีความเร็วอยู่ที่ 1.5 ถึง 2 มัค การไหลความเร็วสูงจะดึงอาร์กพลาสมาออกไป ทำให้ช่องว่างเย็นลงและกวาดไอออนออกจากบริเวณที่สัมผัสกัน
• ขั้นตอนที่ 5 - การหยุดชะงักเป็นศูนย์ปัจจุบัน:เมื่อกระแสไฟฟ้ากระแสสลับไหลผ่านศูนย์ ก๊าซ SF6 ได้ลบเส้นทางนำไฟฟ้าออกไปแล้ว อิเล็กโตรเนกาติวิตี SF6 จับอิเลคตรอนอิสระที่เหลืออยู่ เพื่อป้องกันการเกิดการชนกัน ความเป็นฉนวนของหน้าสัมผัสแบบเปิดจะกลับคืนสู่แรงดันไฟฟ้าเต็มพิกัดภายใน 0.5 มิลลิวินาที

โรงงานของเราได้พัฒนากลไกปักเป้าแบบช่วยระเบิดตัวเองขั้นสูง ซึ่งช่วยลดพลังงานในการทำงานลง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการออกแบบทั่วไป ในเบรกเกอร์ปักเป้าแบบมาตรฐาน การบีบอัดแก๊สทั้งหมดทำได้โดยกลไก ในเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเรา พลังงานส่วนโค้งส่วนหนึ่งถูกใช้เพื่อให้ความร้อนและขยายก๊าซ ทำให้เกิดแรงดันเพิ่มเติม (เอฟเฟกต์การระเบิดในตัว) ซึ่งจะช่วยลดแรงกลไกการทำงานที่จำเป็น ทำให้สปริงมีขนาดเล็กลงและลดการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง 245 kV ของเราต้องการพลังงานเปิดเพียง 2,500 J ในขณะที่การออกแบบปักเป้าแบบดั้งเดิมต้องการ 4,200 J นวัตกรรมนี้ยังช่วยลดความเครียดเชิงกลในการเชื่อมต่อ ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานเชิงกลของเบรกเกอร์เป็น 15,000 การทำงานระหว่างการยกเครื่อง

เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือ เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงแต่ละตัวจาก Lugao แต่ละตัวผ่านการทดสอบประสิทธิภาพปักเป้าโดยใช้เซ็นเซอร์ความดันความเร็วสูงภายในห้องอัด เราตรวจสอบว่าแรงดันสูงสุดเกิดขึ้นภายใน 2 มิลลิวินาทีของการแยกหน้าสัมผัส และการไหลของหัวฉีดยังคงถูกสำลัก (ความเร็วเหนือเสียง) เป็นเวลาอย่างน้อย 6 มิลลิวินาที การทดสอบนี้รับประกันการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้าลัดที่ไม่สมมาตรกับส่วนประกอบ DC สูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ตามมาตรฐาน IEC 62271-100 สำหรับวิศวกร การทำความเข้าใจกลไกปักเป้าให้ความกระจ่างว่าเหตุใดเบรกเกอร์ SF6 จึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยีรุ่นเก่า ไม่ใช่แค่แก๊สเท่านั้น แต่ยังมีจังหวะเชิงกลที่แม่นยำของการบีบอัดและการปล่อยหัวฉีดที่กำหนดการหยุดชะงักของส่วนโค้งที่ประสบความสำเร็จ

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของซีรีส์เบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของเรามีอะไรบ้าง

Lugao ผลิตเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 ซีรีส์หลักสามซีรีส์ ซึ่งครอบคลุมการจำหน่ายผ่านประเภทไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ แต่ละซีรีส์มีหลักการพื้นฐานในการชุบแข็งแบบปักเป้าอาร์คเหมือนกัน แต่มีความแตกต่างกันในด้านโครงสร้างทางกล กำลังของกลไกการทำงาน และระดับแรงดันแก๊ส ตารางด้านล่างแสดงพารามิเตอร์โดยละเอียดสำหรับรุ่นที่ใช้งานบ่อยที่สุดในสถานีย่อย 72.5 kV, 145 kV และ 550 kV ค่าทั้งหมดเป็นประเภทที่ทดสอบตามมาตรฐาน IEC 62271-100 และ ANSI C37.09 โรงงานของเรามีรายงานผลการทดสอบเต็มรูปแบบสำหรับเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงแต่ละรุ่นตามคำขอ

