Gabinete de interruptores de transferencia automática de alto voltaje ASKVQC

  Antecedentes y principio básico  

I. Demanda industrial

En los sectores petroquímico, metalúrgico y otros sectores industriales a gran escala, los procesos de producción dependen en gran medida de un suministro energético estable.

Producción petroquímica

En la producción petroquímica, los procesos de reacción química requieren un control preciso de parámetros como la temperatura y la presión. Incluso una breve interrupción del suministro eléctrico, de tan solo unos segundos, puede provocar una reacción descontrolada, desencadenando incidentes de seguridad y provocando pérdidas económicas importantes.

Por ejemplo, en la vasija de un reactor crítico de una gran planta petroquímica, tienen lugar reacciones de polimerización complejas. Durante la reacción, la temperatura debe mantenerse dentro de un rango específico, con desviaciones que no excedan los ±2°C, una condición que depende completamente de un suministro de energía estable para impulsar el sistema de enfriamiento y el agitador. Si se interrumpe la energía, la temperatura del reactor aumenta rápidamente, lo que lleva a una reacción incontrolada. Esto no sólo resulta en la pérdida de un lote completo de producto, sino que también puede causar una explosión, lo que representa una grave amenaza para las instalaciones cercanas y la seguridad del personal.

Industria metalúrgica

En la industria metalúrgica, particularmente en la fabricación de hierro en altos hornos, cualquier anomalía en el suministro de energía puede provocar la solidificación del hierro fundido, provocando graves daños a los equipos e incurriendo en costos de reparación extremadamente altos. Como resultado, estas industrias exigen los más altos niveles de continuidad y confiabilidad del suministro de energía.

II.Limitaciones de los sistemas automáticos de transferencia de energía

Los sistemas tradicionales de conmutación de transferencia automática ( ATS ) tienen múltiples limitaciones en aplicaciones industriales

1. Tiempo de conmutación prolongado

El proceso de conmutación es lento y normalmente requiere de 1 a 2 segundos desde que se corta la energía hasta que se completa la transferencia. En las industrias petroquímica y metalúrgica, donde dominan las cargas de los motores, la fuerza contraelectromotriz de los motores provoca una disminución gradual del voltaje del bus. El ATS debe esperar hasta que el voltaje del bus caiga al 20%-35% del voltaje nominal antes de activarse. Para entonces, los motores ya se han visto afectados, con una velocidad de rotación reducida, comprometiendo la continuidad de la producción.

2. Configuración de prevención de corriente de irrupción

Para evitar altas corrientes de irrupción causadas por la oposición o diferencia de fase durante el cierre de la energía de respaldo, los sistemas tradicionales ATS a menudo emplean retrasos más largos y umbrales de voltaje más bajos, lo que prolonga aún más el tiempo de conmutación y no cumple con las demandas de producción.

Ejemplo de caso:

Durante una falla de la red en una planta metalúrgica, la interferencia de la fuerza electromagnética del motor hizo que el ATS tradicional tardara 1,5 segundos en completar la transferencia. Este retraso provocó:

- Caída de temperatura en el hierro fundido del alto horno.

- Composición química alterada

- Calidad del acero muy no conforme

- Pérdida casi total de todo el lote de acero fundido.

- Pérdidas económicas directas que superan los millones de RMB

III. Ventajas de la solución ASKVQC

La serie ASKVQ HV ATS está diseñada específicamente para abordar los desafíos antes mencionados.

Diseño integrado y ventajas Con un diseño integrado único combinado con plataformas avanzadas de hardware/software, ofrece seguridad, flexibilidad, precisión de respuesta rápida y alta confiabilidad. Durante la transferencia de energía, admite múltiples modos de conmutación para garantizar una conexión de energía de respaldo rápida y segura con un impacto mínimo en los motores.
Diseño modular Con un diseño integrado único combinado con plataformas avanzadas de hardware/software, ofrece seguridad, flexibilidad, precisión de respuesta rápida y alta confiabilidad. Durante la transferencia de energía, admite múltiples modos de conmutación para garantizar una conexión de energía de respaldo rápida y segura con un impacto mínimo en los motores.
Superioridad de hardware y control
Equipado con un procesador ARM de alto rendimiento y chips de muestreo AD de precisión para una conmutación ultrarrápida (<400 ms) y precisa	Incorpora un diseño antiinterferencia tanto en hardware como en software, validado por pruebas EMC de más alto nivel de terceros para un funcionamiento estable en entornos industriales hostiles.	El tiempo de conmutación de 400 ms (en comparación con los sistemas ATS tradicionales) reduce drásticamente las interrupciones en la producción.

