Giải mã logic bảo vệ của tủ điện hạ thế: Làm thế nào để đạt được nguồn điện an toàn và đáng tin cậy?

I. An toàn điện và định vị cấp độ hệ thống

Là tổng công suất đầu vào của toàn bộ hệ thống phân phối điện hạ thế, nó là cổng bảo vệ chính cho việc phân phối điện của toàn bộ trạm. Sự cố xảy ra sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống điện áp thấp nên độ tin cậy được đặt lên hàng đầu.

Cần phân biệt chặt chẽ logic của đường vào, đường nối bus và đường ra để tránh việc truyền tải điện song song không chính xác và không chính xác.

Đáp ứng các yêu cầu phối hợp cách nhiệt của hệ thống; điện áp cách điện danh định, điện áp chịu tần số nguồn và khoảng cách an toàn giữa các pha/pha với đất phải tuân thủ các quy định để ngăn ngừa hiện tượng rò rỉ, đánh thủng và ngắn mạch giữa các pha.

II. Hiệu suất điện lõi (Công nghệ cứng)

Điện áp làm việc định mức tương thích với điện áp pha và điện áp đường dây của hệ thống, đảm bảo hoạt động lâu dài mà không vượt quá điện áp chịu đựng định mức và thích ứng với tần số nguồn và điều kiện hài hòa tại chỗ.

Khả năng mang dòng điện liên tục định mức: Phải kiểm soát độ tăng nhiệt độ trong thời gian dài của tủ, thanh cái chính, điểm nối cáp đầu vào và thân cầu dao và không xảy ra hiện tượng quá nhiệt, đổi màu hoặc mài mòn ở các tiếp điểm và thanh đồng.

Khả năng chịu ngắn mạch và khả năng cắt

Khả năng cắt ngắn mạch cuối cùng/khi vận hành phải lớn hơn dòng ngắn mạch tối đa của hệ thống tại chỗ.

Dòng chịu đựng ngắn hạn và dòng chịu đựng cực đại đạt tiêu chuẩn; thân tủ không bị biến dạng, thanh cái không bị dịch chuyển và các bộ phận cách điện không bị vỡ khi bị đoản mạch.

Thiết kế tăng nhiệt và tản nhiệt: Các ống thông gió của tủ hợp lý, cửa gió vào và cửa ra đều ở trên và dưới; không có sự tích tụ nhiệt ở khu vực thanh cái và cầu dao dày đặc, đồng thời mức tăng nhiệt độ đạt tiêu chuẩn khi vận hành lâu dài dưới tải trọng cao.

III. Chức năng logic và điều khiển bảo vệ

Các biện pháp bảo vệ cần thiết: Độ trễ quá tải trong thời gian dài, độ trễ trong thời gian ngắn ngắn mạch, ngắn mạch tức thời và bảo vệ lỗi chạm đất. Đường cong bảo vệ phù hợp với đặc tính của tải hạ lưu.

Được trang bị chức năng ngắt điện áp thấp/mất điện áp, tự động ngắt khi lưới điện mất điện và ngăn ngừa tác động tự đóng lại khi nguồn điện được phục hồi.

Phối hợp phân cấp các cài đặt bảo vệ: Việc bảo vệ đường dây vào phải được phối hợp có chọn lọc với bảo vệ đường dây đi ra phía hạ lưu để tránh sự cố cắt toàn bộ đường dây chính đến do các lỗi nhỏ ở hạ lưu.

Mạch thứ cấp đáng tin cậy: Nguồn điện điều khiển, mạch đóng mở và mạch khóa liên động được nối dây tiêu chuẩn, không có kết nối ảo hoặc hoạt động sai.

Sơ đồ khối logic bảo vệ tủ điện áp thấp vào (Phiên bản văn bản)

Một. Sơ đồ khối luồng tín hiệu tổng thể

Dòng điện mạch chính sơ cấp → Lấy mẫu máy biến dòng (CT) → Bộ điều khiển thông minh (Giải phóng ACB) → Đánh giá logic: Độ trễ thời gian dài / Độ trễ thời gian ngắn / Tức thời / Lỗi chạm đất / Điện áp thấp → Đáp ứng cài đặt hành động → Ra lệnh ngắt → Cơ cấu ngắt cầu dao → Ngắt mạch chính đường vào

b. Sơ đồ khối của 4 nhánh bảo vệ chính

Logic bảo vệ độ trễ thời gian dài quá tải Dòng tải vượt quá tiêu chuẩn → Mẫu CT và gửi đến bộ điều khiển → Phù hợp với đường cong độ trễ thời gian dài nghịch đảo → Độ trễ dài đối với tình trạng quá tải nhẹ, độ trễ ngắn đối với tình trạng quá tải nghiêm trọng → Độ trễ hết hạn → Chuyến đi