นอกเหนือจากข้อกำหนดพื้นฐานเหล่านี้ โรงงานของเรายังเสนอตัวเลือกการปรับแต่งสำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงทุกตัว ลูกค้าสามารถเลือกได้จากฉนวนกลวงพอร์ซเลนหรือคอมโพสิต (ระดับมลภาวะ IV สำหรับพื้นที่ชายฝั่งทะเล) หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในตัว และตัวเก็บประจุแบบแบ่งเกรดสำหรับการแบ่งปันแรงดันไฟฟ้า สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เรามีเครื่องทำความร้อนและตู้ควบคุมด้วยเทอร์โมสตัทเพื่อป้องกันการเกิดของเหลว SF6 ที่อุณหภูมิต่ำ เครื่องตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงทั้งหมดของเรามีเครื่องตรวจสอบความหนาแน่นพร้อมหน้าสัมผัสสัญญาณเตือนระยะไกล เพื่อให้มั่นใจว่าผู้ปฏิบัติงานจะได้รับการแจ้งเตือนก่อนที่แรงดันแก๊สจะลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดการทำงานที่ปลอดภัย

ความทนทานได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบอายุการใช้งานแบบเร่งด่วน เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง 145 kV ของเราผ่านการทดสอบการขัดข้องข้อบกพร่องทั้งหมด 5,000 ครั้ง (แต่ละการทดสอบที่ 40 kA) โดยไม่ต้องเปลี่ยนหน้าสัมผัสใดๆ แสดงให้เห็นถึงความทนทานของหัวฉีดแบบปักเป้าที่ทำจาก PTFE ที่ทนทานต่อการสึกหรอพร้อมตัวเติมโมลิบดีนัม หน้าสัมผัสแบบโค้งจะต้องเผชิญกับโลหะผสมทังสเตนสีเงิน (AgW 60/40) ที่ทนทานต่อการเกิดหลุม บริษัท ลูกเกา พาวเวอร์ จำกัด ให้การรับประกันอายุการใช้งานการออกแบบ 15 ปีสำหรับส่วนประกอบเบรกเกอร์ SF6 ที่อยู่กับที่ทั้งหมด พร้อมรับประกันกลไกการทำงานสำหรับการทำงาน 10,000 ครั้งหรือ 10 ปี สำหรับระบบสาธารณูปโภคด้านพลังงาน ข้อมูลจำเพาะเหล่านี้ส่งผลให้ต้นทุนวงจรชีวิตต่ำและความพร้อมใช้งานสูงของกลุ่มเครื่องตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูง

นอกจากนี้เรายังมีบริการติดตั้งเพิ่มอีกด้วย: อัปเกรดเบรกเกอร์ SF6 รุ่นเก่าด้วยชุดปักเป้าที่ทันสมัยของเรา เพื่อเพิ่มความสามารถในการขัดจังหวะได้สูงสุดถึง 30 เปอร์เซ็นต์โดยไม่ต้องเปลี่ยนรากฐานที่มีอยู่ ทีมวิศวกรของเราดำเนินการจัดการและทดสอบการทำงานของเบรกเกอร์ SF6 ที่ไซต์งาน ผลิตภัณฑ์เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงทั้งหมดของเราเป็นไปตามข้อกำหนดก๊าซ F (EU 517/2014) เกี่ยวกับการตรวจสอบและการกู้คืนการรั่วไหลของ SF6 สำหรับการจัดอันดับที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น เช่น ประสิทธิภาพการทำงานของ Short Line Fault (SLF) หรือความสามารถในการสลับธนาคารตัวเก็บประจุ โปรดดูเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของเราที่ Lugao Power Co.,Ltd.

เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 เปรียบเทียบกับเบรกเกอร์แบบสุญญากาศและน้ำมันได้อย่างไร

การเลือกเทคโนโลยีเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงที่เหมาะสมต้องเข้าใจถึงจุดแข็งและข้อจำกัดของ SF6 เทียบกับการออกแบบระบบสุญญากาศและน้ำมันขั้นต่ำ แม้ว่าตัวขัดขวางสุญญากาศจะควบคุมแรงดันไฟฟ้าปานกลาง (สูงถึง 40.5 kV) แต่ SF6 ยังคงเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับไฟฟ้าแรงสูง (72.5 kV ขึ้นไป) เนื่องจากการกู้คืนไดอิเล็กทริกที่เหนือกว่าและข้อจำกัดทางกายภาพของเทคโนโลยีสุญญากาศที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า เบรกเกอร์วงจรน้ำมันซึ่งครั้งหนึ่งเคยพบเห็นได้ทั่วไป ในปัจจุบันล้าสมัยไปมากแล้ว เนื่องจากมีการบำรุงรักษาเข้มข้นและเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ โรงงานของเราที่ Lugao Power Co.,Ltd. ผลิตทั้ง SF6 และเบรกเกอร์สุญญากาศ แต่เราแนะนำ SF6 สำหรับการใช้งานระดับการส่งผ่านเสมอ ด้านล่างนี้เป็นการเปรียบเทียบอย่างเป็นระบบโดยอิงตามข้อมูลการปฏิบัติงานจากสถานีย่อยมากกว่า 500 แห่ง

• ช่วงแรงดันไฟฟ้า:เบรกเกอร์สุญญากาศมีความประหยัดและเชื่อถือได้สูงถึง 40.5 kV เหนือแรงดันไฟฟ้านี้ จะต้องเชื่อมต่อเครื่องขัดขวางสุญญากาศหลายตัวเป็นอนุกรม ซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนและต้นทุน เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 ปรับขนาดตามปกติเป็น 800 kV พร้อมช่องทำลายสองหรือสี่ช่อง สำหรับ 145 kV ห้อง SF6 ห้องเดียวก็เพียงพอแล้ว ในขณะที่สุญญากาศจะต้องใช้ตัวขัดขวาง 3 ตัวต่อเฟส
• ความจุขัดจังหวะ:เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 ของเราสามารถตัดกระแสไฟฟ้า 63 kA ที่ 550 kV ได้อย่างน่าเชื่อถือ เทคโนโลยีสุญญากาศที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกันจะเผชิญกับปัญหาการหยุดทำงานอย่างรุนแรง เนื่องจากไม่สามารถกระจายพลังงานความร้อนออกจากส่วนโค้งได้ แม้ว่าเบรกเกอร์น้ำมันจะมีความสามารถ แต่ก็ต้องใช้น้ำมันปริมาณมากและต้องมีการบำรุงรักษาบ่อยครั้งหลังจากเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรง
• การกัดกร่อนของหน้าสัมผัส:ในเบรกเกอร์สุญญากาศ ส่วนโค้งจะหดตัวจนเหลือจุดเล็กๆ ทำให้เกิดการหลอมละลายของการสัมผัสและไอของโลหะเฉพาะที่ หลังจากการขัดจังหวะฟอลต์เต็ม 30 ครั้ง หน้าสัมผัสสุญญากาศอาจต้องเปลี่ยนใหม่ เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 ของเรากระจายพลังงานอาร์คผ่านการไหลของแก๊สหัวฉีด ส่งผลให้มีการกัดเซาะน้อยที่สุด เราได้ทดสอบเครื่องที่มีการหยุดชะงักของข้อผิดพลาดทั้งหมดมากกว่า 200 ครั้งโดยไม่ต้องเปลี่ยนหน้าสัมผัส
• สภาพแวดล้อม:เบรกเกอร์น้ำมันก่อให้เกิดอันตรายจากการรั่วไหลและไฟไหม้ ซึ่งต้องใช้พื้นที่ที่ถูกบัง ตัวขัดขวางสุญญากาศถูกปิดผนึกไว้แต่ไม่สามารถตรวจสอบได้โดยไม่ก้าวก่าย เครื่องตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูง SF6 ช่วยให้สามารถวิเคราะห์ก๊าซ (ผลิตภัณฑ์ความชื้นและการสลายตัว) ผ่านทางพอร์ตเก็บตัวอย่าง ช่วยให้สามารถบำรุงรักษาตามเงื่อนไขได้ โรงงานของเราติดตั้งเบรกเกอร์ SF6 ทั้งหมดพร้อมเครื่องวัดความหนาแน่นเพื่อการติดตามสุขภาพอย่างต่อเนื่อง
• พลังงานกลไกการทำงาน:เบรกเกอร์สุญญากาศต้องใช้แรงเปิดน้อยที่สุดเนื่องจากส่วนโค้งนั้นอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำ อย่างไรก็ตาม สำหรับไฟฟ้าแรงสูง ช่องว่างหลายอนุกรมจะทำให้ความซับซ้อนของกลไกทวีคูณ เบรกเกอร์ปักเป้า SF6 ต้องการพลังงานในการเปิดที่สูงกว่า แต่การออกแบบการระเบิดในตัวของเราได้ลดช่องว่างนี้ลงอย่างมาก เบรกเกอร์น้ำมันต้องใช้แรงกลไกที่สูงมากเนื่องจากการลากแบบไฮดรอลิก

