การวิเคราะห์กลไกการทำงานของตำแหน่ง-สองตำแหน่ง: การสลับลอจิกของสวิตช์โหลด 25kV630A

เมื่อเทียบกับพื้นหลังของการสร้างกริดอัจฉริยะแล้ว สวิตช์โหลด 25kV 630A ถือเป็นส่วนสำคัญของเครือข่ายการกระจายสินค้า และการอัปเกรดลอจิกควบคุมสวิตช์อัตโนมัติจะส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของการทำงานของกริด ด้วยการลดความซับซ้อนของตรรกะการควบคุมและปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการดำเนินการ กลไกการทำงานแบบตำแหน่งคู่-จึงกลายเป็นแนวทางหลักของการเปลี่ยนแปลงอย่างชาญฉลาดของสวิตช์โหลด บทความนี้กล่าวถึงเส้นทางการใช้งานทางเทคนิคของตรรกะการควบคุมจากสามด้าน: หลักการควบคุม การออกแบบตัวกระตุ้น และกลไกการป้องกันความปลอดภัย
I. หลักการควบคุมตำแหน่ง-สองประการ: การควบคุมการสลับแบบไม่เชิงเส้นที่แม่นยำ
แกนหลักของการควบคุมตำแหน่งคู่อยู่ที่การเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อวงจรผ่านสถานะสุดขั้วสองสถานะ (เปิดเต็ม/ปิดเต็ม) ลักษณะเอาต์พุตคือการสลับแบบไม่เชิงเส้น ในสวิตช์โหลด 25kV 630A ตรรกะการควบคุมตำแหน่งคู่จะทริกเกอร์การดำเนินการตามค่าเบี่ยงเบนระหว่างค่าที่วัดได้และค่าที่ตั้งไว้: ตัวควบคุมจะส่งค่าสูงสุดออกมาเพื่อปิดสวิตช์เมื่อการวัดกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าเกินค่าที่ตั้งไว้ และตัวควบคุมจะส่งออกค่าต่ำสุดเพื่อเริ่มการปิดสวิตช์เมื่อค่าที่วัดได้ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานจริงของบริษัท Shizuishan Power Supply Company ในหนิงเซี่ย สวิตช์โหลดจะรวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบพาสซีฟไร้สายและโมดูลการประมวลผลแบบเอดจ์เพื่อให้ทราบ-การตรวจสอบอุณหภูมิสัมผัสแบบเรียลไทม์ เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าค่าที่ตั้งไว้ ตัวควบคุมตำแหน่งทั้งสอง-จะทริกเกอร์คำสั่งเปิดโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ร้อนเกินไปและสร้างความเสียหาย
เพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอทางกลที่เกิดจากการทำงานบ่อยครั้ง การควบคุมตำแหน่งคู่จึงรวมเอาการออกแบบ "เดดแบนด์" ไว้ด้วย เมื่อค่าเบี่ยงเบนยังคงอยู่ภายในช่วงที่ตั้งไว้ ตัวควบคุมจะยังคงอยู่ในสถานะปัจจุบันโดยไม่ต้องเปลี่ยน ตัวอย่างเช่น โมเดลสวิตช์โหลดจะตั้งค่าเดดแบนด์ไว้ที่ ±5% ของกระแสไฟฟ้าที่กำหนด ซึ่งจะทริกเกอร์การทำงานของสวิตช์เฉพาะในกรณีที่ค่าเบี่ยงเบนกระแสเกินช่วงนี้ การออกแบบนี้ช่วยลดความถี่ในการทำงานของสวิตช์ลง 70% และยืดอายุการใช้งานของกลไกได้อย่างมาก
ครั้งที่สอง การออกแบบแอคชูเอเตอร์: การทำงานร่วมกันระหว่างการจัดเก็บพลังงานสปริงและไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้า
หน่วยแอคชูเอเตอร์ของกลไกการทำงานสอง-ตำแหน่งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของการตอบสนองความเร็วสูงและความน่าเชื่อถือสูง โดยทั่วไปสวิตช์โหลด 25kV 630A ใช้การผสมผสานระหว่างการจัดเก็บพลังงานสปริงและไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการเปลี่ยนแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน:
ขั้นตอนการจัดเก็บพลังงาน: พลังงานกลจะถูกจัดเก็บโดยการบีบอัดสปริงเปิดและสัมผัสสปริงผ่านมอเตอร์ไฟฟ้าหรือการทำงานแบบแมนนวล ตัวอย่างเช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ ZN12-10 จะยืดสปริงเปิดให้ยาวสูงสุดเมื่อปิด เพื่อจ่ายไฟให้กับช่องเปิดที่ตามมา