  Montaje y estructura del sistema  

I.  Estructura de HV ATS

Para conmutación de energía de 12 kV y voltajes más bajos, el ASKVQ HV ATS proporciona una capacidad de transferencia automática perfecta.

Columna de poste de aislamiento sellado fijo El conjunto de poste aislado herméticamente sellado utiliza un proceso de fundición integrado patentado, que integra la cámara de extinción de arco al vacío y las piezas portadoras de corriente en resina epoxi para un aislamiento dieléctrico sólido, lo que demuestra una resistencia de voltaje de frecuencia industrial de 42 kV.

1: Columna de poste de aislamiento con sello fijo 2: enclavamiento mecánico 3: Interfaz del mango de almacenamiento de energía 4: Almacenamiento de energía y visualización del estado de división y cierre. 5: botón de cambio manual 6: coche chasis

Enclavamiento mecánico El mecanismo emplea una interdicción mecánica positiva para imponer el funcionamiento con una sola fuente, con restricciones estructurales que hacen que las conexiones eléctricamente paralelas sean físicamente imposibles.
Otras partes Mango de carga manual para uso de emergencia o mantenimiento. La pantalla de estado LED muestra la posición de carga/interruptor mediante códigos de color. Botón manual de emergencia y carro de chasis de modo dual: -Manual: operación con manivela -Eléctrico: Controlado a distancia

Escenario de aplicación

Conectado al centro de monitoreo de energía central a través de Ethernet • Transmisión de datos en tiempo real y registro instantáneo de fallas • Permite un diagnóstico rápido de fallas y minimiza el tiempo de inactividad

III.Especificaciones sobre la estructura del cuerpo del gabinete

El CABINET ASKVQ, especialmente diseñado, ofrece montaje mecánico y conectividad de circuito de alimentación para sistemas de conmutación HV integrados.

Diseño del cuerpo del gabinete

El tamaño del gabinete es preciso y su distribución interna es razonable. Está equipado con un terminal de entrada de fuente de alimentación principal, un terminal de entrada de fuente de alimentación de respaldo y un terminal de salida de carga.

Transmisión de energía eléctrica

La transmisión de energía confiable se logra mediante un convertidor de voltaje-corriente y barras colectoras de cobre. El espacio de instalación está reservado para la instalación de interruptores y controladores HV ATS para garantizar la integración compacta del sistema.

Material y rendimiento del cuerpo del gabinete

El cuerpo del gabinete está hecho de acero de alta calidad, que tiene buena resistencia mecánica y rendimiento de blindaje electromagnético. Las barras colectoras internas de cobre están hechas de materiales de cobre con alta conductividad eléctrica. El área de la sección transversal se ha calculado estrictamente para cumplir con los requisitos de transmisión de la corriente nominal. Además, en condiciones de gran corriente, el aumento de temperatura de las barras colectoras de cobre se controla dentro de un rango razonable, lo que garantiza la estabilidad de la transmisión de energía.

  Tecnología central  

I. Disyuntor de vacío

La cámara de extinción de arco al vacío es un componente clave del interruptor ASKVQ HV ATS .
Arco - Principio de extinción

Utiliza la alta resistencia del aislamiento y la rápida capacidad de extinción del arco del entorno de vacío. Durante el proceso de apertura, los bloques de contacto dentro del arco de vacío - cámara de extinción se separan y el arco eléctrico se extingue rápidamente en el ambiente de vacío, cortando efectivamente el circuito.
Ventajas de diseño y vida útil

Los procesos especiales de diseño y fabricación garantizan una alta confiabilidad y una larga vida útil de la cámara de extinción de arco al vacío, que puede soportar múltiples operaciones de cierre y apertura. El tiempo de extinción del arco de la cámara de extinción del arco de vacío es extremadamente corto y generalmente completa el proceso de extinción del arco en unos pocos milisegundos, lo que mejora en gran medida la capacidad del interruptor para interrumpir las corrientes de falla. Su material de contacto interno especial y su diseño estructural pueden reducir efectivamente el grado de erosión de los contactos, extendiendo la vida útil de la cámara de extinción de arco. Bajo la corriente nominal de corte de cortocircuito, se pueden lograr más de 30 operaciones de apertura.

II. Sistema de barras colectoras

El sistema de barras es responsable de la distribución y transmisión de energía eléctrica.

Rendimiento del material : Se aplica material de alta calidad, con baja resistencia y capacidad de carga de alta corriente.

Consideración del diseño:  En el diseño, se consideran plenamente factores como la distribución de corriente, la disipación de calor y la resistencia mecánica para garantizar un funcionamiento estable en condiciones de carga alta. Al mismo tiempo, el sistema de barras colectoras coopera estrechamente con interruptores, gabinetes y otros componentes para lograr una transmisión de energía eficiente.