เมื่อพิจารณาต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของตลอดวงจรชีวิต 30 ปี เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 มอบความสมดุลที่ดีที่สุดสำหรับสถานีย่อย 72.5 kV ถึง 800 kV ต้นทุนการซื้อเริ่มแรกสูงกว่าน้ำมัน แต่ต่ำกว่าสุญญากาศในซีรีย์ ระยะเวลาการบำรุงรักษาเบรกเกอร์ SF6 ของเราคือ 10 ปีหรือ 5,000 ครั้ง เทียบกับเบรกเกอร์น้ำมันที่ต้องตรวจสอบทุกๆ 2 ปี ตัวก๊าซ SF6 นั้นเป็นข้อกังวลสำหรับสาธารณูปโภคที่มีข้อบังคับด้านความยั่งยืน แต่การออกแบบที่ป้องกันการรั่วไหลของโรงงานของเรา (น้อยกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ต่อปี) ส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเล็กน้อยตลอดอายุการใช้งานของเบรกเกอร์ นอกจากนี้เรายังจัดเตรียมรถเข็นรีไซเคิลก๊าซสำหรับการจัดการระหว่างการบำรุงรักษา โดยรวบรวม SF6 มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

ในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพโดยตรงภายใต้สภาวะความผิดปกติที่เหมือนกัน (145 kV, 40 kA) เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 ของเราบรรลุขั้วแรกในเวลาเคลียร์ 28 มิลลิวินาที วิธีการดูดสุญญากาศจะต้องใช้เวลา 35 มิลลิวินาที เนื่องจากมีการเคลื่อนที่ทางกลนานขึ้นของหน้าสัมผัสแบบอนุกรม และเบรกเกอร์น้ำมันใช้เวลา 60 มิลลิวินาที โดยมีการปล่อยพลังงานส่วนโค้งอย่างมีนัยสำคัญ เวลาเคลียร์เร็วขึ้นจะช่วยลดความเสียหายต่อหม้อแปลงและสายเคเบิล สำหรับผู้ปฏิบัติงานระบบส่งไฟฟ้า ความแตกต่างของความเร็วนี้อาจหมายถึงความแตกต่างระหว่างการทำงานของโครงข่ายที่เสถียรและการหยุดทำงานแบบเรียงซ้อน ด้วยเหตุนี้ สำหรับการใช้งานไฟฟ้าแรงสูงบริษัท ลูกเกา พาวเวอร์ จำกัด. แนะนำ SF6 ให้เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เชื่อถือได้ และพร้อมสำหรับอนาคตสำหรับกลุ่มเครื่องตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูง

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

คำถามที่ 1: จะเกิดอะไรขึ้นกับก๊าซ SF6 หลังจากที่ดับส่วนโค้งกระแสสูงภายในเบรกเกอร์แล้ว?

