Gabinete de comutação de transferência automática de alta tensão ASKVQC

  Antecedentes e Princípio Básico  

I. Demanda Industrial

Nos setores petroquímico, metalúrgico e outros setores industriais de grande escala, os processos de produção são altamente dependentes de um fornecimento de energia estável.

Produção petroquímica

Na produção petroquímica, os processos de reação química exigem controle preciso de parâmetros como temperatura e pressão. Mesmo uma breve interrupção de energia de apenas alguns segundos pode levar a uma reação descontrolada, desencadeando incidentes de segurança e causando perdas económicas significativas.

Por exemplo, num reactor crítico numa grande instalação petroquímica, ocorrem reacções de polimerização complexas. Durante a reação, a temperatura deve ser mantida dentro de uma faixa específica, com desvios que não excedam ±2°C – uma condição inteiramente dependente de uma fonte de alimentação estável para acionar o sistema de resfriamento e o agitador. Se a energia for interrompida, a temperatura do reator aumenta rapidamente, levando a uma reação descontrolada. Isto não só resulta na perda de um lote inteiro de produto, mas também pode causar uma explosão, representando uma grave ameaça às instalações próximas e à segurança do pessoal.

Indústria Metalúrgica

Na indústria metalúrgica, particularmente na produção de ferro em altos-fornos, qualquer anormalidade no fornecimento de energia pode levar à solidificação do ferro fundido, causando graves danos ao equipamento e incorrendo em custos de reparo extremamente elevados. Como resultado, essas indústrias exigem os mais altos níveis de continuidade e confiabilidade no fornecimento de energia.

II.Limitações dos sistemas automáticos de transferência de potência

Os sistemas tradicionais de comutação de transferência automática (ATS) apresentam múltiplas limitações em aplicações industriais

1. Longo tempo de troca

O processo de comutação é lento, normalmente exigindo de 1 a 2 segundos desde a perda de energia até a conclusão da transferência. Nas indústrias petroquímica e metalúrgica, onde as cargas dos motores dominam, a fem reversa dos motores causa um declínio gradual na tensão do barramento. O ATS deve esperar até que a tensão do barramento caia para 20%-35% da tensão nominal antes de ser ativado. A essa altura, os motores já foram afetados, com velocidade de rotação reduzida, comprometendo a continuidade da produção.

2. Configurações de prevenção de corrente de irrupção

Para evitar altas correntes de partida causadas por oposição de fase ou diferença de fase durante o fechamento da energia de reserva, os sistemas ATS tradicionais geralmente empregam atrasos mais longos e limites de tensão mais baixos, prolongando ainda mais o tempo de comutação e não atendendo às demandas de produção.

Exemplo de caso:

Durante uma falha na rede em uma planta metalúrgica, a interferência do back-emf do motor fez com que o ATS tradicional levasse 1,5 segundos para concluir a transferência. Este atraso levou a:

- Queda de temperatura no ferro fundido do alto-forno

- Composição química alterada

- Qualidade do aço severamente não conforme

- Perda quase total de todo o lote de aço fundido

- Perdas económicas directas superiores a milhões de RMB

III. Vantagens da solução ASKVQC

A série ASKVQ HVATS foi projetada especificamente para enfrentar os desafios mencionados acima.

Design Integrado e Vantagens Apresentando um design integrado exclusivo combinado com plataformas avançadas de hardware/software, oferece segurança, flexibilidade, precisão de resposta rápida e alta confiabilidade. Durante a transferência de energia, ele oferece suporte a vários modos de comutação para garantir o envolvimento rápido e seguro da energia de backup com impacto mínimo nos motores.
Projeto Modular Apresentando um design integrado exclusivo combinado com plataformas avançadas de hardware/software, oferece segurança, flexibilidade, precisão de resposta rápida e alta confiabilidade. Durante a transferência de energia, ele oferece suporte a vários modos de comutação para garantir o envolvimento rápido e seguro da energia de backup com impacto mínimo nos motores.
Superioridade de hardware e controle
Equipado com um processador ARM de alto desempenho e chips de amostragem AD de precisão para comutação ultrarrápida (<400ms) e precisão	Incorpora design anti-interferência em hardware e software, validado por testes EMC de alto nível de terceiros para operação estável em ambientes industriais severos	O tempo de comutação de 400 ms (em comparação com os sistemas ATS tradicionais) reduz drasticamente as interrupções na produção

  Montagem e Estrutura do Sistema  

I.  Estrutura do HVATS

Para comutação de energia de 12kV e tensão mais baixa, o ASKVQ HVATS oferece capacidade de transferência automática contínua.