III. Enclavamiento mecánico

El dispositivo de bloqueo mecánico es una parte importante para garantizar el funcionamiento seguro del sistema.

Principio de enclavamiento

El funcionamiento del interruptor está restringido mediante una estructura mecánica para garantizar que las fuentes de alimentación bidireccionales no se cierren simultáneamente bajo ninguna circunstancia.

Fiabilidad y seguridad

Este diseño de enclavamiento es simple y confiable, evita el mal funcionamiento de la capa física y mejora la seguridad y estabilidad del sistema. El enclavamiento mecánico adopta múltiples conjuntos de conexiones mecánicas y estructuras de bloqueo. Cuando el interruptor de suministro de energía unidireccional está en estado cerrado, el enclavamiento mecánico bloqueará el mecanismo de operación del interruptor de otro sentido, impidiendo que realice operaciones de cierre. Sólo cuando se abre el interruptor cerrado el dispositivo de enclavamiento liberará el bloqueo, permitiendo que el interruptor de otro sentido realice operaciones de cierre, eliminando fundamentalmente la posibilidad de que las fuentes de alimentación de dos vías se cierren simultáneamente.

Doble - Entrante - Transferencia en modo línea

En el modo de línea entrante dual, cuando el voltaje de la línea n.° 1 falla y el voltaje de la línea n.° 2 es normal, y el interruptor n.° 2 está en la posición abierta, el controlador retrasa automáticamente el disparo del interruptor n.° 1 y luego retrasa el cierre del interruptor n.° 2; cuando el voltaje de la línea n.° 1 se recupera y el interruptor n.° 1 está en la posición abierta, realiza automáticamente la transferencia inversa para garantizar la continuidad del suministro de energía.

Caso de aplicación práctica

En la aplicación práctica de una determinada fábrica, cuando la fuente de alimentación n.° 1 falló debido a una falla, después de detectar que la fuente de alimentación n.° 2 era normal, el controlador completó rápidamente la transferencia de la fuente de alimentación n.° 1 a la fuente de alimentación n.° 2 dentro de 400 ms de acuerdo con la lógica preestablecida, asegurando el funcionamiento normal del equipo de producción de la fábrica y evitando interrupciones de producción causadas por cortes de energía.

  Instalación y puesta en marcha  

I. Preparación para la instalación

Antes de instalar el GABINETE HV ATS SERIE ASKVQ, es necesario realizar una serie de trabajos preparatorios. En primer lugar, es necesario asegurarse de que el lugar de instalación cumpla con los requisitos del equipo. El sitio debe estar seco, bien ventilado y libre de gases corrosivos y sustancias inflamables y explosivas. Al mismo tiempo, se debe comprobar la planitud y la capacidad portante de la base de instalación. La desviación de la nivelación de la base no debe exceder el valor especificado y la capacidad de carga debe cumplir con los requisitos de peso del equipo. Además, es necesario preparar las herramientas y materiales necesarios para la instalación, como llaves inglesas, destornilladores y niveles de burbuja, así como materiales como cables de conexión y acero plano de puesta a tierra.

II. Instalación del gabinete

Al instalar los gabinetes, se deben colocar y fijar de acuerdo con los requisitos de los planos de diseño. Primero, mueva los gabinetes al lugar de instalación y use un nivel de burbuja para ajustar el nivel de los gabinetes y asegurarse de que estén en estado horizontal. Luego, fije los gabinetes a la base de instalación con pernos. El par de apriete de los tornillos debe cumplir los requisitos especificados. Durante el proceso de instalación del gabinete, preste atención al apriete de las conexiones entre los gabinetes para garantizar buenas conexiones eléctricas entre ellos.

III. Conexión eléctrica

La conexión eléctrica es un paso crucial en el proceso de instalación. Al realizar conexiones eléctricas, debe seguir estrictamente el diagrama esquemático eléctrico y el diagrama de cableado.

Primero, conecte las líneas entrantes de la fuente de alimentación principal y la fuente de alimentación de reserva, asegurándose de que las conexiones sean firmes y estén bien aisladas. Luego, conecte los terminales de salida de la carga, prestando atención a la secuencia de fases y la polaridad de la carga. Además, conecte el circuito de control, el circuito de señal, etc., para garantizar que todas las conexiones del circuito sean correctas.

Al conectar cables, preste atención al radio de curvatura y al método de fijación de los cables para evitar dañarlos.