คำตอบ: ก๊าซ SF6 ส่วนใหญ่กลับมารวมตัวกันอีกครั้งในรูปแบบโมเลกุล SF6 ดั้งเดิมภายในไมโครวินาทีหลังจากปัจจุบันเป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม เศษส่วนเล็กน้อย (โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ต่อ 10,000 การดำเนินงาน) จะสลายตัวเป็นผลพลอยได้ เช่น SOF2, SO2F2 และ HF เนื่องจากมีความชื้นและไอโลหะสัมผัส ผลพลอยได้เหล่านี้เป็นพิษและมีฤทธิ์กัดกร่อน แต่การออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงสมัยใหม่ได้รวมตัวดูดซับ (ตะแกรงโมเลกุลและอลูมินากัมมันต์) ไว้ภายในช่องแก๊สเพื่อดักจับพวกมัน โรงงานของเราเหมาะกับตัวกรองแบบสองขั้นที่รักษาความบริสุทธิ์ของ SF6 ไว้สูงกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ตลอดอายุการใช้งานของเบรกเกอร์ ในระหว่างการบำรุงรักษา ก๊าซจะถูกนำกลับคืนและกรองโดยใช้ระบบคาร์ทริดจ์ และผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวจะถูกทำให้เป็นกลางอย่างปลอดภัย สาธารณูปโภคต้องเป็นไปตามแนวทาง IEC 60480 สำหรับการจัดการ SF6 และ Lugao Power Co.,Ltd. ให้การฝึกอบรมเรื่องการแปรรูปก๊าซอย่างปลอดภัย

คำถามที่ 2: High Voltage Circuit Breaker ป้องกันการหยุดทำงานหลังจากส่วนโค้งดับลงได้อย่างไร

คำตอบ: การป้องกันการหยุดตีต้องอาศัยการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วของไดอิเล็กทริกของช่องว่างการสัมผัส หลังจากกระแสเป็นศูนย์ แรงดันการกู้คืนชั่วคราว (TRV) จะเพิ่มขึ้นตลอดหน้าสัมผัสแบบเปิด ซึ่งโดยทั่วไปจะถึงจุดสูงสุดภายใน 100 ถึง 300 ไมโครวินาที ก๊าซ SF6 ซึ่งถูกพัดพาและทำให้เย็นลงโดยการไหลของปักเป้า จะคืนความเป็นฉนวนสูงได้อย่างรวดเร็ว เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงของโรงงานของเราบรรลุอัตราการฟื้นตัวที่ 25 kV ต่อไมโครวินาที ซึ่งหมายความว่าสำหรับระบบ 145 kV (จุดสูงสุด TRV 240 kV) ช่องว่างจะกลายเป็นฉนวนอย่างสมบูรณ์ภายใน 10 ไมโครวินาทีหลังจากศูนย์กระแสไฟฟ้า ก่อนที่จะถึงยอด TRV นอกจากนี้ รูปทรงของหัวฉีดยังสร้างการไหลของก๊าซสดที่จะเจือจางพลาสมาที่ตกค้าง กลไกสองประการของการทำความเย็นและการฉีดก๊าซใหม่ทำให้มั่นใจได้ว่าความน่าจะเป็นของการหยุดทำงานจะน้อยกว่าหนึ่งใน 10,000 การดำเนินการ ตามที่ยืนยันโดยการทดสอบประเภทของเรา

คำถามที่ 3: เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 สามารถใช้ในสภาพอากาศเย็นจัดซึ่งก๊าซอาจกลายเป็นของเหลวได้หรือไม่