Logic bảo vệ độ trễ thời gian ngắn mạch ngắn Mạch ngắn mạch xảy ra ở mạch hạ lưu → Dòng điện ngắn mạch kích hoạt bộ điều khiển đường dây đến → Đường dây đến đặt độ trễ thời gian ngắn là 0,1～0,3s → Trước tiên, hãy đợi cầu dao đường dây đi ngắt ngay lập tức để loại bỏ lỗi → Nếu ​​đường dây đi ra không ngắt/lỗi không được loại bỏ → Hết thời gian trễ → Ngắt đường dây đến (ngăn chặn vượt quá)

Logic bảo vệ tức thời ngắn mạch Đoản mạch nghiêm trọng gần thanh cái hoặc bên trong tủ đường dây đến → Dòng điện ngắn mạch vượt xa cài đặt tức thời → Kích hoạt trực tiếp mà không cần chờ hoặc trễ trong thời gian ngắn → Bộ điều khiển phát lệnh ngay lập tức → Bộ ngắt mạch ngắt ngay lập tức

Logic bảo vệ sự cố chạm đất Phương pháp 1: CT thứ tự 0 thu thập tổng vectơ của ba pha + N Phương pháp 2: Bộ điều khiển tính toán dòng điện thứ tự 0 thông qua hoạt động của dòng điện ba pha → Phát hiện dòng điện thứ tự 0 không cân bằng vượt quá tiêu chuẩn → Xác định hư hỏng và rò rỉ nối đất/cách điện một pha → Cảnh báo hoặc độ trễ/ngắt tức thời

c. Sơ đồ khối logic bảo vệ thấp áp/mất điện áp

Giảm điện áp đường dây đến / lưới điện bên ngoài mất điện → Giải phóng điện áp thấp theo dõi điện áp trong thời gian thực → Điện áp thấp hơn ngưỡng cài đặt → Hành động giải phóng điện áp thấp → Ngắt cưỡng bức → Không được phép tự động đóng lại sau khi lưới điện được khôi phục; việc đóng chỉ có thể được thực hiện với sự cho phép thủ công/hợp lý

d. Sơ đồ khối logic khóa liên động cho các đường vào kép + dây nối bus (Khóa liên động ba công tắc)

1# Đường dây đến đã đóng

↓

Tiếp điểm phụ điện + Thanh nối cơ khí

↓

Chặn các mạch đóng của đường vào 2# và dây nối bus

2# Đường dây đến đã đóng

↓

Đồng thời chặn các mạch đóng của đường vào 1# và dây nối bus

Cà vạt xe buýt đã đóng

↓

Đồng thời chặn các mạch đóng của đường vào 1# và 2#

Quy tắc cốt lõi: Chỉ có hai trong số ba công tắc được phép ở vị trí đóng bất kỳ lúc nào; nghiêm cấm đóng cả ba công tắc cùng một lúc.

đ. Sơ đồ khối logic phối hợp bảo vệ cấp trên và cấp dưới

Tủ đường đi: Ngắt tức thời ngắn mạch → Phối hợp bước chênh lệch thời gian → Tủ đường vào: Ngắt trễ trong thời gian ngắn ngắn mạch → Hiện thực: Các lỗi hạ lưu được ngắt bởi các công tắc hạ lưu, không phải đường dây chính vào, đảm bảo tính chọn lọc của nguồn điện.

IV. Khóa liên động cơ và khóa liên động điện (Ưu tiên hàng đầu)

Đường vào đơn: Khóa liên động cơ giữa cửa tủ và công tắc; cửa không thể mở được khi đóng và công tắc buộc phải ngắt khi cửa mở để ngăn chặn việc vô tình xâm nhập vào khoảng thời gian trực tiếp.

Kịch bản đường dây đến kép + dây buộc thanh cái: Khóa liên động kép của khóa liên động điện và khóa liên động cơ học, nghiêm cấm việc đóng đồng thời hai đường dây đầu vào và việc nối song song bất hợp pháp các đường dây đến và dây buộc thanh cái, để ngăn chặn sự lưu thông, đoản mạch và cháy máy biến áp.

Bản thân cấu trúc cơ khí của bộ ngắt mạch là đáng tin cậy, với khả năng đóng và mở tại chỗ, không gây nhiễu và hoạt động đáng tin cậy của cơ chế lưu trữ năng lượng.

V. Cấu trúc tủ và công nghệ thanh cái

Độ bền của tấm tủ và độ cứng của khung đủ để chống lại tác động của lực điện động ngắn mạch mà không bị rung hoặc biến dạng.

Thông số kỹ thuật, cách bố trí và giá đỡ cách điện của thanh cái chính tuân thủ các quy định; sự sắp xếp trình tự pha là tiêu chuẩn và các phân vùng cách điện giữa pha và pha với đất đã hoàn chỉnh.

Hệ thống nối đất hoàn chỉnh: Khung tủ, cửa, mặt bên và tủ buộc xe buýt đều được nối đất tập trung và chắc chắn, với đường nối đất liên tục và không gián đoạn.