IV. Pasos de puesta en marcha

Una vez completada la instalación, es necesario realizar trabajos de puesta en servicio. Antes de la puesta en servicio, realice una inspección exhaustiva del equipo. Compruebe si las conexiones eléctricas son seguras, el aislamiento está en buenas condiciones y todos los componentes funcionan correctamente.

Durante la puesta en servicio, primero realice una prueba de resistencia de aislamiento. Utilice un probador de resistencia de aislamiento para medir los valores de resistencia de aislamiento de cada circuito. Los valores de resistencia de aislamiento deben cumplir los requisitos especificados. Luego, lleve a cabo una prueba de tensión soportada para probar el rendimiento de aislamiento del equipo aplicando una tensión de prueba. A continuación, realice una puesta en servicio del circuito de control para verificar si todas las funciones del controlador son normales, como conmutación manual, conmutación automática, funciones de protección, etc. Finalmente, realice una prueba de carga. En condiciones de carga simuladas, verifique el funcionamiento del equipo para asegurarse de que pueda funcionar correctamente.

  Operación y mantenimiento  

I.Precauciones durante la operación

Durante el funcionamiento del equipo, se deben tomar las siguientes precauciones. En primer lugar, preste mucha atención al estado operativo del equipo. Observe la pantalla de visualización del controlador para verificar información como los parámetros eléctricos y el estado de conmutación del equipo. Si se detecta alguna situación anormal, se deben tomar medidas oportunas para su manejo. En segundo lugar, inspeccione periódicamente el aspecto del equipo. Compruebe si el gabinete está deformado o dañado y si las conexiones de todos los componentes son seguras. Además, preste atención al entorno operativo del equipo. Mantenga el entorno alrededor del equipo limpio y seco para evitar la influencia de factores como el polvo y la humedad en el equipo.

II.Contenido del mantenimiento de rutina

El trabajo de mantenimiento de rutina incluye limpiar el equipo, verificar las conexiones eléctricas y verificar el estado de funcionamiento de cada componente. Limpie periódicamente la superficie y el interior del equipo para eliminar el polvo y la suciedad y mantener el equipo limpio. Verifique si las conexiones eléctricas están flojas y, de ser así, apriételas de manera oportuna. Verifique el estado de funcionamiento de cada componente, como el estado de apertura y cierre de los interruptores y la acción de los relés. Si encuentra alguna anomalía, reemplace el componente de manera oportuna. Además, lubrique periódicamente el equipo para asegurar el normal funcionamiento de sus partes móviles.

III.Artículos de mantenimiento periódico

Además del mantenimiento de rutina, también se requiere un mantenimiento periódico. Los elementos de mantenimiento periódico incluyen la verificación del rendimiento del aislamiento, la verificación de las funciones de protección y la verificación de las funciones de comunicación. Utilice periódicamente un probador de resistencia de aislamiento para medir los valores de resistencia de aislamiento de cada circuito y comprobar si el rendimiento de aislamiento del equipo es bueno. Verifique si las funciones de protección son normales simulando condiciones de falla para ver si el dispositivo de protección puede actuar de manera oportuna. Verifique si las funciones de comunicación son normales comunicándose con la computadora host a través de la interfaz de comunicación para verificar si la transmisión de datos es normal. Además, calibre periódicamente el equipo para garantizar su precisión de medición y precisión de control.

  Parámetros técnicos  

  Preguntas frecuentes  

Pregunta frecuente 1: ¿Su interruptor de transferencia de doble potencia de alto voltaje es compatible con redes eléctricas de 60 Hz?
Respuesta:
Nuestro controlador ASKVQ presenta un diseño de amplia frecuencia (adaptación automática de 50/60 Hz) con estas especificaciones clave:

Tiempo de transferencia: <12 ms (cumple con los estándares IEEE 446)

Ajuste automático de la frecuencia de muestreo

Diseño de aislamiento dual de 12/17,5 kV

Pregunta frecuente 2: ¿Cómo se evitan transferencias falsas causadas por la formación de arcos en el lado de CC en aplicaciones fotovoltaicas?
Respuesta:
El sistema de protección AISIKAI proporciona:

Detección de arco UV (respuesta <2 ms)

Transferir lógica de bloqueo durante fallas de arco

Redundancia de CPU dual
Las pruebas de campo muestran una reducción de 18 operaciones falsas/año a cero en plantas de 200 MW.

Pregunta frecuente 3: ¿Qué protección se proporciona para ambientes húmedos?
Respuesta:
Las características de protección clave incluyen:

Caja de aluminio IP55 (probada con niebla salina)

Contactos plateados (tolerancia 95 % de humedad relativa)

Distancia de fuga mínima de 15 mm.
El mantenimiento requiere una limpieza semestral con etanol anhidro (documento P41).