Analyse van twee-positiewerkmechanismen: schakellogica van 25 kV630A-belastingsschakelaars

Tegen de achtergrond van een intelligente netwerkconstructie is de 25 kV 630 A-lastschakelaar een belangrijk onderdeel van het distributienetwerk, en de automatische upgrade van de schakelbesturingslogica heeft rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid en efficiëntie van het netwerkbeheer. Door de besturingslogica te vereenvoudigen en de betrouwbaarheid van de uitvoering te verbeteren, is het bedieningsmechanisme met twee posities de kernbenadering geworden van intelligente transformatie van lastschakelaars. Dit artikel bespreekt de technische implementatietrajecten van besturingslogica vanuit drie aspecten: besturingsprincipe, actuatorontwerp en veiligheidsbeschermingsmechanismen.
I. Twee-positiecontroleprincipes: nauwkeurige regeling van niet-lineair schakelen
De kern van dual-position-besturing ligt in het verbinden of ontkoppelen van het circuit via twee extreme toestanden (volledig aan/volledig uit), waarvan de uitgangskarakteristiek niet-lineair schakelen is. Bij 25kV 630A belastingsschakelaars activeert de tweestandenbesturingslogica actie op basis van de afwijking tussen gemeten en ingestelde waarden: de controller voert de maximale waarde uit om de schakelaar uit te schakelen wanneer stroom- of spanningsmetingen de ingestelde waarde overschrijden; en de controller geeft de minimumwaarde af om de uitschakeling te initiëren wanneer de gemeten waarde onder de ingestelde waarde ligt. In de praktische toepassing van Shizuishan Power Supply Company in Ningxia integreren belastingschakelaars bijvoorbeeld draadloze passieve temperatuursensoren en edge computing-modules om real-time monitoring van contacttemperaturen te realiseren. Wanneer de temperatuur boven de ingestelde waarde stijgt, activeert de twee-regelaar automatisch het opencommando om te voorkomen dat het apparaat oververhit raakt en beschadigd raakt.
Om mechanische slijtage veroorzaakt door veelvuldig gebruik te voorkomen, is de dubbele positiebediening voorzien van een "dodeband"-ontwerp. Wanneer de afwijking binnen het ingestelde bereik blijft, blijft de regelaar in de huidige toestand zonder te schakelen. Een model met belastingsschakelaar stelt de dode band bijvoorbeeld in op ±5% van de nominale stroom, waardoor de schakelaar alleen wordt geactiveerd als de stroomafwijking dit bereik overschrijdt. Dit ontwerp vermindert de werkfrequentie van de schakelaar met 70% en verlengt de mechanische levensduur aanzienlijk.
ii. Actuatorontwerp: synergie tussen veerenergieopslag en elektromagnetische aandrijving
De actuatoreenheid van een bedieningsmechanisme met twee- posities moet voldoen aan de eisen van snelle respons en hoge betrouwbaarheid. De 25kV 630A belastingsschakelaar maakt doorgaans gebruik van een combinatie van veerenergieopslag en elektromagnetische aandrijving. Het overstapproces bestaat uit drie fases:
Energieopslagfase: Mechanische energie wordt opgeslagen door de openingsveer samen te drukken en de veer aan te raken via een elektromotor of handmatige bediening. De vacuümstroomonderbreker ZN12-10 rekt bijvoorbeeld de open veer uit tot de maximale lengte wanneer deze gesloten is, waardoor daaropvolgende openingen worden aangedreven.
Triggerfase: Na ontvangst van het controllersignaal laat een elektromagneet een grendel los die ervoor zorgt dat de opgeslagen veerenergie de spil ronddrijft. De spil bedient de geïsoleerde trekstang via een vier- stangenstelsel om een ​​contactschakelaar te bereiken. Een bepaald type lastschakelaar maakt gebruik van parallelle aandrijftechnologie met dubbele spoel om de magnetische veldverdeling van de spoel te optimaliseren, de contactbeweging te versnellen tot 0,8 m/s en de openingstijd te verkorten tot minder dan 40 m/s.