Coluna de pólo de isolamento selado fixo O conjunto de pólo isolado hermeticamente selado utiliza um processo de fundição incorporado patenteado, integrando a câmara de extinção de arco a vácuo e peças de transporte de corrente em resina epóxi para isolamento dielétrico sólido, demonstrando resistência à tensão de frequência de potência de 42kV.

1: Coluna de pólo de isolamento de vedação fixa 2：Intertravamento mecânico 3:Interface de alça de armazenamento de energia 4: Armazenamento de energia e exibição de status de divisão e fechamento 5:Botão de comutação manual 6: Chassi do carro

Intertravamento Mecânico O mecanismo emprega interdição mecânica positiva para impor a operação de fonte única, com restrições estruturais que tornam fisicamente impossíveis conexões eletricamente paralelas.
Outras peças Alça de carregamento manual para uso de emergência ou manutenção. O display de status LED mostra a posição de carregamento/interruptor por meio de códigos de cores. Botão manual de emergência e carrinho de chassi de modo duplo: -Manual: operação com manivela -Elétrico: controlado remotamente

Cenário de aplicação

Conectado ao centro central de monitoramento de energia via Ethernet • Transmissão de dados em tempo real e registro instantâneo de falhas • Permite diagnóstico rápido de falhas e minimiza o tempo de inatividade

III.Especificações sobre a estrutura do corpo do gabinete

O ASKVQ CABINET especialmente desenvolvido oferece montagem mecânica e conectividade de circuito de energia para sistemas de comutação HV integrados.

Projeto do Corpo do Gabinete

O tamanho do gabinete é preciso e seu layout interno é razoável. É equipado com um terminal de entrada da fonte de alimentação principal, um terminal de entrada da fonte de alimentação reserva e um terminal de saída de carga.

Transmissão de Energia Elétrica

A transmissão confiável de energia é obtida por meio de um conversor tensão-corrente e barramentos de cobre. O espaço de instalação é reservado para a instalação de interruptores e controladores HVATS para garantir a integração compacta do sistema.

Material e desempenho do corpo do gabinete

O corpo do gabinete é feito de aço de alta qualidade, que possui boa resistência mecânica e desempenho de blindagem eletromagnética. Os barramentos internos de cobre são feitos de materiais de cobre com alta condutividade elétrica. A área da seção transversal foi estritamente calculada para atender aos requisitos de transmissão da corrente nominal. Além disso, sob condições de grande corrente, o aumento da temperatura dos barramentos de cobre é controlado dentro de uma faixa razoável, garantindo a estabilidade da transmissão de energia.

  Tecnologia Central  

I. Disjuntor a vácuo

A câmara de extinção de arco a vácuo é um componente chave do interruptor ASKVQ HVATS.
Arco – Princípio Extintor

Ele utiliza a alta resistência de isolamento e a rápida capacidade de extinção de arco do ambiente de vácuo. Durante o processo de abertura, os blocos de contato dentro da câmara de extinção do arco a vácuo se separam, e o arco elétrico é rapidamente extinto no ambiente de vácuo, cortando efetivamente o circuito.
Vantagens de design e vida útil

Processos especiais de projeto e fabricação garantem a alta confiabilidade e longa vida útil da câmara de extinção de arco a vácuo, que pode suportar múltiplas operações de fechamento e abertura. O tempo de extinção do arco da câmara de extinção de arco a vácuo é extremamente curto, geralmente completando o processo de extinção do arco em alguns milissegundos, melhorando muito a capacidade da chave de interromper correntes de falta. Seu material de contato interno especial e design estrutural podem efetivamente reduzir o grau de erosão dos contatos, prolongando a vida útil da câmara de extinção de arco. Sob a corrente nominal de interrupção de curto - circuito, mais de 30 operações de abertura podem ser alcançadas.

II. Sistema de barramento

O sistema de barramentos é responsável pela distribuição e transmissão de energia elétrica.

Desempenho do material : É aplicado material de alta qualidade, apresentando baixa resistência e alta capacidade de carga de corrente.

Consideração do projeto:  No projeto, fatores como distribuição de corrente, dissipação de calor e resistência mecânica são totalmente considerados para garantir uma operação estável sob condições de alta carga. Ao mesmo tempo, o sistema de barramento coopera estreitamente com interruptores, gabinetes e outros componentes para obter uma transmissão de energia eficiente.