Mức độ bảo vệ phù hợp với môi trường tại chỗ, ngăn chặn bụi, bắn tung tóe và động vật nhỏ xâm nhập vào tủ gây đoản mạch.

VI. Cấu hình giám sát và hiển thị

Giám sát thời gian thực tiêu chuẩn của dòng điện và điện áp, có thể kiểm tra cân bằng ba pha và độ lệch điện áp.

Được trang bị thiết bị hiển thị trực tiếp để đánh giá trực quan xem đường dây đến có hoạt động hay không, ngăn ngừa việc vô tình chạm vào và bảo trì không chính xác.

Cấu hình cần thiết để theo dõi nhiệt độ và độ ẩm cũng như ngăn ngừa và kiểm soát sự ngưng tụ trong tủ để ngăn chặn sự xuống cấp cách điện do ngưng tụ ẩm.

VII. Thích ứng với môi trường và vận hành

Thích ứng với độ cao, nhiệt độ và độ ẩm, bụi và môi trường khí ăn mòn tại chỗ; các bộ phận cách nhiệt và thân tủ đạt tiêu chuẩn chống ăn mòn và chịu thời tiết.

Thiết kế ngăn chặn sự ngưng tụ và nấm mốc trong tủ; các thiết bị sưởi ấm và hút ẩm được cấu hình ở những khu vực ẩm ướt.

Dự trữ không gian bảo trì và không gian đầu vào và đầu ra cáp; hệ thống dây điện gọn gàng, mạch sơ cấp và thứ cấp được định tuyến riêng biệt để tránh nhiễu.

VIII. Vận hành và bảo trì và kiểm tra an toàn

Được trang bị các điểm ngắt rõ ràng để cách ly nguồn điện một cách đáng tin cậy trong quá trình bảo trì.

Có thể thực hiện quy trình vận hành bảo trì khóa và dán nhãn khi cúp điện, với điều kiện vận hành an toàn.

Các bộ phận được bố trí hợp lý, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra hàng ngày, đo nhiệt độ, siết chặt và thay thế linh kiện sau này, không có ngõ cụt bảo trì.

Bản tóm tắt

Tủ điện hạ thế là cửa ngõ cốt lõi của hệ thống phân phối điện hạ áp, đảm nhận các nhiệm vụ quan trọng là tiếp cận nguồn điện, bảo vệ an toàn và phân phối phụ tải. Mối quan tâm cốt lõi của nó tập trung vào tám khía cạnh: định vị an toàn điện, hiệu suất điện cốt lõi, logic và điều khiển bảo vệ, bảo vệ khóa liên động, công nghệ tủ và thanh cái, cấu hình giám sát, thích ứng với môi trường cũng như an toàn vận hành và bảo trì. Trong số đó, logic bảo vệ (bao gồm quá tải, ngắn mạch, chạm đất, bảo vệ thấp áp) và khóa liên động kép (cơ + điện) là chìa khóa để đảm bảo tủ hoạt động an toàn và ổn định, có thể ngăn chặn hiệu quả sự mở rộng lỗi, vận hành không chính xác và tai nạn an toàn. Sự kết hợp hợp lý của tất cả các chỉ số và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật là điều kiện tiên quyết để tủ đầu vào điện áp thấp có thể hoạt động ổn định lâu dài.

Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)

Q1: Vai trò cốt lõi của tủ điện hạ thế trong hệ thống phân phối điện là gì?

A1: Đây là tổng đầu vào nguồn và cổng bảo vệ chính của hệ thống điện áp thấp, chịu trách nhiệm truy cập nguồn điện, bảo vệ sự cố và phân phối điện hạ lưu, đồng thời độ tin cậy của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động an toàn của hệ thống.

Q2: Tại sao việc phối hợp có chọn lọc các cài đặt bảo vệ lại quan trọng đối với các tủ đường dây đầu vào?

A2: Nó đảm bảo các lỗi ở hạ lưu được ngắt bằng các công tắc đường dây đầu ra trước tiên, tránh mất điện toàn bộ hệ thống và đảm bảo cung cấp điện liên tục.

Q3: Mục đích của khóa liên động kép (cơ khí + điện) trong kịch bản đường dây đến kép + dây nối thanh cái là gì?

A3: Nó cấm các công tắc song song không chính xác, ngăn chặn dòng điện tuần hoàn, đoản mạch và cháy máy biến áp để đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Q4: Những yếu tố nào cần được xem xét trong việc thích ứng với môi trường của tủ đầu vào điện áp thấp?

A4: Thích ứng với độ cao, nhiệt độ, độ ẩm, bụi và khí ăn mòn tại chỗ; cấu hình các thiết bị chống ngưng tụ và mức độ bảo vệ thích hợp.

Q5: Làm thế nào để đảm bảo an toàn trong vận hành bảo trì các tủ điện hạ thế?

A5: Trang bị các điểm đứt rõ ràng, thực hiện dán nhãn và khóa khi cúp điện, đồng thời sắp xếp các bộ phận hợp lý để tránh ngõ cụt bảo trì.