Bufferfase: Aan het einde van de sluitoperatie absorbeert een buffer van rubber of olie de resterende kinetische energie om te voorkomen dat het contact terugkaatst. De FN12-12 lastschakelaar gebruikt bijvoorbeeld perslucht om een ​​luchtkussen door het mondstuk te vormen wanneer deze is ingeschakeld, dooft de boog in 0,1 milliseconden en vertraagt ​​de contactbeweging naar nul via een buffer om mechanische impact te voorkomen.
III. Veiligheidsbeschermingsmechanismen: meerdere vergrendelingen, conditiebewaking
Om de veiligheid onder complexe bedrijfsomstandigheden te garanderen, integreren lastschakelaars een verscheidenheid aan beveiligingsmechanismen:
Elektrische vergrendeling: SF6-gasdruksensor en sensor voor de opslag van veerenergie bieden realtime apparaatfeedback. Wanneer de gasdruk lager is dan 0,6 MPa of de veer niet onder spanning staat, wordt het sluitcircuit vergrendeld om onjuiste werking te voorkomen. Een lastschakelaar in een geprefabriceerd onderstation heeft bijvoorbeeld een overdrukklep in het onderste compartiment om automatisch de druk te laten ontsnappen wanneer het interne waterniveau de veiligheidsdrempels overschrijdt, waardoor explosierisico's worden voorkomen.
Mechanische vergrendelingen: Mechanische vergrendelingsapparaten implementeren sequentiële bedieningsbeperkingen tussen belastingsschakelaars, ontkoppelingen en aardingsschakelaars. Het sluiten moet bijvoorbeeld voorafgaan aan de werking van de lastschakelaar, en het openen moet de omgekeerde volgorde volgen. Het ontwerp zou catastrofale ongelukken kunnen voorkomen, zoals het loskoppelen van onder spanning staande stroomonderbrekers.
Conditiebewaking: Temperatuursensoren, gedeeltelijke ontladingssensoren en andere apparatuur kunnen continu de contacttemperatuur, boogenergie en andere parameters verzamelen. Sommige modellen lastschakelaars gebruiken Kgg-09 draadloze temperatuursensoren om contactpunten te bewaken en vroegtijdig te waarschuwen als de temperatuurstijging de ingestelde waarden overschrijdt, ter ondersteuning van preventief onderhoud.
IV. INLEIDING Toepassingscase: praktische validatie in slimme netwerken
Bij de slimme netwerktransformatie van Ningxia Shizuishan Power Supply Company werkt het twee- bedieningsmechanisme van 25 kV 630 A belastingschakelaars samen met het automatische hoofdstationsysteem om zelf- foutherstel te bewerkstelligen. Wanneer er kortsluiting optreedt, zorgt het smelten van de zekering ervoor dat de lastschakelaar binnen 0,02 seconden wordt geopend en de defecte sectie wordt geïsoleerd. Tegelijkertijd past het hoofdstationsysteem automatisch de topologie van het elektriciteitsnet aan via een module voor sequentiële bediening met één klik om de stroom naar de storingsvrije zone te herstellen. De oplossing verminderde de gemiddelde uitvaltijd van 2 uur naar 10 minuten en verbeterde de gebruikerstevredenheid met 40%.
Conclusie:
Het bedieningsmechanisme met twee- posities vereenvoudigt de besturingslogica, optimaliseert het ontwerp van de actuator, verbetert de veiligheidsbescherming en biedt een betrouwbare oplossing voor de automatiseringsupgrade van de 25 kV630A-belastingsschakelaars. Met de integratie van digital twin- en blockchain-technologie zullen belastingschakelaars in de toekomst verder worden ontwikkeld richting actieve detectie en autonome besluitvorming-, wat belangrijke ondersteuning zal bieden voor de constructie van nieuwe energiesystemen.