III. Intertravamento Mecânico

O dispositivo de intertravamento mecânico é uma parte importante para garantir a operação segura do sistema.

Princípio de intertravamento

A operação da chave é restrita por meio de uma estrutura mecânica para garantir que as fontes de alimentação bidirecionais não sejam fechadas simultaneamente em nenhuma circunstância.

Confiabilidade e Segurança

Este projeto de intertravamento é simples e confiável, evitando a operação incorreta da camada física e melhorando a segurança e a estabilidade do sistema. O intertravamento mecânico adota vários conjuntos de ligações mecânicas e estruturas de travamento. Quando a chave unidirecional da fonte de alimentação está no estado fechado, o intertravamento mecânico travará o mecanismo de operação da chave reversa, impedindo-a de realizar operações de fechamento. Somente quando a chave fechada é aberta o dispositivo de intertravamento libera a trava, permitindo que a chave reversa execute operações de fechamento, eliminando fundamentalmente a possibilidade de as fontes de alimentação bidirecionais serem fechadas simultaneamente.

Transferência de modo de linha dupla - entrada

No modo de linha de entrada dupla, quando a tensão da linha nº 1 falha e a tensão da linha nº 2 está normal, e a chave nº 2 está na posição aberta, o controlador atrasa automaticamente o disparo da chave nº 1 e, em seguida, atrasa o fechamento da chave nº 2; quando a tensão da linha nº 1 se recupera e a chave nº 1 está na posição aberta, ela executa automaticamente a transferência reversa para garantir a continuidade da fonte de alimentação.

Caso prático de aplicação

Na aplicação prática de uma determinada fábrica, quando a fonte de alimentação nº 1 falhou devido a uma falha, após detectar que a fonte de alimentação nº 2 estava normal, o controlador concluiu rapidamente a transferência da fonte de alimentação nº 1 para a fonte de alimentação nº 2 dentro de 400ms de acordo com a lógica predefinida, garantindo o funcionamento normal dos equipamentos de produção da fábrica e evitando interrupções de produção causadas por quedas de energia.

  Instalação e comissionamento  

I. Preparação para Instalação

Antes de instalar o GABINETE HVATS DA SÉRIE ASKVQ, uma série de trabalhos preparatórios precisam ser realizados. Em primeiro lugar, é necessário garantir que o local de instalação atende aos requisitos do equipamento. O local deve ser seco, bem ventilado e livre de gases corrosivos e substâncias inflamáveis ​​e explosivas. Ao mesmo tempo, a planicidade e a capacidade de carga da fundação de instalação devem ser verificadas. O desvio do nivelamento da fundação não deve ultrapassar o valor especificado, e a capacidade de carga deve atender aos requisitos de peso do equipamento. Além disso, as ferramentas e os materiais necessários para a instalação, como chaves inglesas, chaves de fenda e níveis de bolha, bem como materiais como cabos de conexão e aço plano de aterramento, precisam ser preparados.

II. Instalação de gabinete

Na instalação dos gabinetes, eles devem ser posicionados e fixados de acordo com as exigências dos desenhos de projeto. Primeiro, mova os gabinetes para o local de instalação e use um nível de bolha para ajustar o nivelamento dos gabinetes para garantir que estejam na horizontal. Em seguida, fixe os gabinetes na base de instalação com parafusos. O torque de aperto dos parafusos deve atender aos requisitos especificados. Durante o processo de instalação do gabinete, preste atenção ao aperto das conexões entre os gabinetes para garantir boas conexões elétricas entre eles.

III. Conexão Elétrica

A conexão elétrica é uma etapa crucial no processo de instalação. Ao fazer as conexões elétricas, você deve seguir rigorosamente o diagrama esquemático elétrico e o diagrama de fiação.

Primeiro, conecte as linhas de entrada da fonte de alimentação principal e da fonte de alimentação de reserva, garantindo que as conexões estejam firmes e bem isoladas. Em seguida, conecte os terminais de saída da carga, prestando atenção à sequência de fases e polaridade da carga. Além disso, conecte o circuito de controle, o circuito de sinal, etc., para garantir que todas as conexões do circuito estejam corretas.

Ao conectar os cabos, preste atenção ao raio de curvatura e ao método de fixação dos cabos para evitar danos aos cabos.