เฟสทริกเกอร์: หลังจากรับสัญญาณคอนโทรลเลอร์แล้ว แม่เหล็กไฟฟ้าจะปล่อยสลักที่ทำให้พลังงานสปริงที่สะสมไว้ขับเคลื่อนสปินเดิลไปรอบๆ สปินเดิลจะสั่งงานแกนดึงที่หุ้มฉนวนผ่านจุดเชื่อมต่อสี่-แท่งเพื่อให้ได้สวิตช์หน้าสัมผัส สวิตช์โหลดบางประเภทใช้เทคโนโลยีไดรฟ์แบบขนานคอยล์คู่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายสนามแม่เหล็กของคอยล์ เร่งการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัสเป็น 0.8 ม./วินาที และลดระยะเวลาเปิดให้สั้นลงเหลือน้อยกว่า 40 ม./วินาที
เฟสบัฟเฟอร์: เมื่อสิ้นสุดการดำเนินการปิด บัฟเฟอร์ยางหรือบัฟเฟอร์น้ำมันจะดูดซับพลังงานจลน์ที่เหลืออยู่เพื่อป้องกันไม่ให้การสัมผัสสะท้อนกลับ ตัวอย่างเช่น สวิตช์โหลด FN12-12 ใช้อากาศอัดเพื่อสร้างเบาะลมผ่านหัวฉีดเมื่อเปิดเครื่อง ดับส่วนโค้งใน 0.1 มิลลิวินาที และชะลอการเคลื่อนที่ของการสัมผัสให้เป็นศูนย์ผ่านบัฟเฟอร์ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบทางกล
III. กลไกการป้องกันความปลอดภัย: การเชื่อมต่อหลายจุด, การตรวจสอบสภาพ
เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยภายใต้สภาวะการทำงานที่ซับซ้อน สวิตช์โหลดจึงรวมกลไกการป้องกันที่หลากหลาย:
อินเตอร์ล็อคทางไฟฟ้า: เซ็นเซอร์แรงดันแก๊ส SF6 และเซ็นเซอร์สถานะการเก็บพลังงานสปริงให้การตอบสนองของอุปกรณ์แบบเรียลไทม์- เมื่อแรงดันแก๊สน้อยกว่า 0.6 MPa หรือสปริงไม่ถูกไฟฟ้า วงจรปิดจะเชื่อมต่อกันเพื่อป้องกันการทำงานที่ไม่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น สวิตช์โหลดในสถานีย่อยสำเร็จรูปมีวาล์วระบายแรงดันในช่องด้านล่างเพื่อปล่อยแรงดันโดยอัตโนมัติเมื่อระดับน้ำภายในเกินเกณฑ์ความปลอดภัย จึงป้องกันความเสี่ยงจากการระเบิด
ลูกโซ่ทางกล: อุปกรณ์ลูกโซ่ทางกลใช้ข้อจำกัดการทำงานตามลำดับระหว่างสวิตช์โหลด การตัดการเชื่อมต่อ และสวิตช์กราวด์ ตัวอย่างเช่น การปิดจะต้องนำหน้าการดำเนินการของสวิตช์โหลด และการเปิดจะต้องเป็นไปตามลำดับย้อนกลับ การออกแบบนี้สามารถป้องกันอุบัติเหตุร้ายแรง เช่น การตัดการเชื่อมต่อเบรกเกอร์ที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่
การตรวจสอบสภาพ: เซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์ดิสชาร์จบางส่วน และอุปกรณ์อื่นๆ สามารถรวบรวมอุณหภูมิสัมผัส พลังงานอาร์ก และพารามิเตอร์อื่นๆ ได้อย่างต่อเนื่อง สวิตช์โหลดบางรุ่นใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิไร้สาย Kgg-09 เพื่อตรวจสอบจุดสัมผัส และแจ้งเตือนล่วงหน้าหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเกินค่าที่ตั้งไว้ เพื่อรองรับการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
IV. บทนำ กรณีการใช้งาน: การตรวจสอบเชิงปฏิบัติในกริดอัจฉริยะ
ในการเปลี่ยนแปลงโครงข่ายอัจฉริยะของบริษัท Ningxia Shizuishan Power Supply Company กลไกการทำงานสอง-ตำแหน่งของสวิตช์โหลด 25kV 630A ทำงานร่วมกับระบบสถานีหลักอัตโนมัติเพื่อให้บรรลุการแก้ไขข้อบกพร่องด้วยตนเอง- เมื่อเกิดการลัดวงจร ฟิวส์ละลายจะกระตุ้นให้สวิตช์โหลดเปิดและแยกส่วนที่ผิดพลาดออกภายใน 0.02 วินาที ในเวลาเดียวกัน ระบบสถานีหลักจะปรับโทโพโลยีของกริดโดยอัตโนมัติผ่านโมดูล "การควบคุมตามลำดับด้วยคลิกเดียว" เพื่อคืนพลังงานให้กับเขตปลอดข้อผิดพลาด- โซลูชันนี้ช่วยลดเวลาไฟฟ้าดับโดยเฉลี่ยจาก 2 ชั่วโมงเหลือ 10 นาที และปรับปรุงความพึงพอใจของผู้ใช้ได้ถึง 40%
บทสรุป:
กลไกการทำงานแบบตำแหน่งคู่-ทำให้ตรรกะการควบคุมง่ายขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบแอคชูเอเตอร์ ปรับปรุงการป้องกันความปลอดภัย และมอบโซลูชันที่เชื่อถือได้สำหรับการอัปเกรดอัตโนมัติของสวิตช์โหลด 25kV630A ด้วยการบูรณาการเทคโนโลยีแฝดดิจิทัลและบล็อกเชน สวิตช์โหลดจะได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมไปสู่การตรวจจับเชิงรุกและการตัดสินใจอัตโนมัติ-ในอนาคต ซึ่งจะให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการสร้างระบบไฟฟ้าใหม่