고전압 회로 차단기와 절연 스위치의 차이점은 무엇입니까?

고전압 차단기(또는 고전압 스위치)는 변전소의 주요 전력 제어 장비로, 아크 소멸 기능을 갖추고 있습니다. 시스템이 정상 작동 중일 때는 무부하 및 부하 전류를 차단하여 선로와 각종 전기 장비의 전류 흐름을 방해하지 않습니다. 시스템에 고장이 발생하면 계전기 보호 장치와 함께 고장 전류를 신속하게 차단하여 사고 확산을 방지합니다.

이 차단 스위치는 아크 소멸 장치가 없습니다. 규정상 부하 전류가 5A 미만일 경우 작동이 허용되지만, 일반적으로 부하가 걸린 상태에서는 작동하지 않습니다. 그러나 이 차단 스위치는 구조가 간단하고 외관만으로 작동 상태를 한눈에 파악할 수 있으며, 유지 보수 시 차단 지점을 쉽게 확인할 수 있습니다.

회로 차단기는 일반적으로 "스위치"라고 하며, 차단 스위치는 "나이프 브레이크"라고 합니다. 이 두 가지는 종종 함께 사용됩니다. 고전압 회로 차단기와 차단 스위치의 차이점은 다음과 같습니다.

1) 고전압 부하 스위치는 부하가 걸린 상태에서도 차단이 가능하며 자체 아크 소멸 기능을 갖추고 있지만, 차단 용량이 매우 작고 제한적입니다.

2) 고전압 차단 스위치는 일반적으로 부하 차단 기능이 없고 아크 커버 구조도 없지만, 부하 차단 기능이 있는 고전압 차단 스위치도 있으며, 이 경우 구조가 부하 스위치와 다르고 비교적 간단합니다.

3) 고전압 부하 스위치와 고전압 차단 스위치는 명확한 차이점을 보일 수 있습니다. 대부분의 고전압 회로 차단기는 절연 기능이 없으며, 일부 고전압 회로 차단기만 절연 기능을 가지고 있습니다.

4) 고전압 차단 스위치는 보호 기능이 없으며, 고전압 부하 스위치의 보호는 일반적으로 퓨즈 보호 방식으로 이루어지며, 급속 차단 및 과전류 보호 기능만 있습니다.

5) 고전압 차단기의 차단 용량은 제조 과정에서 매우 높게 설계될 수 있습니다. 주로 2차 장비가 장착된 전류 변압기를 사용하여 보호하며, 단락 보호, 과부하 보호, 누전 차단 등의 기능을 갖출 수 있습니다.

스위치 작동 메커니즘의 분류

1. 스위치 작동 메커니즘의 분류

오늘날 우리가 접하는 스위치는 일반적으로 오일식(구형 모델, 현재는 거의 볼 수 없음), 오일식(일부 사용자 스테이션에서 여전히 사용됨), SF6식, 진공식, GIS(복합 전기 기기) 및 기타 유형으로 나뉩니다. 이 모든 것은 스위치의 아크 발생 매체와 관련이 있습니다. 우리에게는 이차적으로 밀접하게 관련된 스위치의 작동 메커니즘이 중요합니다.

작동 메커니즘 유형은 전자기 작동 메커니즘(비교적 오래된 방식으로, 일반적으로 유입식 또는 무유지식 차단기에 장착됨), 스프링 작동 메커니즘(현재 가장 일반적이며, SF6, 진공, GIS 차단기에 일반적으로 장착됨), 그리고 최근 ABB에서 도입한 새로운 유형의 영구 자석 작동 메커니즘(예: VM1 진공 차단기)으로 나눌 수 있습니다.

2. 전자기 작동 메커니즘

전자기 작동 메커니즘은 폐쇄 코일을 통해 흐르는 폐쇄 전류에 의해 생성되는 전자기 흡입력에 전적으로 의존하여 트립 스프링을 닫고 누릅니다. 트립은 주로 트립 스프링에서 에너지를 공급받습니다.