4. Etapas de comissionamento

Após a conclusão da instalação, é necessário realizar trabalhos de comissionamento. Antes do comissionamento, realize uma inspeção abrangente do equipamento. Verifique se as conexões elétricas estão seguras, se o isolamento está em boas condições e se todos os componentes estão funcionando corretamente.

Durante o comissionamento, primeiro realize um teste de resistência de isolamento. Use um testador de resistência de isolamento para medir os valores de resistência de isolamento de cada circuito. Os valores de resistência de isolamento devem atender aos requisitos especificados. Em seguida, realize um teste de tensão suportável para testar o desempenho do isolamento do equipamento aplicando uma tensão de teste. Em seguida, realize um comissionamento do circuito de controle para verificar se todas as funções do controlador estão normais, como comutação manual, comutação automática, funções de proteção, etc. Sob condições de carga simuladas, verifique o funcionamento do equipamento para garantir que ele funcione corretamente.

  Operação e Manutenção  

I.Precauções durante a operação

Durante a operação do equipamento, os seguintes cuidados devem ser tomados. Primeiramente, preste muita atenção ao estado operacional do equipamento. Observe a tela do controlador para verificar informações como parâmetros elétricos e status de comutação do equipamento. Se alguma situação anormal for detectada, medidas oportunas devem ser tomadas para o manuseio. Em segundo lugar, inspecione regularmente a aparência do equipamento. Verifique se o gabinete está deformado ou danificado e se as conexões de todos os componentes estão seguras. Além disso, preste atenção ao ambiente operacional do equipamento. Mantenha o ambiente ao redor do equipamento limpo e seco para evitar a influência de fatores como poeira e umidade no equipamento.

II. Conteúdo de Manutenção de Rotina

O trabalho de manutenção de rotina inclui a limpeza do equipamento, verificação das conexões elétricas e verificação do estado de funcionamento de cada componente. Limpe regularmente a superfície e o interior do equipamento para remover poeira e detritos e manter o equipamento limpo. Verifique se as conexões elétricas estão soltas e, em caso afirmativo, aperte-as em tempo hábil. Verifique o estado de funcionamento de cada componente, como o estado de abertura e fechamento das chaves e a ação dos relés. Se for encontrada alguma anormalidade, substitua o componente em tempo hábil. Além disso, lubrifique regularmente o equipamento para garantir o funcionamento normal de suas partes móveis.

III. Itens de Manutenção Periódica

Além da manutenção de rotina, também é necessária manutenção periódica. Os itens de manutenção periódica incluem a verificação do desempenho do isolamento, a verificação das funções de proteção e a verificação das funções de comunicação. Use regularmente um testador de resistência de isolamento para medir os valores de resistência de isolamento de cada circuito e verificar se o desempenho de isolamento do equipamento é bom. Verifique se as funções de proteção estão normais simulando condições de falha para ver se o dispositivo de proteção pode atuar em tempo hábil. Verifique se as funções de comunicação estão normais comunicando-se com o computador host através da interface de comunicação para verificar se a transmissão de dados está normal. Além disso, calibre regularmente o equipamento para garantir a precisão da medição e do controle.

  Parâmetros Técnicos  

  Perguntas frequentes  

Perguntas frequentes 1: O seu comutador de transferência de energia dupla de alta tensão é compatível com redes elétricas de 60 Hz?
Resposta:
Nosso controlador ASKVQ apresenta design de ampla frequência (adaptação automática de 50/60 Hz) com estas especificações principais:

Tempo de transferência: <12ms (atende aos padrões IEEE 446)

Ajuste automático de frequência de amostragem

Projeto de isolamento duplo 12/17,5kV

FAQ 2: Como evitar transferências falsas causadas por arcos no lado CC em aplicações fotovoltaicas?
Resposta:
O sistema de proteção AISIKAI fornece:

Detecção de arco UV (resposta <2 ms)

Lógica de bloqueio de transferência durante falhas de arco

Redundância de CPU dupla
Testes de campo mostram redução de 18 operações falsas/ano para zero em usinas de 200 MW.

FAQ 3: Que proteção é fornecida para ambientes úmidos?
Resposta:
Os principais recursos de proteção incluem:

Gabinete de alumínio IP55 (testado em névoa salina)

Contatos banhados a prata (95% de tolerância RH)

Distância mínima de fuga de 15 mm
A manutenção requer limpeza semestral com etanol anidro (documento P41).