คำตอบ: ได้ แต่มีมาตรการการออกแบบที่เหมาะสม ก๊าซเหลว SF6 ที่อุณหภูมิประมาณ -25°C ที่แรงดันสัมบูรณ์ 5 บาร์ (แรงดันเติมทั่วไปสำหรับเบรกเกอร์ 145 kV) ในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิฤดูหนาวต่ำกว่า -30°C โรงงานของเราได้ติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงพร้อมเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยอุณหภูมิในห้องแก๊สและเครื่องตรวจวัดความหนาแน่น เครื่องทำความร้อนจะรักษาอุณหภูมิภายในขั้นต่ำไว้ที่ +5°C เพื่อป้องกันการเกิดของเหลว อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้ของผสม SF6 กับไนโตรเจนหรือ CF4 ซึ่งจะลดจุดกลายเป็นของเหลวลงเหลือ -50°C ในขณะที่ยังคงความเป็นฉนวนที่ยอมรับได้ บริษัท ลูกเกา พาวเวอร์ จำกัด นำเสนอแพ็คเกจสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น รวมถึงแผ่นทำความร้อน ตู้หุ้มฉนวน และส่วนผสมของก๊าซอุณหภูมิต่ำ หากไม่มีมาตรการเหล่านี้ ของเหลว SF6 จะสะสมที่ด้านล่างของห้องเพาะเลี้ยง ช่วยลดแรงดันและความสามารถในการรบกวน ดังนั้นข้อกำหนดที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งในพื้นที่อาร์กติกหรือในพื้นที่สูง

คำถามที่ 4: อายุการใช้งานโดยทั่วไปของเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงก่อนยกเครื่องครั้งใหญ่คือเท่าใด

คำตอบ: สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง SF6 ที่ได้รับการดูแลอย่างดีจากโรงงานของเรา อายุการใช้งานที่คาดหวังคือ 30 ถึง 40 ปี โดยทั่วไปจะต้องมีการยกเครื่องครั้งใหญ่ (การถอดชิ้นส่วน การเปลี่ยนหน้าสัมผัส การจัดการแก๊ส) หลังจากการใช้งานกลไก 10,000 ครั้งหรือ 20 ปี ขึ้นอยู่กับว่ากรณีใดจะเกิดขึ้นก่อน อย่างไรก็ตาม สาธารณูปโภคหลายแห่งทำการบำรุงรักษาขั้นกลางทุกๆ 10 ปี ซึ่งรวมถึงการวัดการสึกหรอของการสัมผัส การตรวจสอบเวลา และการวิเคราะห์ความชื้น SF6 กระบอกปักเป้าและหัวฉีดของเบรกเกอร์เป็นส่วนประกอบที่รับแรงกดมากที่สุด การออกแบบของเราใช้หัวฉีด PTFE ที่ทนต่อการขัดจังหวะข้อผิดพลาดอย่างน้อย 5,000 ครั้ง บริษัท ลูกเกา พาวเวอร์ จำกัด แนะนำการบำรุงรักษาตามเงื่อนไขโดยใช้เคาน์เตอร์การทำงานของเบรกเกอร์และการตรวจสอบลายเซ็นการเดินทางของผู้ติดต่อแบบออนไลน์ เครื่องตัดกระแสไฟฟ้าแรงสูงหลายเครื่องของเราที่ติดตั้งในปี 1990 ยังคงทำงานตามข้อกำหนด ซึ่งพิสูจน์ถึงความทนทานของเทคโนโลยี SF6

คำถามที่ 5: ฉันจะคำนวณความดันและปริมาตรก๊าซ SF6 ที่จำเป็นสำหรับเบรกเกอร์ของสถานีย่อยใหม่ได้อย่างไร