따라서 이러한 작동 메커니즘의 트립 전류는 작지만, 폐쇄 전류는 매우 커서 순간적으로 100암페어를 초과할 수 있습니다.

이러한 이유로 변전소의 직류 시스템은 모선을 제어하기 위해 모선을 개폐해야 합니다. 폐쇄 마더는 폐쇄 전력을 공급하고, 제어 마더는 제어 루프에 전력을 공급합니다.

폐쇄 버스는 배터리 팩에 직접 연결되어 있으며, 폐쇄 전압은 배터리 팩의 전압(일반적으로 약 240V)입니다. 배터리 방전 효과를 이용하여 폐쇄 시 큰 전류를 공급하므로 폐쇄 시 전압 변동이 매우 급격합니다. 제어 버스는 실리콘 체인 강압기와 마더보드를 통해 연결되어 있으며(일반적으로 220V에서 제어), 폐쇄 시 제어 버스 전압의 안정성에 영향을 미치지 않습니다. 전자식 작동 메커니즘의 폐쇄 전류가 매우 크기 때문에 보호 폐쇄 회로는 폐쇄 코일을 직접 통과하지 않고 폐쇄 접촉기를 통해 연결됩니다. 트립 회로는 트립 코일에 직접 연결됩니다.

폐쇄 접촉기 코일은 일반적으로 전압형이며 저항값이 큽니다(수 kΩ). 보호 장치를 이 회로와 연동할 경우, 정상적인 시동을 유지하기 위해 폐쇄 시 주의해야 합니다. 하지만 트립이 TBJ의 정상적인 시동을 유지하므로 역류 방지 기능은 여전히 ​​작동합니다. 이 메커니즘은 폐쇄 시간이 길고(120ms~200ms) 개방 시간이 짧습니다(60~80ms).

3. 스프링 작동 메커니즘

이러한 메커니즘은 현재 가장 일반적으로 사용되는 메커니즘으로, 스프링의 에너지 공급을 통해 개폐가 이루어집니다. 점프식 개폐 코일은 스프링 위치 고정 핀을 당기는 데 필요한 에너지만 제공하므로 점프식 개폐 전류는 일반적으로 크지 않습니다. 스프링 에너지 저장 장치는 에너지 저장 모터에 의해 압축됩니다.

스프링 에너지 저장 작동기 2차 루프

탄성 작동 메커니즘의 경우, 폐쇄 버스는 주로 에너지 저장 모터에 전력을 공급하며 전류가 크지 않으므로 폐쇄 버스와 제어 버스 간의 보호 차이가 크지 않습니다. 따라서 일반적으로 보호 위치에 특별히 주의를 기울일 필요가 없습니다.

4. 영구 자석 작동기

영구 자석 작동기는 ABB가 국내 시장에 적용한 메커니즘으로, 최초로 VM1 10kV 진공 차단기에 적용되었습니다.

그 원리는 대략 전자기식과 유사하며, 구동축은 영구 자석 재질로 만들어지고, 전자기 코일 주위에 영구 자석이 감겨 있습니다.

정상적인 상황에서 전자기 코일은 충전되지 않은 상태이며, 스위치를 열거나 닫을 때 자기 인력 또는 척력 원리를 이용하여 코일의 극성을 변화시킴으로써 스위치를 열거나 닫습니다.

이 전류는 작지 않지만, 스위치는 대용량 콘덴서에 "저장"되어 있다가 작동 중에 방전되어 큰 전류를 공급합니다.

이 메커니즘의 장점은 크기가 작고, 전달 기계 부품 수가 적어 탄성 작동 메커니즘보다 신뢰성이 더 높다는 것입니다.

당사의 보호 장치와 연동하여 작동하는 트립 루프는 고저항 솔리드 스테이트 릴레이를 구동하며, 이 릴레이는 실제로 동작 펄스를 제공해야 합니다.

따라서 스위치를 켜면 루프가 확실히 시작되지 않으며, 점프 보호 기능도 작동하지 않습니다(점프 메커니즘 자체가 작동함).

하지만 고체 계전기의 동작 전압이 높기 때문에 기존 설계에서는 TW 음극을 폐쇄 회로에 연결하는데, 이로 인해 고체 계전기는 작동하지 않지만 부분 전압이 너무 높아 위치 계전기가 시동되지 않을 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

1. 상부 절연 실린더(진공 아크 소멸 챔버 포함)

2. 절연 실린더를 아래로 내리십시오.

3. 수동 개폐 손잡이

4. 섀시 (내장형 영구 자석 작동 메커니즘)

전압 변압기

6. 아슬아슬하게

7. 전류 변압기

8. 온라인

현장에서 발생한 이러한 상황에 대한 구체적인 분석 및 처리 과정은 본 논문의 디버깅 사례 부분에서 자세히 설명되어 있습니다.

중국에서도 영구 자석 작동 메커니즘 제품이 생산되고 있지만, 이전에는 품질이 그다지 좋지 않았습니다. 최근 몇 년 동안 품질이 점차 향상되어 시장에 출시되고 있습니다. 비용 절감을 위해 국내산 영구 자석 메커니즘은 일반적으로 정전 용량이 없고, 전류는 폐쇄 버스에서 직접 공급됩니다.

당사의 작동 메커니즘은 온-오프 접촉기(일반적으로 전류형으로 선택됨)에 의해 구동되며, 홀드 및 역류 방지 기능이 일반적으로 작동 가능합니다.

5.FS 유형 "스위치" 및 기타

위에서 언급한 것은 회로 차단기(일반적으로 스위치라고 함)이지만, 발전소 건설 현장에서는 사용자들이 FS 스위치라고 부르는 것을 접할 수도 있습니다. FS 스위치는 부하 스위치와 고속 퓨즈의 약자입니다.

스위치가 더 비싸기 때문에 비용 절감을 위해 이 FS 회로를 사용합니다. 정상 전류는 부하 스위치로 차단되고, 고장 전류는 고속 퓨즈로 차단됩니다.

이러한 종류의 회로는 6kV 발전소 시스템에서 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 회로와 함께 보호 장치를 설치하여 고장 전류가 부하 스위치의 허용 차단 전류보다 클 경우 트립을 방지하거나 지연을 통해 퓨즈 전류를 신속하게 제거할 수 있도록 해야 하는 경우가 많습니다. 일부 발전소 사용자는 유지 루프를 보호하지 않기를 원할 수도 있습니다.

스위치의 품질이 좋지 않아 보조 접점이 제자리에 있지 않을 수 있으며, 유지 회로가 작동되면 복귀하기 전에 차단기의 보조 접점이 열려야 합니다. 그렇지 않으면 점프 차단 전류가 점프 차단 코일에 계속 연결되어 코일이 타버릴 수 있습니다.

점프 클로징 코일은 단시간 동안만 전류가 흐르도록 설계되었습니다. 장시간 전류가 흐르면 쉽게 타버릴 수 있습니다. 또한, 보호 접점이 타버리지 않도록 반드시 홀딩 루프를 설치해야 합니다.

물론 현장 사용자가 원한다면 홀딩 루프를 제거할 수도 있습니다. 일반적으로 가장 간단한 방법은 릴레이의 상시 개방 접점과 양극 제어 암 커넥터를 연결하는 회로 기판의 배선을 잘라내는 것입니다.

디버깅 현장에서는 스위치를 켜고 끄는 동작 시 위치 표시등이 꺼져 있는지 확인해야 합니다. (단, 스프링에 에너지가 저장되지 않은 경우는 제외하며, 이 경우 패널에 스프링 에너지 부족 경보가 표시됩니다.) 스위치 코일이 타는 것을 방지하기 위해 제어 전원을 즉시 차단해야 합니다. 이는 현장에서 반드시 명심해야 할 기본 원칙입니다.