คำตอบ: แรงดัน SF6 ที่ต้องการถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและระยะขอบไดอิเล็กทริกที่ต้องการ สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง 245 kV แรงดันสัมบูรณ์โดยทั่วไปคือ 6.5 ถึง 7.0 บาร์ที่อุณหภูมิ 20°C ปริมาตรก๊าซต่อเสาเบรกเกอร์ขึ้นอยู่กับขนาดห้องหยุดชะงักและการกำหนดค่ากลไกการทำงาน โรงงานของเรามีการคำนวณมวลโดยละเอียด: สำหรับเบรกเกอร์เบรกเกอร์เดี่ยวขนาด 145 kV ปริมาตร SF6 จะอยู่ที่ประมาณ 45 ลิตรต่อเสา โดยต้องใช้ SF6 ประมาณ 9 กก. ที่ 7 บาร์ สำหรับเบรกเกอร์เบรกเกอร์ 2 ตัวขนาด 550 kV แต่ละห้องบรรจุ 110 ลิตร รวม 220 ลิตรต่อเสา ซึ่งต้องใช้ SF6 45 กก. หากต้องการปรับขนาดรถเข็นขนย้ายก๊าซ คุณต้องคำนึงถึงท่อและปริมาตรก๊าซในถังที่ตายแล้วด้วย บริษัท ลูกเกา พาวเวอร์ จำกัด เสนอเอกสารการคำนวณและบริการทดสอบการใช้งานฟรีสำหรับการซื้อเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงทั้งหมด เพื่อให้มั่นใจว่าคุณสั่งซื้อปริมาณก๊าซและอุปกรณ์กู้คืนที่ถูกต้อง

สรุป: วางใจเทคโนโลยี SF6 สำหรับการป้องกันไฟฟ้าแรงสูงที่เชื่อถือได้

เซอร์กิตเบรกเกอร์ SF6 ยังคงเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับระบบไฟฟ้าแรงสูง เนื่องจากคุณสมบัติการดับอาร์กที่เหนือกว่า การออกแบบที่กะทัดรัด และอายุการใช้งานที่ยาวนาน เราได้อธิบายว่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของก๊าซ SF6 รวมกับกลไกกระบอกสูบปักเป้าทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงสามารถขัดจังหวะกระแสฟอลต์ที่สูงถึง 80 kA ภายในมิลลิวินาทีได้อย่างไร เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของกริดและการปกป้องอุปกรณ์ จากโรงงานไฟฟ้าย่อย 72.5 kV ไปจนถึงสายส่ง 550 kV โรงงานของเราที่ Lugao Power Co.,Ltd. ได้ออกแบบโซลูชัน SF6 ที่ลดการบำรุงรักษา ลดเวลาหยุดทำงาน และเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่เราให้ไว้ รวมถึงพิกัดแรงดัน เวลาหยุดทำงาน และความทนทานทางกล แสดงให้เห็นว่าเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงที่เลือกสรรมาอย่างเหมาะสมให้บริการที่เชื่อถือได้มานานหลายทศวรรษ

อย่าประนีประนอมกับการปกป้องระบบไฟฟ้าติดต่อ บริษัท ลูกเกา พาวเวอร์ จำกัด วันนี้เพื่อรับคำปรึกษาด้านวิศวกรรมโดยไม่มีข้อผูกมัด แบ่งปันแรงดันไฟฟ้าของระบบ ระดับความผิดปกติ และสภาพแวดล้อม จากนั้นทีมงานของเราจะแนะนำรุ่นเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูงที่เหมาะสมที่สุดพร้อมรายงานการทดสอบแบบเต็มและแผนการบำรุงรักษาแบบกำหนดเอง ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของเรามาพร้อมกับการรับประกันที่ครอบคลุม 3 ปี การสนับสนุนการทดสอบการใช้งานถึงสถานที่ และความมุ่งมั่นด้านอะไหล่ตลอด 24 ชั่วโมงขอใบเสนอราคาของคุณตอนนี้จาก Lugao Power Co.,Ltd. และให้แน่ใจว่าโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าแรงสูงของคุณได้รับการปกป้องด้วยเทคโนโลยีเบรกเกอร์ SF6 ที่ดีที่สุดที่มีอยู่อัพเกรดสู่ความน่าเชื่อถือได้แล้ววันนี้